磁带机

磁带机是一种数据存储设备，可以在磁带上读取和写入数据。 磁带数据存储通常用于离线归档数据存储。 磁带介质通常具有有利的单位成本和长期的归档稳定性。

与提供直接访问存储的硬盘驱动器不同，磁带驱动器提供顺序访问存储。 磁盘驱动器可以在几毫秒内移动到磁盘上的任何位置，但磁带驱动器必须在卷轴之间物理地缠绕磁带才能读取任何一个特定的数据片段。 因此，磁带机的平均访问时间非常长。 但是，当达到所需位置时，磁带驱动器可以非常快速地从磁带中流出数据。

1950 年代，容量小于 1 兆字节的磁带驱动器首次用于大型计算机的数据存储。 截至 2018 年，每个盒式磁带的未压缩数据容量为 20 TB 或更高。

在早期的计算机系统中，磁带是主要的存储介质，因为尽管驱动器很贵，但磁带很便宜。 一些计算机系统在 DECtape 等磁带驱动器上运行操作系统。 DECtape 具有固定大小的索引块，可以在不干扰其他块的情况下进行重写，因此 DECtape 可以像慢速磁盘驱动器一样使用。

数据磁带驱动器可以使用高级数据完整性技术，例如多级前向纠错、叠瓦和线性蛇形布局来将数据写入磁带。

磁带机可以连接到带有 SCSI、光纤通道、SATA、USB、FireWire、FICON 或其他接口的计算机。 磁带机与自动装载机和磁带库一起使用，自动装载、卸载和存储多个磁带，增加无需人工干预即可存储的数据量。

在家庭计算的早期，软盘和硬盘驱动器非常昂贵。 许多计算机都有一个接口，可以通过磁带录音机存储数据，通常是在小型盒式磁带上。 简单的专用磁带机，例如专业的 DECtape 和家用 ZX Microdrive 和 Rotronics Wafadrive，也是为廉价的数据存储而设计的。 然而，磁盘驱动器价格的下降使这些替代品变得过时了。

由于某些数据可以压缩到比原始文件更小的大小，因此在销售磁带驱动器时以 2:1 的压缩比假设来说明容量已变得司空见惯； 因此，容量为 80 GB 的磁带将以 80/160 的形式出售。 真实存储容量也称为本机容量或原始容量。 实际可达到的压缩率取决于被压缩的数据。 有些数据几乎没有冗余； 例如，大型视频文件已经使用压缩，无法进一步压缩。 另一方面，具有重复条目的数据库可能允许优于 10:1 的压缩比。

如果数据传输速率低于磁带驱动器磁头设计用于向连续运行的磁带传输数据或从连续运行的磁带传输数据的最小阈值，则在读/写期间会发生称为擦鞋的不利影响。 在这种情况下，现代快速运行的磁带驱动器无法立即停止磁带。 相反，驱动器必须减速并停止磁带，将其倒带一小段距离，重新启动它，回到流媒体停止的位置，然后恢复操作。 如果这种情况重复出现，所产生的来回磁带运动类似于用布擦鞋。 擦鞋会降低可达到的数据传输速率、驱动器和磁带寿命以及磁带容量。

在早期的磁带驱动器中，非连续数据传输是正常且不可避免的。 计算机处理能力和可用内存通常不足以提供恒定流，因此磁带驱动器通常设计用于启停操作。 早期的驱动器使用非常大的线轴，这必然具有高惯性并且不容易启动和停止移动。

为了提供高启动、停止和寻道性能，几英尺长的松散磁带被放出并被吸风扇拉到磁带头和绞盘两侧的两个深的开放通道中。 悬挂在这些真空柱上的细长胶带环比两个卷轴的惯性小得多，可以快速启动、停止和重新定位。 大卷轴将根据需要移动，以将松弛的胶带保持在真空柱中。

后来，1980 年代的大多数磁带机都引入了内部数据缓冲区的使用，以在一定程度上减少启停情况。 这些驱动器通常称为磁带流。 只有当缓冲区中没有要写入的数据，或者在读取过程中充满数据时，磁带才会停止。