text: EXTERNE COMPUTERGEHEUGENS II
  door Dr. G. Bresser
  In het voorgaande artikel hebben wij er op gewezen dat de magneetband een
  zuivere vorm van een volgtijdelijk toegankelijk geheugen is. Dit heeft tot
  gevolg dat met een hoge gemiddelde toegangstijd rekening moet worden
  gehouden. Deze slechte toegankelijkheid van gegevens die op een magneet­
  band zijn opgenomen was er al vrij snel na de introductie van computers de
  oorzaak van dat men voor een reeks van toepassingen naar andere geheugen­
  media ging zoeken.
  Magneetkaart geheugens
  
  De magneetkaart is als oplossing het meest met de reeds bekende magneet­
  band verwant. Het gaat in dit geval als het ware om een brede in stukken
  geknipte magnetiseerbare band waarvan elk stuk afzonderlijk bereikbaar is.
  Door onder andere Honeywell-Bull, Siemens, NCR en IBM worden dergelijke
  geheugens op de markt gebracht. Bij alle typen staan steeds variaties in
  enerzijds de selectie van de kaart en anderzijds de organisatie van de vastleg­
  ging, centraal. De verschillende fabrikanten hebben elk eigen oplossingen
  voor deze vraagstukken gekozen. Als voorbeeld zullen we de oplossing die
  door NCR wordt gehanteerd nader toelichten.
  In de terminologie van deze fabrikant is sprake van een Card Random
  Access Memory (CRAM). Een CRAM-pakket omvat 256 kaarten; in de meest
  recente uitvoering zelfs 384 kaarten. Met behulp van een binaire code
  (28=256) kunnen de individuele kaarten door de machine worden herkend.
   In de bovenrand van elke kaart is daartoe een achttal halfronde openingen
  aangebracht die stuk voor stuk aan de linker öf rechterzijde voor de helft zijn
  afgesloten. Het pakket kaarten wordt in een CRAM-unit aan acht kwartronde selectiestangen opgehangen. Door deze selectiestangen te draaien kan men
  één van de 256 kaarten uit het pakket laten vallen. De vrijkomende kaart
  wordt vervolgens om een trommel gebracht en daar vastgehouden zodat de
  sporen op de kaart één of meerdere malen langs ingebouwde lees- en schrijf­
  koppen worden gevoerd, (zie de figuren 1 en 2)
  
  m ab blz. 347
  
  Deze kaart kan niet vallen
  
  Deze kaart valt
  
  Deze kaart kan niet vallen
  
  fig. 1 Het principe van kaartselectie*
  
  lU|||UÜMl|llii^^
  
  Selectie stangetjes
  
  aandrukplaat
  
  Onderplaat
  
  lees en schrijf koppen
  
  fig. 2 Vereenvoudigde doorsnede van een CRAM-eenheid*
  1970.
  Met toestemming van NCR-Nederland overgenomen uit: „Bestuurlijke informatieverwerking”
  
  m a b blz. 348
  
  De informatie op een kaart wordt, zoals gezegd, vastgelegd in sporen. Het
  spoor op een magneetkaart is echter op dezelfde wijze opgebouwd als de
  gehele magneetband. (Zie het vorige artikel). Het aantal sporen dat naast
  elkaar op één CRAM-kaart is aangebracht varieert van 7 tot 144. De capaci­
  teit van een CRAM-pakket kan dientengevolge oplopen tot 145 000 000
  bytes (1 byte bestaat uit 8 bits). Het eerste deel van elk spoor is gereserveerd
  voor indentificatie doeleinden. Deze „label” geeft het nummer van het pak­
  ket waarvan de betrokken kaart een onderdeel is, alsmede het nummer van
  de kaart en het nummer van het spoor. Een bestand dat op CRAM is vast­
  gelegd kan, afhankelijk van de omvang, één of meer pakketten omvatten.
   Het is duidelijk dat hier sprake is van een semi-random toegankelijk geheu­
  gen. De kaarten die in het pakket zijn opgenomen zijn willekeurig toeganke­
  lijk. Is de kaart éénmaal geselecteerd dan is ook de keuze van het spoor nog
  willekeurig. Binnen het spoor zijn de gegevens echter volgtijdelijk toeganke­
  lijk. De toegangstijd bij een dergelijk geheugenmedium is opgebouwd uit
  1. de selectietijd van de kaart 2. de valtijd van de kaart 3. de toegangstijd tot
  het gegeven in het spoor. De uiteindelijke toegangstijd voor deze geheugen­
  typen beweegt zich tussen de 125 en 600 milliseconden. Deze waarde be­
  draagt voor de modernste CRAM-geheugens gemiddeld circa 130 millisecon­
  den. De overdrachtssnelheid fluctueert voor de meeste typen rond de 70 KC.
  Door IBM wordt een dergelijk geheugen als magneet-stripgeheugen op de
  markt gebracht (Datacel). In één cel zijn 200 strips ondergebracht. Een
  geheugeneenheid kan 10 magazijnen bevatten. Op die manier kunnen in het
  totaal ongeveer 400 000 000 bytes worden opgeborgen. De toegangstijd van
  de gegevens moet voor dit type geheugens echter worden verhoogd met de
  selectietijd van de datacel.
  Met behulp van de hiervoor besproken geheugens kunnen mutatiegegevens
  niet alleen batchgewijze maar in vele gevallen - voor zover de toegangstijd
  niet prohibitief is - ook postgewijze worden verwerkt. In het eerstgenoemde
  geval zal de toegankelijkheid nog worden verbeterd door de mutaties vooraf
  te sorteren. In het tweede geval zal dat - per definitie - niet de bedoeling zijn.
   Tegenover de voordelen van de grote capaciteit van een pakket magneet­
  kaarten, men spreekt wel van een gunstige on-line capaciteit omdat alle
  gegevens in het pakket bij een on-line toepassing direkt bereikbaar zijn, staat
  de relatief hoge toegangstijd. Hoewel door toepassing van magneetschijvengeheugens in de meeste gevallen een geringere on-line capaciteit ter beschik­
  king staat en ook de kosten per byte hoger liggen dan bij gebruik van mag­
  neetkaarten, is de lage toegangstijd voor vele toepassingen essentieel. De
  laatste jaren wordt dan ook steeds vaker de voorkeur gegeven aan magneetschijven voor het vervullen van verschillende functies in het systeem van
  informatieverwerking.
  Magneetschijvengeheugens
  
  Een magneetschijf doet denken aan een grammofoonplaat. Beide kanten van
  de schijf zijn voorzien van een magnetiseerbare laag met behulp waarvan de
  informatie wordt bewaard. De afzonderlijke schijven zijn tot pakketten
  m ab blz. 349
  
  samengevoegd waarbij het pakket in de meeste gevallen verwisselbaar is.
  Voor off-line toepassingen is de omvang van het bestand dan ook niet gelimi­
  teerd. In de magneetschijven-eenheid zijn voor het lezen en schrijven van de
  gegevens lees- schrijfkoppen aangebracht. Ten einde de toegangstijd te bekor­
  ten wordt in de meeste eenheden meer dan één' lees-schrijfkop per schijfkant
  ingebouwd. Deze koppen zijn op een horizontaal bewegende arm gemon­
  teerd.
  De informatie wordt op een schijf in concentrische sporen vastgelegd. Ten
  einde te kunnen aangeven waar de informatie die gezocht wordt in het
  schijvenpakket kan worden teruggevonden zijn de fysieke plaatsen in het
  
  kant 1.
  cylin d e r 3.
  spoor 6.
  sector 3.
   13
  
  2
  
  1
  
  fig. 3 Bovenaanzicht schijvenpakket
  
  pakket op een bepaalde manier gegroepeerd. In figuur 3 is aangegeven dat elk
  spoor op de schijf in sectoren is verdeeld (In het voorbeeld acht). Daarnaast
  wordt het begrip cylinder gebruikt. Eén cylinder omvat een - per fabrikant
  verschillend - aantal sporen op één schijfkant èn alle sporen op de andere
  schijfkanten die daarmee naar plaats corresponderen. Alle sporen in een
  cylinder kunnen worden gelezen of beschreven zonder dat de lees- schrijf­
  koppen daarvoor in horizontale richting moeten worden verplaatst.
  Op een bepaald type schijven zijn in elk spoor 4096 bytes ondergebracht.
  Eén sector bevat 4096:8=512 bytes. Op één schijfkant staan 192 sporen of
  192X4096=786.432 bytes. Een pakket dat uit drie schijven bestaat heeft dan
  een capaciteit van 6X786.432=4.718.592 bytes. Voor elke schijfkant zijn in
  m ab blz. 350
  
  de schijvenéénheid 12 lees- schrijfkoppen gemonteerd. De zes groepen van
  twaalf koppen zijn boven elkaar geplaatst. De 72 sporen die op deze manier
  zonder horizontale verschuiving van de arm kunnen worden bereikt vormen
  een cylinder. (72X4096=294.912 bytes). Het besproken schijvenpakket be­
  vat in het totaal 16 cylinders (16X 294.912=4.718.592 bytes).
  Om een gegeven dat in het pakket is opgenomen te bereiken moet worden
  aangegeven 1 op welke schijfkant; 2 in welke cylinder; 3 op welk spoor; 4 in
  welke sector moet worden gezocht. In de praktijk wordt, door bij de adresse­
  ring het nummer van één van de 72 lees- schrijfkoppen op te geven, niet
  alleen de schijfkant maar terzelfdertijd ook het spoor binnen de gekozen
  cylinder bepaald.
  De capaciteit van de schijveneenheden met verwisselbare pakketten die op
  de markt worden gebracht varieert met het totaal aantal pakketten dat in een
  eenheid kan worden geplaatst van circa 3.000.000 tot 240.000.000 bytes.
   De toegangstijd van gegevens die op schijven zijn opgenomen hangt af van
  de draaisnelheid van de schijf en de omvang van de beweging die door de arm
  met lees-schriifkoppen in horizontale richting moet worden gemaakt. Deze
  tijd ligt voor de meeste typen tussen de 45 en 100 milliseconden. Sommige
  fabrikanten brengen apparatuur op de markt waarvan het schijvenpakket niet
  verwisselbaar is. Elk spoor heeft in die constructie zijn eigen lees- schrijfkop.
  De toegangstijd is op die manier tot minder dan 20 milliseconden terugge­
  bracht.
  De overdrachtssnelheid van deze apparatuur varieert - op een enkele uit­
  zondering na - tussen de 40 en 320 KC.
  Magneettrommelgeheugens
  
  Tenslotte nog een enkel woord over de magneettrommel. Dit externe geheu­
  gen bestaat uit een grote, snel roterende, trommel waarop een magnetiseerbare laag is aangebracht. Evenals bij de reeds eerder besproken geheugenvormen wordt de informatie vastgelegd in sporen. Ieder spoor ligt als een ring
  om de trommel. Bij de typen die nu op de markt zijn is boven elk spoor een
  lees- schrijfkop aangebracht zodat de opgeslagen gegevens betrekkelijk snel
  bereikbaar zijn. De toegangstijd varieert, afhankelijk van de draaisnelheid en
  de omtrek van de trommel van circa 4 tot 90 milliseconden. De capaciteit
  loopt uiteen van 45.000 tot 198.000.000 bytes, terwijl de overdrachtssnel­
  heid tussen 35 en 1400 KC ligt. Magneettrommels zijn ten opzichte van de
  andere externe geheugenvormen betrekkelijk kostbaar. Bovendien zijn de
  trommels niet verwisselbaar. In tegenstelling tot de magneetschijf worden ze
  dan ook niet op grote schaal toegepast.
  Hiermee is het overzicht van de externe geheugens afgesloten. Veel bijzon­
  derheden moesten noodgedwongen onvermeld blijven. Wij vertrouwen er op
  dat de lezer een deel van de verbanden tussen de informatie die in deze reeks
  artikelen wordt gegeven zelf zal weten te herkennen en waarderen.
  m ab blz. 351.
  