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ドラムメモリは、 1932年にオーストリアのグスタフ・タウシェクによって発明された磁気データ記憶装置である。[1] [2] ドラムは1950年代から1960年代にかけてコンピュータメモリとして広く使用されていた。
ドラムコンピュータまたはドラムマシンと呼ばれる初期のコンピュータの多くは、ドラムメモリをコンピュータのメインの作業メモリとして使用していました。[3]一部のドラムは、 IBMのさまざまなドラムストレージドライブやUNIVAC FASTRANDシリーズのドラム のように、二次ストレージ としても使用されていました。
ドラムは、サイズ、速度、コスト、信頼性、およびさらなる改善の可能性のバランスに優れた磁気コアメモリに取って代わられました。[4]その後、ドラムは、より安価で高密度のストレージを提供するハードディスクドライブに二次ストレージとして 置き換えられました。ドラムの製造は1970年代に中止されました。
技術設計
ドラムメモリまたはドラムストレージユニットには、外側の表面が強磁性記録材料でコーティングされた大きな金属シリンダーが含まれていました。ハードディスクドライブ(HDD)の前身と考えることもできますが、平らなディスクではなくドラム (シリンダー) の形をしています。ほとんどの設計では、1 列以上の固定読み取り/書き込みヘッドがドラムの長軸に沿って、各トラックに 1 つずつ配置されていました。ドラムのコントローラーは適切なヘッドを選択し、ドラムが回転してデータがその下に表示されるのを待つだけでした (回転待ち時間)。すべてのドラムユニットが各トラックに独自のヘッドを持つように設計されているわけではありません。English Electric DEUCEドラムや UNIVAC FASTRANDなど、一部のドラムユニットでは、複数のヘッドがドラム上を短い距離移動していましたが、これはプラッター表面ごとにヘッドが 1 つある現代の HDD とは対照的です。
1953年11月、ハーゲンは実験的な金属板ドラム内で磁気ヘッドを「空中浮遊」させるという論文を発表した。 [5] 1954年1月にIBMのバウマイスターが申請した米国特許では、「高速回転する磁気ドラム上で磁気ヘッドを安定させるための、バネ仕掛けで空気で支えられたシュー」が開示された。[6]浮遊ヘッドはドラムやハードディスクドライブ の標準となった。
一次記憶装置として使用される磁気ドラム装置はワード単位でアドレス指定されます。二次記憶装置として使用されるドラム装置はブロック単位でアドレス指定されます。デバイスに応じて、いくつかのブロック アドレス指定モードが可能です。
- ブロックはトラック全体を占め、トラックごとにアドレス指定されました。
- トラックは固定長のセクターに分割され、アドレス指定はトラックとセクターごとに行われます。
- ブロックは可変長であり、トラックとレコード番号によってアドレス指定されます。
- ブロックはキーによって可変長になり、キーの内容で検索できるようになりました。
一部のデバイスは論理シリンダーに分割されており、トラックによるアドレス指定は実際には論理シリンダーとトラックでした。
トラックごとに 1 つのヘッドを備えたドラムのパフォーマンスは、トラックごとに 1 つのヘッドを備えたディスクのパフォーマンスに匹敵し、回転待ち時間によってほぼ完全に決定されます。一方、可動ヘッドを備えた HDD のパフォーマンスには、回転待ち時間の遅延と、目的のトラックにヘッドを配置するための時間 (シーク時間) が含まれます。ドラムがメインの作業メモリとして使用されていた時代には、プログラマーはしばしば最適プログラミングを行っていました。つまり、プログラマーまたはアセンブラー (たとえば、Symbolic Optimal Assembly Program (SOAP)) は、次の命令がヘッドの下に回転して配置されるのに必要な時間を短縮するように、ドラムにコードを配置しました。[7]彼らは、命令をロードしてからコンピューターが次の命令を読み取り可能になるまでの時間を計り、その命令がちょうど間に合うようにヘッドの下に到着するようにドラムに命令を配置することでこれを行いました。このタイミング補正方法は、「スキップ係数」または「インターリーブ」と呼ばれ、長年にわたりストレージ メモリ コントローラーで使用されていました。
歴史
タウシェックのオリジナルのドラムメモリ（1932年）の容量は約500,000ビット（62.5キロバイト）でした。[2]
ドラム メモリを採用した最も初期のコンピューターの 1 つは、アタナソフ ベリー コンピューター(1942 年) です。このコンピューターは 3,000 ビットを保存しましたが、情報の保存には磁気ではなく静電容量を採用しました。ドラムの外側の表面には、内部に収容されたコンデンサにつながる電気接点が並んでいました。
磁気ドラムは、1946年と1947年にエンジニアリング・リサーチ・アソシエイツ（ERA）によって米海軍向けに開発された。 [8] ERAの実験的研究が完了し、1947年6月19日に海軍に報告された。[8]その他の初期のドラム記憶装置の開発は、バークベック・カレッジ（ロンドン大学）、[9]ハーバード大学、IBM、マンチェスター大学で行われた。ERAドラムは、1950年10月に米海軍に納入され、後にERA 1101およびUNIVAC 1101として市販されたATLAS-Iコンピュータの内部メモリであった。合併により、ERAはUNIVACの一部門となり、1956年にUNIVACファイルコンピュータの一部としてシリーズ1100ドラムを出荷した。各ドラムには180,000の6ビット文字（135キロバイト）が保存された。[10]
最初の量産型コンピュータであるIBM 650 (1954) は、当初は 10 桁のワードが最大 2,000 個 (約 17.5キロバイト) のドラム メモリを搭載していました (後にモデル 4 では 4,000 ワード (約 35 キロバイト) に倍増しました)。
BSD Unixとその派生システムでは、/dev/drumはデフォルトの仮想メモリ（スワップ）デバイスの名前であり、[11]仮想メモリ内のページのバックアップストレージとしてドラム二次記憶装置が歴史的に使用されていたことに由来しています。
磁気ドラムメモリユニットは、1960 年代初頭の当初から1990 年代半ばの REACTアップグレードまで、ミニットマン ICBM発射管制センターで使用されていました。
参照
参考文献
- ^ 米国特許 2,080,100 Gustav Tauschek、優先日 1932 年 8 月 2 日、その後ドイツ特許 DE643803 として出願、「Elektromagnetischer Speicher für Zahlen und andere Angaben, besonders für Buchführungseinrichtungen」 (特に会計機関向けの、数値およびその他の情報の電磁記憶)
- ^ ab Universität Klagenfurt (ed.). 「Magnetic drum」. Virtual Exhibitions in Informatics . 2022年4月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2011年8月21日閲覧。
- ^ Datamation、1967 年 9 月、p.25、「Bendix と Ramo-Wooldridge にとって、G-20 と RW-400 は、すでに製品ラインに存在していたタイプのシリアル ドラム マシンではなく、パラレル コア マシンでした。」
- ^ マティック、リチャード (1977)。コンピュータストレージシステムとテクノロジー。Wiley。p.15。
- ^ Hagen, Glenn E. (1953-11-01). Computers and Automation 1953-11: Vol 2 Iss 8. インターネットアーカイブ. Berkeley Enterprises. pp. 23, 25.
- ^ Baumeister, H (1958年12月2日). 「米国特許2,862,781 RECORDING SUPPORT DEVICES」(PDF) . 2023年7月1日閲覧。
- ^ SOAP II - IBM 650 データ処理システム用シンボリック最適アセンブリ プログラム(PDF)、IBM、24-4000-0
- ^ ab Eric D. Daniel、C. Denis Mee、Mark H. Clark (1998)。磁気記録：最初の100年。Wiley-IEEE。pp. 238、241。ISBN 0-7803-4709-9。
- ^ Campbell-Kelly, Martin (1982 年 4 月)。「英国におけるコンピュータ プログラミングの発展 (1945 年から 1955 年)」。IEEE Annals of the History of Computing。4 (2): 121–139。doi : 10.1109 /MAHC.1982.10016。S2CID 14861159 。
- ^ Gray, George T.; Smith, Ronald Q. (2004 年 10 月)。「Sperry Rand の第一世代コンピュータ、1955 ～ 1960: ハードウェアとソフトウェア」IEEE Annals of the History of Computing : 23。
データ用の 1,070 ワードのドラム メモリがあり、1 ワードあたり 12 個の 6 ビットの数字または文字として保存されます。
- ^ 「FreeBSD drum(4) manpage」。2013年1月27日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ドラムメモリに関連するメディアがあります。