Менее распространены перфоленты из обычной киноплёнки (предварительно зачернённой); они применялись главным образом в устройствах ввода данных некоторых ЭВМ. С 60-х гг. за рубежом и в СССР стали применять П. л. на полиэтилентерефталатной основе, прочность которых значительно выше бумажных.
Основные недостатки перфокарт и перфолент — ограниченная информационная плотность записи (до 102 бит на 1 см2) и малая механическая прочность.
3 Стримеры
Большая часть записывающих устройств (ЗУ) с последовательным доступом, не выдержав конкуренции с другими типами памяти, уже повымерла, до наших дней, видоизменяясь и совершенствуясь, дожил, пожалуй, лишь один тип ЗУ с последовательным доступом – накопитель на магнитной ленте или, как его еще называют, стример (от английского “stream” - поток).
История стримеров насчитывает более полувека, а началась она в 1953 году, когда IBM представила первый накопитель на магнитной ленте. В нем использовалась многодорожечная лента шириной полдюйма располагавшаяся на бобинах.
Своим устройством стример весьма напоминает обычный аудио- или видеомагнитофон. И это неудивительно – цифровой сигнал, с которым работают стримеры, является частным случаем аналогового, применяемого в аудио- и видеозаписи. Стримеры представляют из себя ЗУ со сменным носителем. Изначально в них использовались бобины, затем кассеты, а сейчас в стримерах применяются в основном картриджи.
На сегодняшний день единственной областью применения стримеров остается архивное хранение огромных объемов информации, где скорость доступа к данным не играет определяющей роли – здесь они прочно удерживают свои позиции, несмотря на появление оптических носителей высокой емкости и RAID-массивов жестких дисков.
На базе стримеров также организуются массивы, аналогичные дисковым RAID-массивам. При этом пропускная способность увеличивается в соответствующее количеству накопителей раз. Существуют также специальные автоматизированные библиотеки на основе стримеров, где обеспечивается возможность хранения многих тысяч картриджей и автоматической установкой/сменой их в накопителях. В таких системах может использоваться до нескольких сотен накопителей.
Как и в магнитофонах, информация на магнитную ленту в стримерах записывается одним из двух основных методов:
Линейный метод записи
Информация располагается на продольных дорожках, проходящих по всей длине ленты. Запись и чтение осуществляются в одном направлении движения ленты. Разновидностью этого метода является линейно-серпантинный метод, где работа с данными производится в обоих направлениях движения ленты.Принцип тот же что и в обычном кассетном магнитофоне.
Наклонно-строчный метод записи
Информация записывается на наклонных дорожках, проходящих по диагонали от одного края ленты к другому, используя головки, вращающиеся вокруг своей оси. Сама же ось наклонена под углом к направлению движения ленты (как в видеомагнитофонах). Преимуществом этого метода является меньшая линейная скорость протяжки ленты. Поэтому в устройствах, работающих на этом принципе, можно применять более тонкую ленту. Соответственно, при одинаковых размерах картриджа, длина ленты может быть намного больше. Недостатком метода можно считать более быстрый износ ленты и головки.
Практически все стримеры практикуют программное и/или аппаратное сжатие информации. Это позволяет «малой кровью» достаточно серьезно увеличить емкость носителя и скорость работы с информацией. Поскольку данные бывают разные (от текстовых файлов, «утрамбовываемых» в 5-10 раз до .mp3 файлов, несжимаемых вообще), а оценивать как-то надо, то производители стримеров используют для оценки двукратное сжатие (2:1), увеличивая на этот же коэффициент и скорость работы с информацией.
Современные стримеры могут быть и внешними и внутренними и подключаются через один из нескольких стандартных интерфейсов: флоппи, IDE, SCSI или интерфейс параллельного порта (Centronix). Последние модели подключаются через суперпопулярные сегодня USB и FireWire (IEEE1394).
За прошедшие полвека появилось великое множество стандартов, форматов, моделей, семейств стримеров. Их можно разбить на несколько групп.
Стримеры, использующие методы линейной и линейно-серпантинной записи
QIC, QIC-Wide и Travan
Первый накопитель формата QIC появился в 1972 году. В нем использовался картридж, сходный с обычной аудиокассетой, емкостью 20МБ. В картридже использовалась четвертьдюймовая магнитная лента.
Накопители QIC используют обычный линейный метод записи, форматов же существует великое множество. Все они отличаются типом ленты, числом дорожек и плотностью записи. Максимальная емкость картриджа в накопителях работающих по методу QIC составляет около 700МБ, что, конечно же, недостаточно для архивации больших объемов данных.
Для увеличения емкости, корпорация SONY в 80-х годах представила свою версию QIC - стандарт QIC-Wide, где емкость картриджа была увеличена до 2,3ГБ.
В 1994 году фирма Imation, создала новый стандарт картриджа на основе QIC и QIC-Wide, который был назван Travan. В этом стандарте максимальная емкость картриджа составляет 10ГБ, а при использовании сжатия — до 20ГБ. Накопители Travan могут также работать с некоторыми картриджами QIC и QIC-Wide.
Недостатком накопителей семейства QIC было низкое быстродействие и недостаточная емкость картриджей. В результате они вытеснены с рынка более производительными устройствами и в настоящее время уже не производятся..
DLT (Digital Linear Tape, цифровая линейная запись).
Формат DLT был разработан в середине 80-х годов компанией DEC для своих компьютеров MicroVAX. В 1994 году права на технологию у DEC приобрела компания Quantum.
В устройствах DLT используется полудюймовая магнитная лента. Информация записывается так называемым линейно-серпантинным методом. Лента современных устройств стандарта DLT содержит до 208 дорожек, а емкость картриджа достигает 35ГБ несжатых данных. Технология DLT предоставляет мощные средства контроля целостности данных: используются коды коррекции ошибок по Риду-Соломону (ECC), 64-битный избыточный циклический код (CRC) и 16-битный код обнаружения ошибок (EDC).
В 1998 году Quantum анонсировала технологию Super DLT, которая позволит в будущем увеличить объем картриджа до 1ТБ несжатых данных и скорость записи до 100МБ/сек за счет многочисленных инновационных решений, таких, например как, использование комбинации методов оптической и магнитной записи (LGRT - Laser Guided Magnetic Recording).
В 1996 году компания Tandberg предложила технологию SLR (ScalableLinearRecording), представляющую собой дальнейшее развитие технологии QIC. Особенностями стримеров от Tandberg являются тонкопленочные магниторезистивные многоканальные головки и оригинальная система отслеживания их положения. Технология позволяет записывать на 1 картридж до 50ГБ данных. Количество дорожек может доходить до 192.
LTO (Linear Tape Open, открытый стандарт линейной записи)
Стандарт LTO был разработан компаниями HP, Seagate и IBM как альтернатива закрытому DLT. Существуют два формата, базирующихся на технологии LTO.
Формат Accellis разрабатывался для обеспечения исключительно быстрого доступа к данным. Предполагалось, что устройства, использующие этот формат, обеспечат среднее время доступа порядка 10 сек и будут иметь емкость 25 ГБ несжатых данных. Но на рынке так и не появилось накопителей, работающих с этим форматом.
Другая разновидность LTO - формат Ultrium оказался более жизнеспособным. Первые стримеры этого формата появились в 2000 году и обеспечивали емкость 100ГБ несжатых данных при скорости записи 7,5МБ/сек, современные же обеспечивают скорость записи до 80МБ/сек на картриджи до 400ГБ. В планах разработчиков повысить эти цифры в два раза в стримерах Ultrium 4-го поколения.
Из особенностей этого формата можно упомянуть следующиие:
- Поддержка большого количества параллельных каналов на ленте
- Высокая плотность записи информации на ленту
- Улучшенный алгоритм сжатия информации - распознает сжатые данные и отключает компрессию
- Динамическое перемещение данных из испорченных областей на ленте, при поломке сервомеханизма или одной из головок чтения-записи
- LTO-CM (LTO Cartridge Memory) - чип для хранения информации о размещении данных на носителе.
ADR (Advanced Digital Recording)
Стандарт ADR предлагает на рынке компания On-Stream, являющаяся дочерней компанией Philips. Эта технология позволяет одновременно работать с 8 из 192 дорожек на ленте. Благодаря этому обеспечивается достаточно высокое быстродействие при низкой скорости ленты. И, как следствие, снижается нагрузка на ленту. В технологии предусмотрена двойная ECC-коррекция ошибок - как горизонтально, так и вертикально. Изменяемая скорость подачи ленты позволяет подстраиваться под скорость передачи данных с диска без замедления самого процесса резервного копирования. Накопители ADR воспринимаются ОС как отдельный диск, данные с которого напрямую доступны в ОС, то есть можно использовать содержимое ленты без восстановления данных. ADR позволяют сохранить 25 Гбайт несжатых данных на ленту. В будущем планируется увеличить емкость картриджа в несколько раз.
Стримеры, использующие метод наклонно-строчной записи
DAT/DDS (Digital Audio File/Digital Data Storage)
Формат DDS (DigitalDataStorage) был разработан в 1989 году компаниями HP и Sony на базе формата DAT (DigitalAudioTape). Лента DAT/DDS имеет ширину 4мм, но в отличие от QIC, в этом стандарте применяется наклонно-строчная запись. Стримеры этого формата - недорогие и достаточно эффективные устройства резервного копирования данных небольшого объема (формат DDS-4 обеспечивал емкость до 40ГБ). Не так давно появились модели нового поколения - DAT 72. Новые модели отличает вдвое большая емкость (до 72ГБ), достаточно низкая цену и совместимость по чтению и по записи с картриджами DDS предыдущих форматов. Скорость записи у новых моделей 3МБ/сек.