text: EXTERNE COMPUTER GEHEUGENS I
  door Dr. G. Bresser
  In een voorgaand artikel werd de functie van het bestand in de organisatie
  besproken om in aansluiting daarop enkele factoren te belichten die in on­
  derling verband van belang zijn voor de organisatie van de vastlegging van de
  informatie. In dit artikel en het hierop aansluitende wordt een kort overzicht
  gegeven van de apparatuur waarmee informatie in een computerinstallatie
  wordt vastgelegd, bewaard en teruggezocht.
  Geheugens
  
  Informatie kan op veel manieren worden vastgelegd. Steeds liggen aan de
  vastlegging afspraken ten grondslag die het mogelijk maken een signaal te
  herkennen. Die afspraken vormen een code systeem. De zesentwintig letters
  van het alfabet, aangevuld met enkele leestekens maken het bijvoorbeeld
  mogelijk via dit artikel iets over computerapparatuur te vertellen. Een geheel
  ander code systeem maakt het gebruik van ponskaarten als informatiedrager
  mogelijk, terwijl het systeem voor ponsband daarvan opnieuw afwijkt. Veel
  code systemen die in moderne computers worden gebruikt hebben echter
  hetzelfde binaire karakter.
  Informatie die ten behoeve van automatische verwerking is gecodeerd kan
  in een geheugen worden bewaard. We kunnen het geheugen in algemene zin
  omschrijven als een hulpmiddel dat gebruikt wordt voor het opslaan van
  informatie met het oog op latere raadpleging.
  In de computertechniek wordt voor het opslaan van informatie op grote
  schaal gebruik gemaakt van het magnetisme. Door een bepaalde hoeveelheid
  magnetiseerbaar materiaal - een ferrietkern, een staafje, een deel van de
  oppervlakte van een magneetband - te magnetiseren kunnen in een binair
  stelsel nullen en enen worden weergegeven.
  Bij de beoordeling van een computergeheugen is steeds een vijftal criteria
  van belang:
  1 De toegankelijkheid,
  2 De toegangstijd,
  3 De capaciteit,
  4 De overdrachtssnelheid,
  5 De prijs.
  Deze criteria worden hierna bij de bespreking van de verschillende geheugenvormen aan de orde gesteld.
   Interne en externe geheugens
  
  Het is nuttig eerst nog in het kort het gebruikelijke onderscheid tussen
  interne en externe geheugens toe te lichten. De informatie die in een com­
  putergeheugen wordt vastgelegd is van tweeërlei aard. Het gaat in dit artikel
  allereerst om bestanden. Daarnaast kunnen echter de programma’s met be­
  m ab blz. 301
  
  hulp van dezelfde geheugenmedia worden bewaard. Een programma is een
  reeks van op elkaar aansluitende instructies aangevuld met andere gegevens
  die voor de uitvoering van deze instructies noodzakelijk zijn.
  Het interne geheugen is een geheugen dat in de computer is gebouwd en
  dat bovendien direkt door de computer wordt bestuurd. Het is door de
  toegepaste techniek snel toegankelijk maar tevens per bit - binaire éénheid
  van informatie - relatief kostbaar. Het gebruik van het interne geheugen is
  dan ook meestal beperkt. Het wordt in de eerste plaats benut voor de opslag
  van het gehele of gedeeltelijke programma waarmee gewerkt wordt. In de
  tweede plaats zijn in het interne geheugen altijd de actieve delen van het
  besturingsprogramma opgenomen (operating system; monitor e.d.). Een
  dergelijk programma bestuurt het gehele proces van informatieverwerking
  dat met behulp van de apparatuur, programmatuur en de produktieprogramma’s wordt gerealiseerd. Tenslotte wordt een deel van het interne geheugen
  benut voor het tijdelijk bewaren van tussenresultaten, tabellen, hulpbestanden en dergelijke die op deze wijze snel bereikbaar blijven.
  Externe geheugens (achtergrondgeheugens) zijn minder snel toegankelijk,
  maar koppelen een grote capaciteit aan een relatief lage prijs. Ze zijn niet
  direct met de computer verbonden; de manier waarop de informatie wordt
  bewaard maakt echter het gebruik op ieder willekeurig moment mogelijk.
   Het medium waarin de informatie wordt vastgelegd (informatiedrager) is
  vaak verwisselbaar waardoor de capaciteit met de behoefte kan variëren. Ze
  worden vooral benut voor de vastlegging van bestanden alsmede de programmabibliotheek. Deze bibliotheek bevat alle programmatuur en alle
  productieprogramma’s voor de betrokken computer-installatie.
  Gelijktijdig en volgtijdelijk toegankelijke geheugens
  
  Een tweede onderscheid tussen de verschillende geheugenvormen wordt
  gewoonlijk gemaakt aan de hand van de toegankelijkheid. De betekenis hier­
  van kwam al naar voren bij de scheiding tussen interne en externe geheugens.
  We zullen dit begrip nog nader toelichten om de verschillende vormen waarin
  externe geheugens op de markt worden gebracht gemakkelijker te kunnen
  indelen.
  Het is gebruikelijk gelijktijdig toegankelijke geheugens en volgtijdelijk
  toegankelijke geheugens te onderscheiden. In een gelijktijdig toegankelijk
  geheugen is de informatie over een object - klant, artikel etc. - direkt bereik­
  baar. (direct access, random access). In een volgtijdelijk toegankelijk geheu­
  gen moet echter de aanwezige informatie over alle objecten successievelijk
  worden doorlopen totdat de informatie over het gekozen object is bereikt,
  (serial access). In de praktijk blijken deze twee geheugenvormen uitersten te
  zijn. Het interne computergeheugen, in principe opgebouwd uit ferriet ker­
  nen, is een gelijktijdig toegankelijk geheugen; de magneetband vertegenwoor­
  digt het andere uiterste van de schaal. Door de computer-industrie worden
  echter geheugens geleverd die - in termen van toegankelijkheid - een tussen­
  positie innemen. Genoemd kunnen worden de magneetkaart, de magneetschijf en de magneet trommel. Ten einde de bespreking van het viertal vor­
  m ab blz. 302
  
  men van het externe geheugen overzichtelijk te houden wordt in dit artikel
  alleen de magneetband verder toegelicht. De kaart, de schijf en de trommel
  komen een volgende maal ter sprake.
   Magneetband
  
  De binary digit - bit - is voor het code systeem van de magneetband de
  eenheid van informatie. In aansluiting daarop zijn voor de vastlegging van de
  informatie op de band afspraken gemaakt die met het variëren van de tech­
  nische mogelijkheden verschillen.
  De bits worden op de magneetband in de lengterichting achter elkaar in
  cellen vastgelegd. Voor dit beschrijven van de band wordt gebruik gemaakt
  van een magneetband éénheid, in feite een grote bandrecorder, die met be­
  hulp van lees/schrijfkoppen kleine plekjes op de band magnetiseert. Zo’n
  longitudinale aaneenschakeling van bits wordt een spoor genoemd. Over de
  breedte van de band zijn de bits gegroepeerd in kolommen. Op dit moment
  zijn magneetbanden met 7 of 9 sporen in de handel. Van deze sporen worden
  er 6 respectievelijk 8 gebruikt voor het vastleggen van informatie. Het laatste
  spoor wordt in beide gevallen door de apparatuur gebruikt voor het verifië­
  ren van de gelijkmatige doorloop van de band en voor een pariteitscontrole.
  Deze pariteitscontrole wordt uitgevoerd door na te gaan of het aantal enen in
  een kolom even dan wel oneven is. Bij het beschrijven van de magneetband
  worden de enen in de kolom daartoe, zo nodig, in het vrije spoor aangevuld
  tot een even of oneven aantal, afhankelijk van het type magneetbandeenheid.
  In het kader van het gekozen code systeem kan in één kolom van de
  7-sporen band één letter of één cijfer worden opgenomen. De 9-sporen band
  kan per kolom één letter of twee cijfers bevatten.
  De afstand tussen de verschillende kolommen bepaalt de schrijfdichtheid
  van de magneetband. Deze kan variëren van 200 tot 1600 bits per inch,
  (BPI).
   Tenslotte noemen we een tweetal technieken waarmee de informatie
  binair op de band wordt geregistreerd. De eerste wordt gewoonlijk aangeduid
  als NRZ (Non Return to Zero), de tweede als fase modulatie (Phase Mode).
  m ab blz. 303
  
  In de NRZ-techniek wordt, per kolom, de gehele cel al dan niet gemagneti­
  seerd, (één of nul). Het is voor de apparatuur niet nodig tussen twee opeen­
  volgende bits in een spoor terug te keren naar een referentie niveau (referen­
  tie signaal). Op een band die met behulp van een fase modulatie-techniek is
  beschreven is elke cel in tweeën gesplitst. In beide delen is de richting van het
  magnetische veld tegengesteld. De volgorde waarin deze richtingen worden
  waargenomen geeft aan of er sprake is van een nul dan wel een één. Hoewel
  de fase modulatie-techniek duurder is, is ze bij een hoge schrijfdichtheid
  betrouwbaarder dan de NRZ-methode.
  Het zal duidelijk zijn dat we, met behulp van de genoemde technieken, in
  staat zijn reeksen van cijfers en letters achter elkaar op een magneetband te
  schrijven. Bij het terugzoeken van de gegevens ontstaan echter moeilijkhe­
  den. Op geen enkele manier is nog aangegeven welke cijfers en letters bij
  elkaar behoren. De vastlegging zal op één of andere manier georganiseerd
  moeten worden om de gelezen gegevens weer te kunnen gebruiken. De gege­
  vens worden dan ook samengevoegd tot logische eenheden die records wor­
  den genoemd. In één record zijn gegevens over één object samengebracht.
   Binnen dat record zijn de gegevens weer verdeeld over velden. Een veld is de
  kleinste hoeveelheid informatie die door een programma in zijn geheel wordt
  beschouwd. In de programmering worden meestal een aantal records samen­
  gevoegd tot een blok. Een dergelijk blok wordt door de computer in zijn
  geheel gelezen en is van het volgende blok gescheiden door een open ruimte
  op de band van circa 2 a 3 centimeter. De open ruimte wordt vaak aangeduid
  als een gap, terwijl het aantal records in een blok de blokkingsfactor wordt
  genoemd. Wanneer in een concreet geval de recordlengte, de blokkingsfase,
  de lengte van de gap en de schrijfdichtheid bekend zijn kan de capaciteit van
  een magneetband met een gegeven lengte worden berekend.
  De laatste factor die tenslotte voor de beoordeling van de magneetband als
  extern geheugen van belang is betreft de overdrachtssnelheid. Hiermee wordt
  aangegeven hoeveel gegevens per tijdseenheid door de magneetbandapparatuur naar andere onderdelen van de configuratie kunnen worden doorgege­
  ven, dan wel door de magneetbandeenheid kunnen worden ontvangen. Deze
  snelheid wordt meestal aangegeven met de afkorting KC. Dat wil zeggen Kilo
  characters/per seconde ofwel duizenden characters/seconde; 40 KC = 40 000
  char/sec. De overdrachtssnelheid is enerzijds afhankelijk van de snelheid
  waarmee de band langs de lees/schrijfkoppen wordt gevoerd, anderzijds van
  de reeds besproken schrijfdichtheid. De overdrachtssnelheid varieert in de
  huidige apparatuur van 20 tot 300 KC.
  Nu we de belangrijkste bijzonderheden van de magneetband de revue heb­
  ben laten passeren keren we nog even terug naar het onderscheid tussen
  gelijktijdig en volgtijdelijk toegankelijke geheugens. We stelden daarbij dat de
  magneetband een zuivere vorm van een volgtijdelijk toegankelijk geheugen is.
   Dit heeft voor de tijd die nodig is om een bepaald record te bereiken belang­
  rijke gevolgen. Bij het zoeken naar het betrokken record wordt aan het begin
  van de band gestart. Steeds wordt een blok records ingelezen en wordt
  record voor record de gewenste sleutel (een klantnummer b.v.) vergeleken
  met de sleutel van de in het centrale geheugen gebrachte records. Gemiddeld
  m ab blz. 304
  
  moeten de gegevens die op een halve tapelengte zijn geschreven worden
  vergeleken voordat het juiste record is bereikt. De toegangstijd kan dan ook
  variëren van enkele tienden van seconden tot vele minuten. Hier staat een
  relatief lage prijs tegenover.
  De magneetband kan in een systeem van informatieverwerking zeer goed
  worden toegepast wanneer een seriegewijze verwerking van mutaties tot de
  mogelijkheden behoort. Voor een postgewijze verwerking is de toegangstijd
  prohibitief. Vaak wordt ook een bestand dat op een ander geheugenmedium
  is vastgelegd met behulp van magneetbanden gecopieerd en veilig gesteld.
  Tot zover onze beschrijving van de magneetband als vorm van een extern
  geheugen. Veel begrippen die in dit artikel werden geïntroduceerd komen de
  volgende keer weer ter sprake wanneer zal worden ingegaan op magneet­
  kaart, -schijven en -trommel geheugens.
  m ab blz. 305.
  