Cinta DEC

DECtape , originalmente llamado Microtape , es un medio de almacenamiento de datos en cinta magnética utilizado con muchos ordenadores de Digital Equipment Corporation , incluidos el PDP-1 , PDP-4 , PDP-6 , PDP-8 , LINC-8 , PDP -9 , PDP-10 , PDP-11 , PDP-12 y el PDP-15 . En los sistemas de 32 bits de DEC, se implementó la compatibilidad con VAX/VMS , pero no llegó a formar parte oficial de la gama de productos.

Las cintas DEC ^{[ 1 ]} tienen 3/4 de pulgada (19 mm) de ancho y están formateadas en bloques de datos que se pueden leer o escribir individualmente. Cada cinta almacena 184K palabras PDP-8 de 12 bits o 144K palabras de 18 bits (equivalente a 276 kilobytes ). El tamaño del bloque es de 128 palabras de 12 bits (para las máquinas de 12 bits) o de 256 palabras de 18 bits para las demás máquinas (sistemas de 16, 18, 32 o 36 bits). ^{[ 2 ]} 

Desde el punto de vista de la programación, ^{[ 1 ] : p.505 [ 3 ]} debido a que el sistema está orientado a bloques y permite la búsqueda aleatoria, DECtape se comporta como una unidad de disco muy lenta. ^{[ 4 ]}

DECtape tiene su origen en el sistema de cinta LINCtape , ^{[ 1 ] : 215} que fue diseñado originalmente por Wesley Clark en el Laboratorio Lincoln del MIT como parte integral de la computadora LINC . Existen instrucciones LINC simples para leer y escribir bloques de cinta usando una sola instrucción de máquina. ^{[ 5 ]} El diseño de LINC, incluyendo LINCtape, se puso en el dominio público porque su desarrollo había sido financiado por el gobierno. Las unidades LINCtape fueron fabricadas por varias compañías, incluyendo Digital.

A su vez, el origen de LINCtape se encuentra en el sistema de cinta magnética de la histórica computadora TX-2 del Laboratorio Lincoln, diseñada por Richard L. Best y TC Stockebrand. El sistema de cinta TX-2 es el antecesor directo de LINCtape, incluyendo el uso de dos conjuntos redundantes de cinco pistas y un transporte de cinta de accionamiento directo, pero utiliza un formato de cinta físicamente incompatible (cinta de ½ pulgada en carretes de 10 pulgadas, mientras que LINCtape y DECtape utilizaban cinta de ¾ de pulgada en carretes de 4 pulgadas). ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Digital introdujo inicialmente el controlador de microcinta tipo 550 y el transporte de microcinta dual tipo 555 como periféricos para las computadoras PDP-1 y PDP-4 , ambas de 18 bits. DEC anunció la disponibilidad de estos periféricos en marzo y mayo de 1963, y en noviembre ya se estaba planificando ofrecer el producto para las PDP-5 de 12 bits y PDP-6 de 36 bits , aunque esto implicaba un cambio en el formato de grabación. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Las especificaciones iniciales del controlador tipo 550 mencionan un avance significativo con respecto a la LINCtape: la capacidad de leer y escribir en ambas direcciones. ^{[ 10 ]} A finales de 1964, el transporte tipo 555 se comercializaba como un transporte DECtape. ^{[ 11 ]}

El sistema de transporte de cinta utilizado en el LINC es esencialmente el mismo que el del Tipo 555, con las mismas señales de interfaz y el mismo soporte físico de cinta. Sin embargo, los controladores LINC y DEC son incompatibles, y las posiciones de los carretes de alimentación y recogida se invirtieron entre los formatos de cinta LINC y DEC. Si bien LINCtape admite la búsqueda de bloques bidireccional de alta velocidad, solo admite operaciones reales de lectura y escritura de datos en la dirección de avance. DECtape utiliza un formato de pista de marca significativamente diferente para permitir operaciones de lectura y escritura en ambas direcciones, aunque no todos los controladores DECtape admiten la lectura inversa. DEC solicitó una patente para las funciones mejoradas incorporadas en DECtape a finales de 1964. ^{[ 12 ]} El inventor que figura en esta patente, Thomas Stockebrand, también es autor del artículo sobre el sistema de cinta TX-2 del que se derivó la cinta LINC. ^{[ 6 ]}

Finalmente, el controlador de cinta TC12-F del PDP-12 admitía tanto LINCtape como DECtape en el mismo transporte. Al igual que el LINC-8 anterior , el PDP-12 es un PDP-8 ampliado con soporte de hardware para el conjunto de instrucciones LINC y periféricos de laboratorio asociados.

DECtape se diseñó para ser lo suficientemente fiable y duradero como para utilizarse como medio de almacenamiento principal del sistema operativo (SO) de un ordenador. Es posible, aunque lento, utilizar una unidad DECtape para ejecutar un sistema operativo pequeño como OS/8 u OS/12. El sistema se configuraría para colocar archivos de intercambio temporales en una segunda unidad DECtape, de modo que no se ralentice el acceso a la unidad principal que contiene los programas del sistema.

Tras su introducción, DECtape se consideró una mejora sustancial respecto a las cintas de papel de carga manual, que no podían utilizarse para almacenar archivos de intercambio, esenciales para el uso práctico del tiempo compartido . Los primeros discos duros y unidades de tambor eran muy caros, de capacidad limitada y notoriamente poco fiables, por lo que DECtape supuso un gran avance para los primeros sistemas de tiempo compartido en ordenadores DEC. El legendario PDP-1 del MIT , donde se desarrolló la incipiente cultura de los hackers informáticos , adoptó varias unidades DECtape para dar soporte a una comunidad primitiva de intercambio de software. El sistema de disco duro (cuando funcionaba) se consideraba un dispositivo de almacenamiento de archivos "temporal", utilizado para la velocidad, pero no para el almacenamiento a largo plazo. Los usuarios guardaban sus archivos de trabajo personales en cintas DECtape, así como el software que compartían con otros.

El diseño de DECtape y sus controladores es bastante diferente al de cualquier otro tipo de unidad o controlador de cinta de la época. La cinta tiene 0,75 pulgadas (19 mm) de ancho y admite 6 pistas de datos, 2 pistas de marca y 2 pistas de reloj, con datos grabados a aproximadamente 350 bits por pulgada (138 bits por cm). Cada pista se empareja con una pista no adyacente para redundancia mediante el cableado en paralelo de los cabezales de la cinta; como resultado, la electrónica solo procesa 5 pistas: una pista de reloj, una pista de marca y 3 pistas de datos. Se utilizó codificación Manchester (PE) . Las pistas de reloj y de marca se escriben solo una vez, cuando se formatea la cinta; después de eso, son de solo lectura. ^{[ 13 ]} Esto significaba que se podía tolerar una "pérdida de señal" en un canal; incluso un agujero perforado en la cinta con un perforador de 0,25 pulgadas (6,4 mm) no provocaría un fallo en la lectura. ^{[ 14 ]}    

Otra razón de la excepcional fiabilidad de DECtape es el uso de cinta laminada: el óxido magnético está intercalado entre dos capas de mylar , en lugar de estar en la superficie como era común en otros tipos de cinta magnética. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} Esto permite que la cinta resista miles de pasadas sobre los cabezales de lectura/escritura sin desgastar la capa de óxido, lo que de otro modo habría ocurrido con un uso intensivo de archivos de intercambio en sistemas de tiempo compartido.

La durabilidad y fiabilidad fundamentales de DECtape quedaron patentes cuando, a principios de la década de 1970, se modificó el diseño de los soportes de montaje de las bobinas de cinta. El soporte original de metal mecanizado con muelle de retención fue sustituido por un soporte de plástico de una sola pieza, más económico, con seis brazos flexibles en forma de estrella de mar o flor. Cuando se enviaba un lote defectuoso de estos nuevos soportes en las nuevas unidades DECtape, estos se aflojaban con el tiempo. Como consecuencia, las bobinas DECtape se desprendían de las unidades, generalmente al girar a máxima velocidad, como en una búsqueda de extremo a extremo. La bobina caía al suelo y rodaba en línea recta o en círculo, desenrollándose y enredándose a su paso. A pesar de este espectáculo espantoso, los usuarios, desesperados, desenredaban cuidadosamente la cinta y la enrollaban laboriosamente en la bobina, para luego reinstalarla en el soporte, utilizando una lámina de papel para sujetar la bobina con mayor firmeza. Los datos de la cinta DECtape dañada a menudo podían recuperarse por completo y copiarse a otra cinta, siempre que la cinta original solo se hubiera doblado varias veces y no se hubiera estirado ni roto. DEC emitió rápidamente una Orden de Cambio de Ingeniería (ECO) para reemplazar los concentradores defectuosos y resolver el problema. ^{[ 19 ]}

Con el tiempo, una cinta DECtape usada intensivamente o maltratada comienza a fallar. El sistema operativo suele estar programado para reintentar una lectura fallida, la cual a menudo se completa con éxito tras varios intentos. Los usuarios experimentados de DECtape aprendieron a reconocer el característico movimiento de "lustrado" de una cinta defectuosa al pasarla repetidamente de un lado a otro sobre los cabezales de lectura/escritura, y la retiraban del uso.

Computer Operations Inc (COI) de Beltsville, Maryland ofreció un clon de DECtape en la década de 1970. Inicialmente, COI ofreció unidades de cinta LINC para computadoras fabricadas por Data General , Hewlett-Packard y Varian , con solo una referencia pasajera a su similitud con DECtape. ^{[ 20 ] [ 21 ]} Si bien DECtape y la cinta LINC son físicamente intercambiables, el formato de datos que COI utilizó inicialmente para minicomputadoras de 16 bits era distinto tanto del formato utilizado por LINC como del formato utilizado en DECtape. ^{[ 22 ]} Cuando COI ofreció la LINC Tape II con soporte para DEC PDP-8 , PDP-11 , Data General Nova , Interdata 7/32 , HP 2100 , Honeywell 316 y varias otras computadoras en 1974, la unidad tenía un precio de $1,995 y se anunciaba explícitamente como compatible con DECtape. ^{[ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

En 1974, DEC acusó a COI de infracción de patente. COI, a su vez, presentó una demanda alegando que la patente de DEC era inválida por varios motivos, incluyendo que DEC había comercializado equipos basados ​​en DECtape durante más de un año antes de solicitar la patente, que no habían divulgado adecuadamente el estado de la técnica anterior y que las reivindicaciones clave de la patente de DEC eran de dominio público. La Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos declaró inválida la patente de DEC en 1978. ^{[ 12 ] [ 26 ]} El caso judicial continuó durante la década de 1980. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

DECtape II se introdujo alrededor de 1978 y tiene una estructura de bloques similar, pero utiliza una cinta mucho más pequeña de 0,150 pulgadas (3,8 mm ) [ ^{29 ] (} el mismo ancho que un casete compacto de audio). La cinta está empaquetada en un cartucho miniatura DC150 especial, preformateado, que consiste en una cubierta de plástico transparente montada sobre una placa de aluminio texturizada. Las dimensiones del cartucho son 2 + 3/8 x 3 + 3/16 x 1/2 pulgadas ( 60 mm × 81 mm × 13 mm ) . La unidad TU58 DECtape II tiene una interfaz serie RS-232 , lo que permite utilizarla con los puertos serie comunes en los procesadores contemporáneos de Digital.       

Debido a su bajo costo, $562 al por mayor ^{[ 30 ]} y $1750 al por menor, ^{[ 31 ]} el TU58 se instaló en varios sistemas diferentes (incluidos el VT103 , PDP-11/24 y /44 y VAX-11/730 y /750) como un dispositivo estándar de DEC para la distribución de productos de software y para cargar programas de diagnóstico y microcódigo . La primera versión del TU58 impuso restricciones de tiempo muy severas en las UART sin búfer que Digital estaba usando entonces, pero una revisión posterior del firmware alivió los problemas de control de flujo. El sistema operativo de un solo usuario RT11 se puede arrancar desde un TU58, pero el tiempo de acceso relativamente lento de la unidad de cinta hace que el uso del sistema sea desafiante para un usuario impaciente.

Al igual que su predecesor, DECtape, y como los disquetes RX01 más rápidos utilizados en el VAX-11/780 , un cartucho DECtape II tiene una capacidad de aproximadamente 256 kilobytes. A diferencia del soporte DECtape original, los cartuchos DECtape II no se pueden formatear en las unidades de cinta que se venden a los usuarios finales y deben adquirirse preformateados de fábrica.

El TU58 también se utiliza con otros ordenadores, como el sistema de visión artificial Automatix Autovision y el controlador de robot AI32. El software controlador del TU58 está disponible para PC modernos con sistema operativo DOS . ^{[ 32 ]}

Las primeras unidades TU58 de producción en serie sufrieron algunos problemas de fiabilidad e intercambiabilidad de datos, que finalmente se resolvieron. Sin embargo, los rápidos avances en la tecnología de disquetes de bajo coste , que ofrecían una ventaja inherente en velocidad, pronto superaron al DECtape II y lo dejaron obsoleto.

• LINC : material adicional sobre el origen y el funcionamiento de LINCtape. 

• Información sobre la unidad de cinta TU56 DECtape
• Documentación de DECtape en bitsavers.org
• El manual del VT103 está disponible en bitsavers.org. El apéndice A describe el protocolo de interfaz TU58.