شريط ذو 9 مسارات

شريط التسعة مسارات هو تنسيق لتخزين البيانات على أشرطة مغناطيسية ، طُرح مع نظام IBM System/360 عام 1964. يبلغ عرض وسائط الشريط المغناطيسي وبكراته نصف بوصة (12.7 مم) ، وهي بنفس حجم تنسيق IBM السابق ذي السبعة مسارات الذي حل محله، إلا أن التنسيق الجديد يحتوي على ثمانية مسارات بيانات ومسار تكافؤ واحد ، ليصبح المجموع تسعة مسارات متوازية. تُخزن البيانات على شكل أحرف من 8 بتات ، تغطي العرض الكامل للشريط (بما في ذلك بت التكافؤ). استُخدمت طرق تسجيل متنوعة على مدار فترة استخدامه مع ازدياد سرعة الشريط وكثافة البيانات، بما في ذلك ترميز الطور ( PE )، والتسجيل المشفر بالمجموعات ( GCR )، والتسجيل العكسي غير العائد إلى الصفر ( NRZI ). تتوفر الأشرطة بأحجام مختلفة يصل طولها إلى 1100 متر (3600 قدم) .  

تم تحديد الحجم القياسي للبايت فعليًا عند ثمانية بتات مع جهاز S/360 وشريط ذي تسعة مسارات.

هيمن هذا التنسيق على التخزين ونقل البيانات دون اتصال بالإنترنت لأكثر من 30 عامًا، ولكن بحلول نهاية القرن العشرين أصبح قديمًا، وتوقف آخر مصنع للأشرطة عن الإنتاج في أوائل عام 2002، ^{[ 1 ]} مع توقف إنتاج محركات الأقراص في العام التالي. ^{[ 2 ]}

تتكون وحدة التسجيل النموذجية ذات التسعة مسارات من آلية نقل الشريط - وهي في الأساس جميع الأجزاء الميكانيكية التي تنقل الشريط من بكرة إلى أخرى مرورًا برؤوس القراءة/الكتابة والمسح - بالإضافة إلى إلكترونيات التحكم وقراءة/كتابة البيانات. تتألف آلية النقل عادةً من محرك تغذية، ومحرك سحب، ومحاور لتثبيت بكرات الشريط في مكانها، ومحرك بكرة (وإن لم يكن بالضرورة بكرة ضغط، انظر أدناه)، ومجموعة رأس الشريط ، وبكرات متنوعة تحافظ على مسار الشريط بدقة أثناء التشغيل، وأعمدة تفريغ تمنع انزلاق الشريط. قد تتلف البيانات بسبب تمدد الشريط أو اختلاف سرعته، لذا يجب أن توجه آلية النقل الشريط دون إتلاف حوافه، وأن تحركه بأقل قدر من التذبذب والارتعاش ، وأن توفر له شدًا منخفضًا ولكنه كافٍ للحفاظ على اتصال الشريط برأس القراءة/الكتابة باستمرار.

لتحميل الشريط، يقوم المشغل بإزالة الغطاء الواقي (الذي يُطلق عليه غالبًا "حزام مانع تسرب الشريط" لأنه مصمم لمنع الرطوبة والغبار على الشريط) من الجزء الخارجي لبكرة الشريط، ثم يُركّب الشريط على محور التغذية، ثم يُمرّر طرف الشريط عبر مجموعات البكرات المختلفة وصولًا إلى بكرة السحب، مُركّبًا ثلاث أو أربع لفات من الشريط لتوفير الاحتكاك الكافي لمحرك السحب لسحب الشريط. بعد ذلك، يُشغّل المشغل تسلسلًا تلقائيًا، غالبًا بضغطة زر واحدة، لإغلاق النافذة الواقية، وتشغيل نظام الشفط، ثم تحريك الشريط للأمام حتى يكتشف مستشعر بصري شريط رقائق بداية الشريط (BOT) في مسار الشريط. تُشير إلكترونيات التحكم بعد ذلك إلى الحاسوب المُتحكّم بأن الوحدة جاهزة للتشغيل.

كما هو الحال في نظام الصوت، يتطلب تحريك الشريط أمام رؤوس القراءة/الكتابة في محرك الشريط الرقمي ذي التسعة مسارات تحكمًا دقيقًا، يتم تحقيقه بواسطة محرك الكابستان. صُمم محرك الكابستان لضمان تشغيل سلس للغاية. ويتم تزويد إلكترونيات التحكم بالمعلومات عبر مقياس سرعة الدوران ، والذي يكون عادةً عبارة عن " عجلة صوتية " بصرية ، للتحكم في سرعة الشريط. ويتم التحكم في بدء وإيقاف الكابستان بواسطة مولدات منحدرات لضمان وجود فجوة مناسبة بين التسجيلات، أي الفجوة بين كتل المعلومات.

يُوفر نظام التفريغ حاجزًا ماديًا بين حركات الكابستان الدقيقة وحركات البكرات الكبيرة، وذلك بتخزين قطعة قصيرة من الشريط في عمود التفريغ تحت شد منخفض نسبيًا. أعمدة التفريغ عبارة عن حجرات مفتوحة من أحد طرفيها، وتكون فتحاتها محاذية لمسار الشريط قبل وبعد الكابستان ومجموعة البكرات. يتم التحكم بكمية الشريط في العمود بواسطة أربعة مستشعرات بصرية أو مستشعرات تفريغ على جانبي الأعمدة. تحافظ إلكترونيات التحكم على انحناء حلقة الشريط بين المستشعرين الداخليين، مما يُعطي إشارة لبكرة التغذية لزيادة التغذية أو التوقف، ولبكرة السحب لسحب المزيد أو التوقف، حسب الحاجة. يعمل المستشعران الخارجيان، في أعلى وأسفل الأعمدة، على استشعار أي أعطال في آلية التغذية أثناء التشغيل، مما يدفع إلكترونيات التحكم إلى إيقاف تشغيل نظام نقل الشريط ونظام التفريغ بالكامل لمنع تلف الشريط. نظرًا للشد الذي توفره أعمدة التفريغ وتصميم مسار الشريط، عادةً ما يبقى الشريط على اتصال كافٍ بالطبقة ذات الاحتكاك العالي نسبيًا على الكابستان، مما يُغني عن استخدام بكرة ضغط.

تتميز حركة الشريط في العديد من الأنظمة بأنها ثنائية الاتجاه، أي يمكن قراءة الشريط للأمام أو للخلف بناءً على طلب الحاسوب المتحكم. ولأن عمود التفريغ يحافظ على شدٍّ صغير وثابت في الاتجاه المعاكس، يمكن للبكرة أن تُعيد الشريط للخلف دون أن يتكتل أو ينحرف عن مساره. وعلى عكس معظم أنظمة أشرطة الصوت، فإن مجموعة البكرة ورأس القراءة/الكتابة تكون دائمًا على اتصال بالشريط، حتى أثناء عمليات التقديم والرجوع السريعة، ولا تُبعد مجموعة رأس القراءة/الكتابة عن مسار الشريط إلا أثناء إعادة اللف بسرعة عالية. وفي بعض الوحدات، وفّرت الشركات المصنّعة خاصية "البحث السريع" التي تُتيح تحريك الشريط بسرعة لعدد معين من الكتل، ثم إيقافه والعودة لقراءة البيانات المطلوبة بالسرعة العادية.

تحتوي الأشرطة على شريط معدني في نهاية الشريط. عند مصادفة هذا الشريط أثناء الكتابة، يتم إخطار برنامج الحاسوب بذلك. يتيح هذا للبرنامج فرصة كتابة معلومات نهاية الشريط على الشريط طالما أن هناك مساحة كافية منه.

يتم استشعار بداية ونهاية الشريط عن طريق تسليط ضوء خافت على سطح الشريط بزاوية مائلة. عندما يمر شريط الرقاقة المعدنية (الملصق بالشريط) أمام الضوء، يستقبل مستقبل ضوئي وميض الضوء المنعكس، مما يُفعّل النظام لإيقاف حركة الشريط. هذا هو السبب الرئيسي لعدم السماح باستخدام كاميرات الفلاش في مراكز البيانات المزودة بمحركات أشرطة ذات 9 مسارات، لأنها قد تُضلل محركات الأشرطة وتجعلها تستشعر بداية ونهاية الشريط بشكل خاطئ. ^{[ 3 ]}

يصف ما سبق نظام نقل نموذجي؛ ومع ذلك، ابتكر المصنّعون العديد من التصاميم البديلة. على سبيل المثال، تستخدم بعض التصاميم منصة نقل أفقية حيث يقوم المشغل ببساطة بوضع بكرة الشريط في حجرة بكرة التغذية، وإغلاق الباب، والضغط على زر التحميل، ثم يقوم نظام شفط بسحب الشريط على طول المسار إلى محور التجميع داخل الآلية. وتستغني بعض التصاميم عن أعمدة الشفط لصالح تصميم محرك مباشر يتم التحكم فيه بواسطة معالج دقيق.

تستخدم أشرطة 800 NRZI و1600 PE (ترميز الطور) ذات 9 مسارات فاصلًا بين السجلات يبلغ 15 مم (0.6 بوصة) للسماح للشريط بالتوقف والبدء بين السجلات. أما أشرطة 6250 GCR فتستخدم فاصلًا بين السجلات أقصر يبلغ 7.6 مم (0.3 بوصة) .  

تحتوي أشرطة التسجيل ذات التسعة مسارات على ملصقات عاكسة موضوعة على الجانب غير المخصص للبيانات، على بُعد 3 أمتار (10 أقدام) من بداية الشريط و 4.3 متر (14 قدمًا ) من نهايته، وذلك لتسهيل إرسال إشارات إلى الجهاز لمنع الشريط من الانفكاك عن المحاور. تُحدد هذه الملصقات العاكسة علامتي بداية الشريط (BOT) ونهايته (EOT). يُعد طول 3 أمتار (10 أقدام) من شريط البداية والنهاية كافيًا للسماح للشريط بالمرور صعودًا وهبوطًا عبر أعمدة الهواء والالتفاف حول المحور عدة مرات. أما الطول الإضافي البالغ 1.2 متر (4 أقدام ) في النهاية، فيُتيح لنظام التشغيل مساحة لكتابة بضع كتل من البيانات بعد علامة نهاية الشريط (EOT) لإنهاء جزء بيانات الشريط في مجموعة بيانات متعددة المجلدات. عادةً ما يقوم المشغلون بقص بضعة سنتيمترات من شريط البداية عند تلفه. إذا انفصل الشريط العاكس الأمامي عن الشريط، يصبح من الصعب قراءة البيانات، إذ يصعب تحديد نقطة نهاية البيانات، ويكاد يكون من المستحيل تحديد اتجاهها. عند حدوث ذلك، يُضاف شريط جديد إلى الشريط، وتُعتبر البيانات السابقة مفقودة.    

تتميز الأشرطة ذات التسعة مسارات بكثافات تبلغ 800 و 1600 و 6250 بايت من 8 بت لكل بوصة، مما يعطي ما يقرب من 22.5 ميجابايت و 45 ميجابايت و 175 ميجابايت على التوالي على شريط بطول 2400 قدم (730 مترًا) . 

• 
  بكرة شريط قياس كاملة الحجم 1/2 بوصة في علبة واقية
• 
  شريطان صغيران مقاس 1/2 بوصة، أمامي وخلفي
• 
  تُستخدم شرائط من رقائق الألومنيوم لتحديد بداية ونهاية الشريط اللاصق
• 
  تمنع حلقة الحماية من الكتابة الكتابة على الشريط عند إزالته
• 
  مكتبة نموذجية من أشرطة مغناطيسية نصف بوصة
• 
  شريط أمان حاسوبي عالي الجودة 3M 777 6250 CPI

• ANSI INCITS 40-1993 (R2003) شريط مغناطيسي غير مسجل لتبادل المعلومات (9 مسارات، 800 حرف في البوصة، NRZI ؛ 1600 حرف في البوصة، PE ؛ و6250 حرف في البوصة، GCR )
• ISO /IEC 1863:1990 شريط مغناطيسي ذو 9 مسارات، بعرض 12.7  مم ( 1 ⁄2 بوصة ) لتبادل المعلومات باستخدام NRZ1 بسرعة 32 ftpmm (انتقالات التدفق لكل مليمتر، 800 انتقال تدفق لكل بوصة أو ftpi) أو 32 cpmm (أحرف لكل مليمتر، 800 حرف لكل بوصة أو cpi).
• ISO/IEC 3788:1990 شريط مغناطيسي ذو 9 مسارات، بعرض 12.7  مم ( 1 ⁄2 بوصة ) لتبادل المعلومات باستخدام ترميز الطور بسرعة 126 قدم/مم (3200 قدم/بوصة)، 63 دورة/مم (1600 دورة/بوصة).
• ANSI INCITS 54-1986 (R2002) شريط مغناطيسي مسجل لتبادل المعلومات (6250 cpi، تسجيل مشفر جماعي )
• معيار ANSI INCITS 27-1987 (R2003): ملصقات الأشرطة المغناطيسية وبنية الملفات لتبادل المعلومات
• ECMA 62 - تبادل البيانات على شريط مغناطيسي ذي 9 مسارات بعرض 12.7 مم

• أمبيكس
• أنريتسو
• بوروز
• منتجات بيانات التشفير
• بيانات التحكم
• شركة المعدات الرقمية
• البيانات الرقمية
• فوجيتسو
• هيوليت-باكارد (بما في ذلك داينك/دايمك)
• كينيدي
• تكنولوجيا البيانات المبتكرة (IDT/Alston)
• التخزين المغناطيسي بالليزر / نظام تخزين الليزر من فيليبس / نظام تخزين الليزر من بلازمون
• بيانات M4
• بيانات الرحلات البرية
• بيركن إلمر
• بيرتيك كمبيوتر
• كوالستار
• مختبرات إس إي (إي إم آي)
• STC / Storage Technology Corp, ( StorageTek (STK) بعد تغيير الاسم), (استحوذت عليها شركة SUN ، وهي الآن قسم من شركة Oracle Corp ).
• وانغكو

• 3M (التي انفصلت لاحقًا لتصبح Imation ) - أول شركة مصنعة لشريط 9 مسارات.
• شركة غراهام ماغنيتكس - آخر شركة مصنعة تنتج شريطًا جديدًا ذو 9 مسارات (2001).

• محرك الشريط المغناطيسي IBM 3420، من أرشيفات IBM في Wayback Machine (تمت أرشفته في 2005-04-07)
• على موقع bitsavers.org
  • وثائق التشفير
  • ديسمبر TS11 TU80 (1600 بي إي) TA78 TA79 TU81 (1600 بي إي، 6250 جي سي آر)
  • دليل استخدام محرك الأشرطة Fujitsu M244x الحاصل على شهادة CE
  • مواد تدريبية لصيانة HP 7970: محركات الأقراص 800 NRZI و1600 PE
  • وصف مكونات محركات الأشرطة من سلسلة IBM 2400
  • نماذج شريط كينيدي
  • وثائق M4Data
  • نشرات فنية لنظام الشريط المغناطيسي الفرعي Univac UNISERVO IIIA و IIIC
• HP 7976A 7978A 7980A (88780AB) (1600 PE، 6250 GCR) HP 7974A 1600 PE في hpmuseum.net
• دونغ، جيه دبليو، وبروهل، كيه إيه، وأبرامسون، آر إل، وكريستي، إل جي، ودوميل، دي آر (يونيو 1988). "محرك أشرطة نصف بوصة موثوق به، ذاتي التحميل، يعمل بتقنية البث المباشر" (ملف PDF) . مجلة هيوليت-باكارد . 39 (3). مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 17 مارس 2017.(7980A, 88780AB)
• IBM 9348-012 (1600, 6250) في Wayback Machine (تمت أرشفته في 2006-09-02)
• كتيبات بيانات الطريق السريع M4:
  • 9906 1600, (-2 → 3200, -5 → 6250) في Wayback Machine (تمت أرشفته في 2007-09-27)
  • 9914 في Wayback Machine (تمت أرشفته في 27-09-2007)
  • 9914V (800, 1600, 3200, 6250) في Wayback Machine (تمت أرشفته في 27-09-2007)
• سلسلة كوالستار 3400 على موقع Wayback Machine (تمت أرشفته في 2018-06-08)
• الجدول الزمني لمصنعي محركات الأقراص الأصلية في أرشيف الإنترنت (تمت أرشفته في 27-09-2007)
• محركات أشرطة التسجيل ذات 9 مسارات في جامعة كولومبيا، حوالي عام 1982
• متحف الأنظمة واسعة النطاق في نيو كنسينغتون، بنسلفانيا، يعرض معدات DEC وIBM باستخدام شريط قياس نصف بوصة (سبتمبر 2021).