Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

воздушная подушка разрушается и лента прижимается к вращаю­ щемуся ведущему валу на дуге, равной приблизительно 80°. При использовании повышенного давления время пуска и остановки по сравнению с вакуумным ведущим механизмом сокращается в 1,5—

2 раза.

Одновальный ведущий механизм изображен на рис. 6-15. Магнит­ ная лента сцепляется с ведущим валом только за счет трения между его поверхностью и нерабочей поверхностью ленты. С целью увели­ чения трения угол охвата вала лентой выбирают достаточно боль­

шим и, кроме того, поверхность вала покрывают материалом с вы­ соким коэффициентом трения. Привод вала обычно осуществляется малоинерционным реверсивным электродвигателем, обладающим большим пусковым моментом. Двигатель управляется с помощью сервосистемы. В некоторых случаях применяют передачу движения малоинерционному ведущему валу от приводного двигателя с по­ стоянно вращающимися в разные стороны маховиками при помощи быстродействующего реверсивного механизма сцепления.

Одновальный ведущий механизм уменьшает деформацию под­ ложки и сокращает износ магнитного носителя.

Промежуточное хранилище ленты. При пуске и остановке лента движется с большими ускорениями. Катушки с лентой имеют срав­ нительно большой момент инерции и привод катушек не может в этих условиях поддерживать натяжение ленты в нужных пределах. Чтобы избежать недопустимых натяжений и разрывов ленты, а так­ же образования больших петель, нарушающих работу лентопротяж­ ного механизма, между быстродействующим стартстопным механиз­ мом и катушками с их инерционным приводом устраивают буферное хранилище со слабо натянутой петлей ленты.

410

Различают следующие типы промежуточных хранилищ: рычаж­ ные, рычажно-вакуумные и бункерные.

В рычажном промежуточном хранилище необходимый при раз­ гоне и торможении запас ленты, отделяющий быстродействующий стартстопный механизм от инерционных масс катушек, создается с помощью подвижного рычага, несущего легкие промежуточные роли­ ки. Эти ролики совместно с обводными роликами на неподвижной панели искусственно удлиняют путь ленты, которая образует не­ сколько петель. В нормальном рабочем состоянии рычаг, находя­ щийся под действием пружины и натяжения ленты, занимает неко­ торое промежуточное положение. При пуске и остановке ленты про­ исходит перемещение рычага, при котором он либо приближается

кобводным роликам, либо удаляется от них.

Всвязи с недостатками рычажного хранилища (сравнительно большая инерционность, возможность появления петель в различных частях лентопротяжного тракта при высоких скоростях и малом вре­ мени разгона и торможения) разработаны комбинированные рычаж­ но-вакуумные хранилища В этих хранилищах ленты (рис. 6-16) между стартстопным механизмом и рычагом помещена небольшая

вакуумная камера. При неподвижной ленте и постоянной скорости ее движения конец петли в камере устанавливается посередине про­ рези, которая соединяет камеру с вакуумным насосом. Равновесие нарушается, когда при пуске и торможении лента начинает дви­ гаться, так как при этом происходит изменение разрежения воздуха под лентой.

После того как рычаги, начав двигаться, выбирают излишек лен­ ты из камеры или пополняют ее запас в камере, равновесие восста­ навливается.

Вследствие того что быстродействующий стартстопный меха­ низм отделен от масс катушек буферным хранилищем рычажного ти­ па, а от инерционных масс рычага — петлей ленты в вакуумной ка­ мере, взаимодействие стартстопного механизма с лентой осуществля­

ля ленты помещается в камере (колонке). Разрежение создается специальным насосом. Длина петли ленты определяется разностью давления в камере над и под лентой. Хранилище имеет две колонки, помещенные по обе стороны стартстопного механизма. При разгонах и остановах ленты из-за разных скоростей ее движения в различ­ ных местах лентопротяжного тракта конец петли ленты передвига­ ется вдоль колонки в обе стороны от середины. При этом сохраняет­ ся постоянное натяжение ленты на всем тракте.

В буферном хранилище бункерного или камерного типа, изобра­ женном на рис. 6-4, лента в виде петель свободно лежит в бункере. Хотя размеры такого хранилища невелики, в нем может скапливать­ ся довольно большое количество ленты. Так же как в хранилище рычажного типа, в бункерном хранилище большое число петель маг­ нитной ленты приводит к ее излишним пёрегибам и, следовательно, к повышенному износу.

Следящий привод катушек во многом определяет характеристики запоминающего устройства. Хотя он предназначен для управления приводным двигателем катушек, его работа тесно связана с про­ межуточными хранилищами ленты и другими частями лентопротяж­ ного тракта.

411

Работа следящего привода имеет ряд особенностей. Они обуслов­ лены, во-первых, тем, что момент инерции катушек с лентой изменя­ ется в больших пределах. Кроме того, на следящий привод налага­ ется требование обеспечивать нормальную работу при воздействии возмущений, имеющих широкий частотный спектр. Основными эле­ ментами следящего привода являются датчики положения ленты в промежуточном хранилище, блок усилителей сигнала рассогласова­ ния, приводной двигатель и устройства, вырабатывающие сигнал обратной связи. Блок-схема следящей системы представлена на рис. 6-17.

Рис. 6-17. Блок-схема следящей системы при­ вода катушек.

обратной связи по скорости; 9 — цепь управления раз­ моткой ленты; 10 — цепь управления намоткой ленты.

Датчики положения петли ленты в хранилище могут быть раз­ личных типов — фотоэлектрическими, пневматическими, емкостными, электромеханическими, электронными, весовыми и др. В хранилищах рычажного типа в качестве датчика положения ленты применяют потенциометр или вращающийся трансформатор. В бункерных храни­ лищах количество ленты определяется либо по весу, либо с помощью датчиков емкостного типа. В первом случае лента действует своим весом на подвижное дно, которое закреплено на коромысле и урав­ новешивается грузом. Во втором случае стенки бункера являются обкладками конденсатора, емкость которого меняется по мере за­ полнения бункера.

В блоке усилителя происходит сравнение эталонного напряжения уставки с напряжением от датчика положения ленты. Знак разно­ сти этих напряжений соответствует направлению, в котором должна вращаться катушка, чтобы петля ленты в хранилище вернулась в среднее положение. Сигнал разности напряжений после усиления подается на приводной двигатель. В качестве устройства обратной связи служит тахогенератор.

412

6-5. П Р Е Д С Т А В Л Е Н И Е И Н Ф О Р М А Ц И И НА М А ГН И Т Н Ы Х Л Е Н Т А Х И Д И С К А Х

Во внешних запоминающих устройствах информация на магнит­ ном носителе размещается либо в последовательной форме, либо в последовательно-параллельной форме.

Наиболее простой является последовательная форма представ­ ления информации, которая используется в ЗУ на магнитных дисках,

П Т ^ Г І

М аркер качала

лем/пі/

Ѵет кост і

(нечетность)

Неменее

-Резрлі/пару/ощее каораЗлекае оааасР

-16

Рис. 6-18. Размещение информации на магнитной ленте.

ПКИ — строка циклического контроля; ПКИ —строка продольного контроля.

банах. При этой форме представления сообщение в виде машинного слова записывается на одной дорожке последовательно разряд за разрядом.

Последовательно-параллельная форма нашла применение в З У на магнитных лентах, картах и в ряде конструкций ЗУ на магнитных барабанах и дисках. При таком размещении информации машинное слово разбивается на слоги, а каждый слог располагается на несколь­ ких дорожках перпендикулярно направлению движения магнитного носителя. Группа машинных слов, расположенных на магнитном но­ сителе компактно (без промежутков) и записываемых, а также счи­ тываемых одной командой вычислительной машины, образует блок информации.

При любой форме размещения, кроме основной информации, на магнитный носитель должна быть записана информация служебно­

413

го характера. В эту информацию входят признаки для нахождения и выбора нужных массивов данных, для обнаружения и исправления ошибок в записываемых данных, синхронизации и др.

Представление информации на магнитных лентах. В настоящее время в ЗУ на магнитных лентах применяется главным образом по­ следовательно-параллельное размещение информации. Строка ин­ формации, записанная поперек ленты, соответствует обычно одному машинному слогу (байту) и может рассматриваться как «ленточное слово». Машинное слово занимает на ленте несколько строк.

В З У на магнитных лентах блоки информации помещаются в от­ дельные зоны. Зоны разделяются между собой промежутками, назы­ ваемыми междузонными расстояниями. Эти расстояния выбираются таким образом, чтобы пуск и останов ленты не вызывали потери информации.

При записи на магнитную ленту в ряде случаев используют зоны фиксированной длины. Лента при такой записи должна быть пред­ варительно размечена на зоны. Если в зоны фиксированной длины приходится записывать разное количество информации, то исполь­ зование поверхности носителя будет неполным.

Значительно большие возможности для использования ЗУ на магнитных лентах в вычислительных машинах и системах дает за­ пись в зоны, размеры которых могут изменяться в широких пределах. Размер зоны может устанавливаться при решении той или иной зада­

магнитной ленте. -Следует отметить, что запись очень короткими зо­ нами приводит к плохому использоавнию поверхности магнитного но­ сителя, так как доля общей длины носителя, приходящаяся на проме­ жутки между зонами, может быть весьма значительной.

Из общего количества дорожек, расположенных на поверхности магнитной ленты, часть дорожек может быть выделена для записи служебной информации (рис. 6-18). Они предназначаются для син­ хросигналов, признаков начала (или конца) зоны или ее номера, а также для разрядов, контролирующих правильность записи ин­ формации.

Широко распространен контроль правильности записи в строке (поперечный контроль) и правильности в зоне (продольный конт­ роль). Поперечный контроль обычно осуществляется по нечетности (или четности) суммы единиц всех разрядов строки, что дает воз­ можность обнаружить в строке при считывании единичную ошибку. Для контрольного разряда нечетности (четности) выделяется спе­ циальная дорожка. Для продольного контроля в конце каждой зо­ ны записывается отдельная контрольная строка. Эта строка отделена от информационных строк на значительно большее расстояние, чем промежуток между информационными строками (определяемый при­ нятой продольной плотностью записи).

В ряде случаев, например при записи информации на магнитные ленты, предназначенные для обмена между различными потребителя­ ми, применяется дополнительный, так называемый циклический контроль. Строка циклического контроля размещается в конце зоны, после информационных строк. Она предшествует строке продоль­ ного контроля. Циклический контроль дает возможность обнару­

живать и исправлять при чтении одиночные и групповые ошибки по,, одной дорожке.

414