Historique disque dur
Mémoire à tambour
Historique
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L'histoire du disque dur I

Nous décrivons comment on est passé des mémoires à tambour aux mémoires à disques comme nous les connaissons actuellement.
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Mémoire tambour


Mémoire à tores de ferrite

Mémoires à tambour

Les premières mémoires magnétiques avaient la forme d'un tambour, et non n'une série de disques empilés. Les données étaient stockées sur la surface du disque. Chaque piste circulaire avait sa tête de lecture propre. Les têtes successives étaient décalées de 90° ce qui permettait de placer plus de pistes sur le tambour.

Les données étaient accédées par mots (32 bits à la fois par exemple). La capacité était d'environ 10.000 mots. Le temps d'attente pour qu'un mot passe sous la tête de lecture était d'environ 10ms, mais les programmeurs (qui travaillaient à cette époque en language machine) utilisaient un placement intelligent et placaient les données pour qu'elles passent sous les têtes juste au moment où elles étaient nécessaires pour le calcul.

Ces mémoires étaient utilisées comme mémoire vive, c.à.d. pour stocker temporairement le programme en cours d'exécution et les données. Le programme était lu à partir de cartes perforées ou de bandes, le programme était lancé et le résultat était imprimé. Pour obtenir la même capacité, il aurait fallu 10.000 tubes (doubles triodes) consommant en tout 20.000W. On a continué à utiliser la mémoire à tambour, dont on connaissait bien les paramètres de fonctionnement au début de la période des transistors. Ces premiers transistors n'étaient pas plus fiables que les tubes qu'ils remplacaient.

Le tambour était totalement intégré à l'unité centrale. La fréquence d'horloge du processeur central était déterminée par la vitesse de rotation du tambour. A cet effet, le tambour disposait d'une piste séparée ne contenant qu'un signal d'horloge.

L'utilisation des mémoires à tambour se retrouve dans les systèmes d'exploitation les plus anciens comme Linux où on retrouve le répertoire (virtuel) /dev/drum qui indique la mémoire swap (mémoire virtuelle). De nombreux autres exemples de l'utilisation de mémoires à tambour subsistent dans le kernel de Linux.

Les hauts fourneaux de Ijmuiden aux Pays Bas ont utilisés des ordinateurs à mémoire à tambour (comme toutes les entreprises sidérurgiques), mais c'est la seule entreprise qui dispose d'un musée de la sidérurgie où sont étalées les diverses technologies informatiques, dont plusieurs mémoires à tambour.

Mémoire à tores de ferrite

On est passé plus tard à la mémoire à tores de ferrite, qui était la première vraie mémoire avec accès direct. Les tores de ferrite n'ont pas de parties mobiles et le temps d'accès est bien inférieur à la mémoire à tambour. Une des caractéristiques des tores de ferrite est qu'ils gardent leur information quand le courant est coupé puisqu'il s'agit d'un stockage magnétique. Par contre, la lecture est destructive, car basée sur le flux magnétique que le tore produit quand il est remis à zéro. Si le tore avait un "1", il faut le remagnétiser après lecture.

La mémoire à tores de ferrite correspond un peu aux mémoires SSD (Solid State Disk) actuelles qui n'ont pas de pièces mobiles non plus.

IBM 350
Le premier disque dur, l'IBM 350.
L'appareillage de controle se trouvait dans une armoire d'un volume de 1.5m3
Ce disque avait deux têtes et 50 plateaux
le passage d'un plateau à un autre était très lent.
Les appareils plus récents avaient une tête par plateau.

Disques durs

Le premier disque dur était l'IBM 350 fabriqué en 1956. L'appareil était plus grand qu'un frigo américain et consommait environ 2000W. Il utilisait des mots de 8 bits qui étaient accessibles individuellement. Le temps d'accès était d'environ 600ms.

Ce disque dur était utilisé avec L'ordinateur IBM 305 aussi appellé RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control). Il se composait d'une unité centrale pour le calcul equipée d'un tambour où le programme a effectuer était stocké (3200 mots) et une petite mémoire à tores de ferrites (de 100 mots) pour stocker l'accumulateur et différents régistres. On pouvait y ajouter différents périphériques (lecteurs de cartes perforées, imprimante,...). L'alimentation électrique avait la grandeur d'un bureau présidentiel.

Les premiers disques durs avaient une capacité de quelques MB. Le disque dur était principalement utilisé pour le stockage de données de calcul. Les données plus statiques comme les noms et adresses d'une liste de clients était stocké sur bande magnétique car c'était moins cher. Dans une application classique, par exemple la facturation mensuelle, on faisait dérouler la bande magnétique. Les données fixes comme le nom et l'adresse étaient lues de la bande magnétique et les lignes de facturation correspondant au client étaient lues du disque dur.

La modification des données fixes sur bande magnétique (mutation) était effectué par cartes perforées, préalablement triées dans l'ordre où les données étaient placées sur la bande. L'apparail lisait la première carte, avancait la bande et lisait le premier enregistrement à modifier, modifiait les données en mémoire, retournait d'un enregistrement en arrière et réécrivait les données modifiées. Le tri préalable des cartes perforées était avantageux, car cela permettait de faire avancer la bande magnétique d'un petit nombre de pas à chaque mutation. Il fallait deux unités de bande pour insérer de nouveaux enregistrements: la bande était copiée d'un appareil vers l'autre et les nouveaux enregistrements insérés à la bonne place. Les mutations étaient également plus rapides quand on disposait de deux unités de bande car il ne fallait plus rebobiner pour réécrire un enregistrement.

La visite se poursuit avec l'organisation du disque dur en secteurs.

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