IBM 1311

IBM 1311 — это накопитель на сменных магнитных дисках (дисковод), выпущенный корпорацией IBM в 1962 году. Он стал первым в индустрии коммерчески успешным устройством хранения данных, использующим сменные дисковые пакеты, что позволило значительно расширить объём доступной информации и упростить её архивирование. IBM 1311 предназначался для использования с мейнфреймами IBM серии 1400 и IBM 1620, а также с более поздними системами IBM System/360.

История

Разработка IBM 1311 началась в конце 1950-х годов в ответ на растущую потребность в быстром и ёмком запоминающем устройстве, которое было бы дешевле и удобнее, чем магнитные ленты и барабаны. Основным конкурентом были ленточные накопители, которые обеспечивали последовательный доступ к данным, но не позволяли произвольно обращаться к отдельным записям. Дисковые накопители с фиксированными головками, такие как IBM 350 (RAMAC), были слишком дорогими и громоздкими.

Инженеры IBM под руководством Реймонда К. Хейла (Raymond C. Hale) предложили конструкцию, в которой магнитные головки перемещались по радиусу диска, а сам диск был съёмным. Это позволяло хранить данные на отдельных пакетах, которые можно было заменять, как кассеты. Первый прототип был готов в 1961 году, а серийное производство началось в 1962 году.

IBM 1311 был представлен 11 октября 1962 года. Его стоимость составляла около 100 000 долларов США (около 1 миллиона долларов в ценах 2023 года). Устройство поставлялось с контроллером IBM 1314, который обеспечивал интерфейс с центральным процессором.

Устройство и конструкция

Дисковый пакет

Основным элементом IBM 1311 был сменный дисковый пакет IBM 1316. Пакет состоял из шести алюминиевых дисков диаметром 14 дюймов (35,56 см), закреплённых на общей оси. Диски были покрыты магнитным оксидом железа. Между дисками имелись зазоры для позиционирования головок. Пакет помещался в защитный пластиковый контейнер, который при установке в дисковод автоматически открывался.

Привод и головки

Внутри дисковода находились 10 магнитных головок (по одной на каждую рабочую поверхность диска, кроме верхней и нижней внешних поверхностей, которые не использовались). Головки были закреплены на каретке, которая перемещалась по радиусу диска с помощью шагового двигателя и реечной передачи. Время позиционирования головок составляло около 150 миллисекунд.

Ёмкость и организация данных

Каждый диск имел 100 дорожек (цилиндров). Таким образом, пакет IBM 1316 содержал 100 цилиндров, каждый из которых состоял из 10 дорожек. Общая ёмкость пакета составляла 2,6 мегабайта (в двоичном исчислении — 2 621 440 байт). Данные записывались на дорожки с использованием метода частотной модуляции (FM) с плотностью записи около 1000 бит на дюйм.

Скорость вращения дисков составляла 1500 оборотов в минуту. Среднее время доступа к данным (время поиска дорожки + задержка вращения) составляло около 250 миллисекунд.

Применение

IBM 1311 использовался в основном в бизнес-приложениях, где требовался быстрый произвольный доступ к записям. Типичные сценарии включали:

• Учёт и бухгалтерия: хранение счетов, накладных, платежей.
• Управление запасами: отслеживание остатков товаров на складах.
• Кадровый учёт: ведение личных дел сотрудников.
• Научные расчёты: хранение промежуточных результатов вычислений.

Благодаря сменным пакетам, пользователи могли хранить большие объёмы данных, не приобретая дорогие дисковые массивы. Например, для ежемесячного отчёта можно было использовать отдельный пакет, который затем заменялся на другой.

Программное обеспечение

Для работы с IBM 1311 требовалось специальное программное обеспечение, которое управляло чтением и записью данных. IBM поставляла с устройством набор драйверов и утилит, входящих в операционные системы для мейнфреймов (например, IBM 1401 Operating System). Программисты могли использовать макросы для работы с дисками, такие как READ и WRITE, указывая номер цилиндра и головки.

Влияние и наследие

IBM 1311 стал важной вехой в истории вычислительной техники. Он продемонстрировал практичность сменных дисковых пакетов, что привело к созданию целого семейства дисковых накопителей IBM, включая IBM 2311 (1964) и IBM 2314 (1965). Концепция сменных дисков просуществовала до 1980-х годов, когда её вытеснили жёсткие диски с фиксированными пластинами и гибкие диски.

Устройство также оказало влияние на развитие операционных систем. Возможность произвольного доступа к данным стимулировала создание файловых систем, которые поддерживали индексацию и быстрый поиск.

Интересные факты

• IBM 1311 был одним из первых устройств, в которых использовалась технология «плавающих» магнитных головок, которые не касались поверхности диска, а «парили» над ней на воздушной подушке.
• Пакет IBM 1316 весил около 4,5 кг. Для его установки требовалась определённая физическая сила.
• В 1960-х годах стоимость хранения 1 мегабайта данных на IBM 1311 составляла около 40 000 долларов (в пересчёте на современные деньги).
• IBM 1311 был настолько успешным, что его производство продолжалось до 1970-х годов, несмотря на появление более совершенных моделей.

Источники

• IBM Corporation. IBM 1311 Disk Storage Drive: Reference Manual. IBM Form No. A22-6802, 1962.
• Pugh, E. W. Building IBM: Shaping an Industry and Its Technology. MIT Press, 1995.
• Ceruzzi, P. E. A History of Modern Computing. MIT Press, 2003.
• «IBM 1311 Disk Storage Drive». IBM Archives, 2003.