Memoria de tambor

La memoria de tambor era un dispositivo de almacenamiento de datos magnético inventado por Gustav Tauschek en 1932 en Austria . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Los tambores se utilizaron ampliamente en las décadas de 1950 y 1960 como memoria de computadora .

Muchas de las primeras computadoras, llamadas computadoras de tambor o máquinas de tambor, utilizaban memoria de tambor como memoria de trabajo principal de la computadora. ^{[ 3 ]} Algunos tambores también se utilizaban como almacenamiento secundario , como por ejemplo varias unidades de almacenamiento de tambor de IBM y las series de tambores UNIVAC Flying Head y FASTRAND .

Los discos duros fueron reemplazados como memoria principal de las computadoras por la memoria de núcleo magnético , que ofrecía un mejor equilibrio entre tamaño, velocidad, costo, confiabilidad y potencial para futuras mejoras. ^{[ 4 ]} Posteriormente, los discos duros fueron sustituidos por unidades de disco duro para el almacenamiento secundario , que eran más económicas y ofrecían mayor densidad de almacenamiento. La fabricación de discos duros cesó en la década de 1970.

Una unidad de memoria de tambor o unidad de almacenamiento de tambor contenía un gran cilindro metálico, recubierto en su superficie exterior con un material de grabación ferromagnético . Podría considerarse el precursor del disco duro (HDD), pero en forma de tambor (cilindro) en lugar de un disco plano. En la mayoría de los diseños, una o más filas de cabezales fijos de lectura/escritura se desplazaban a lo largo del eje longitudinal del tambor, uno para cada pista. El controlador del tambor simplemente seleccionaba el cabezal adecuado y esperaba a que los datos aparecieran debajo de él a medida que el tambor giraba ( latencia rotacional ). No todas las unidades de tambor estaban diseñadas con cada pista teniendo su propio cabezal. Algunas, como el tambor English Electric DEUCE y el UNIVAC FASTRAND, tenían varios cabezales que se movían una corta distancia sobre el tambor. En comparación, los discos duros modernos tienen un cabezal por superficie del plato, que se mueven simultáneamente.

En noviembre de 1953, Glenn E. Hagen de Logistics Research, Inc. publicó un artículo que revelaba la "flotación de aire" de cabezales magnéticos en un tambor experimental de chapa metálica. ^{[ 5 ]} Una patente estadounidense presentada en enero de 1954 por Heard Baumeister de IBM reveló una "zapata con resorte y soporte de aire para mantener un cabezal magnético sobre un tambor magnético que gira rápidamente". ^{[ 6 ]} Los cabezales flotantes se convirtieron en estándar en tambores y unidades de disco duro .

Las unidades de tambor magnético utilizadas como memoria principal se direccionaban por palabra. Las unidades de tambor utilizadas como almacenamiento secundario se direccionaban por bloque. Existían varios modos de direccionamiento por bloque, según el dispositivo.

• Los bloques ocupaban una vía completa y se abordaban vía por vía.
• Las vías estaban divididas en sectores de longitud fija y el direccionamiento se realizaba por vía y por sector.
• Los bloques tenían longitud variable y se identificaban mediante el número de pista y de registro.
• Los bloques eran de longitud variable, tenían una clave y se podían buscar por el contenido de la clave.

Algunos dispositivos estaban divididos en cilindros lógicos, y el direccionamiento por pista era en realidad cilindro lógico y pista.

El rendimiento de un tambor con un cabezal por pista es comparable al de un disco con un cabezal por pista y está determinado casi por completo por la latencia rotacional, mientras que en un HDD con cabezales móviles su rendimiento incluye un retardo de latencia rotacional más el tiempo para posicionar el cabezal sobre la pista deseada ( tiempo de búsqueda ). En la época en que los tambores se usaban como memoria de trabajo principal, los programadores a menudo realizaban programación óptima : el programador, o el ensamblador, por ejemplo , el Programa de Ensamblaje Óptimo Simbólico (SOAP) de IBM, posicionaban las instrucciones en el tambor de tal manera que se redujera el tiempo necesario para que la siguiente instrucción girara hasta su posición bajo el cabezal. ^{[ 7 ]} Lo hacían cronometrando cuánto tiempo tardaría la computadora, después de cargar una instrucción, en estar lista para leer la siguiente, y luego colocando esa instrucción en el tambor de manera que llegara bajo un cabezal justo a tiempo. Este método de compensación de tiempo, llamado "factor de salto" o " entrelazado ", se utilizó durante muchos años en los controladores de memoria de almacenamiento.

La memoria de tambor original de Tauschek (1932) tenía una capacidad de aproximadamente 500.000 bits (62,5 kilobytes ). ^{[ 2 ]}

Una de las primeras computadoras funcionales que empleó memoria de tambor fue la computadora Atanasoff-Berry (1942). Almacenaba 3000 bits; sin embargo, utilizaba capacitancia en lugar de magnetismo para almacenar la información. La superficie exterior del tambor estaba revestida de contactos eléctricos que conectaban con condensadores en su interior.

Los tambores magnéticos fueron desarrollados para la Armada de los EE. UU. por Engineering Research Associates (ERA) en 1946 y 1947. ^{[ 8 ]} Un estudio experimental de ERA se completó y se informó a la Armada el 19 de junio de 1947. ^{[ 8 ]} Otros desarrollos tempranos de dispositivos de almacenamiento de tambor tuvieron lugar en Birkbeck College ( Universidad de Londres ), ^{[ 9 ]} la Universidad de Harvard , IBM y la Universidad de Manchester . Un tambor ERA fue la memoria interna de la computadora ATLAS-I entregada a la Armada de los EE. UU. en octubre de 1950 y vendida posteriormente comercialmente como ERA 1101 y UNIVAC 1101. Mediante fusiones , ERA se convirtió en una división de UNIVAC , enviando el tambor Serie 1100 como parte de la computadora de archivos UNIVAC en 1956; cada tambor almacenaba 180 000 caracteres de 6 bits (135 kilobytes). ^{[ 10 ]}

El primer ordenador producido en masa, el IBM 650 (1954), inicialmente tenía hasta 2.000 palabras de 10 dígitos, unos 17,5 kilobytes , de memoria de tambor (más tarde se duplicó a 4.000 palabras, unos 35 kilobytes, en el Modelo 4).

En BSD Unix y sus descendientes, /dev/drum era el nombre del dispositivo de memoria virtual (swap) predeterminado, ^{[ 11 ]} derivado del uso histórico de dispositivos de almacenamiento secundario drum como almacenamiento de respaldo para páginas en memoria virtual .

Las unidades de memoria de tambor magnético se utilizaron en los centros de control de lanzamiento de misiles balísticos intercontinentales Minuteman desde sus inicios a principios de la década de 1960 hasta las actualizaciones del sistema REACT a mediados de la década de 1990.

• CABINA 500
• Memoria de carrusel (rollos magnéticos)
• brecha de Karlqvist
• Manchester Mark 1
• Memoria de acceso aleatorio
• Computadora sincronizada integralmente de Wisconsin

• La historia de Mel : la clásica historia sobre las excentricidades de un programador que programaba manualmente cajas de ritmos: Mel Kaye .
• Librascope LGP-30 : El ordenador de memoria de tambor al que se hace referencia en el artículo anterior, también se menciona en Librascope LGP-30 .
• Librascope RPC-4000 : Otra computadora con memoria de tambor mencionada en la historia anterior.
• Entrevista de historia oral con Dean Babcock