磁带存储

磁带存储器是一种使用数字记录在磁带上存储数字信息的系统。

磁带是早期计算机主要数据存储的重要介质，通常使用大型开卷 7 轨磁带，后来是 9 轨磁带。 现代磁带最常包装在盒式磁带中，例如广泛支持的 Linear Tape-Open (LTO) 和 IBM 3592 系列。 执行数据写入或读取的设备称为磁带机。 自动加载器和磁带库通常用于自动化磁带处理和交换。 兼容性对于实现数据传输很重要。

磁带数据存储现在更多地用于系统备份、数据归档和数据交换。 磁带的低成本使其能够用于长期存储和存档。

最初，用于数据存储的磁带缠绕在 10.5 英寸（27 厘米）的卷轴上。 这个大型计算机系统的标准一直持续到 80 年代后期，由于更薄的基板和编码的变化，容量稳步增加。 盒式磁带和盒式磁带从 20 世纪 70 年代中期开始面世，并且经常用于小型计算机系统。 随着 1984 年 IBM 3480 磁带盒的推出，据称其大小只有原来的四分之一……但它存储的数据却多了 20%，大型计算机系统开始从开卷式磁带转向磁带盒。

磁带于 1951 年在 UNIVAC I 上首次用于记录计算机数据。UNISERVO 驱动器记录介质是一条 0.5 英寸（12.7 毫米）宽的镀镍磷青铜薄金属条。 以 100 英寸/秒（2.54 米/秒）的线速度在八条轨道上记录密度为每英寸 128 个字符（每个字符 198 微米），产生每秒 12,800 个字符的数据速率。 在八个轨道中，六个是数据，一个是奇偶校验，一个是时钟或计时轨道。 考虑到磁带块之间的空白空间，实际传输速率约为每秒 7,200 个字符。 一小卷聚酯薄膜胶带提供了与金属胶带和读/写头的分离。

1950 年代的 IBM 计算机使用类似于录音中使用的氧化铁涂层磁带。 IBM 的技术很快成为事实上的行业标准。 磁带尺寸为 0.5 英寸（12.7 毫米）宽，缠绕在可拆卸的卷轴上。 可以使用不同的胶带长度，1,200 英尺（370 米）和 2,400 英尺（730 米）密耳，二分之一厚度在某种程度上是标准的。 在 1980 年代，使用更薄的 PET 薄膜可以使用更长的胶带，例如 3,600 英尺（1,100 米）。 大多数磁带机可以支持xxx 10.5 英寸（267 毫米）的卷盘尺寸。 所谓的迷你卷通常用于较小的数据集，例如软件分发。 这些是 7 英寸（18 厘米）的卷轴，通常没有固定长度——磁带的大小适合记录在其上的数据量，作为一种节省成本的措施。

CDC 使用 IBM 兼容的 1⁄2 英寸（13 毫米）磁带，但也提供 1 英寸宽（25 毫米）变体，具有 14 个磁道（12 个数据磁道对应于 CDC 6000 系列的 12 位字 xxx处理器，加上 2 个奇偶校验位）在 CDC 626 驱动器中。

早期的 IBM 磁带机，例如 IBM 727 和 IBM 729，是机械复杂的落地式驱动器，使用真空柱来缓冲长 U 形磁带环。 在强大的卷轴电机的伺服控制、低质量的主导轴驱动以及真空柱的低摩擦和受控张力之间，可以实现磁带在磁带头接口处的快速启动和停止。 快速加速是可能的，因为真空柱中的磁带质量很小； 缓冲在列中的磁带长度为加速高惯性卷轴提供了时间。 当活动时，两个磁带卷轴将磁带送入或拉出真空柱，以快速、不同步的脉冲间歇旋转，从而产生视觉上引人注目的动作。 具有讽刺意味的是，这种运转中的真空柱式磁带驱动器的库存照片被用来代表电影和电视中的计算机。

早期的半英寸磁带沿磁带长度有七个平行的数据磁道，允许在磁带上写入 6 位字符和 1 位奇偶校验。 这被称为 7 轨磁带。 随着 IBM System/360 大型机的推出，引入了 9 轨磁带以支持它使用的新的 8 位字符。 文件的结尾由称为磁带标记的特殊记录模式指定，磁带上记录数据的结尾由两个连续的磁带标记指定。 可用胶带的物理开始和结束由放置在背面的铝箔反光胶带指示。

记录密度随时间增加。 常见的 7 轨密度从每英寸 200 个字符 (CPI) 开始，然后是 556，最后是 800； 9 轨磁带的密度为 800（使用 NRZI），然后是 1600（使用 PE），最后是 6250（使用 GCR）。