Spirala chaosu

Istotnym czynnikiem ograniczającym prędkość działania systemów komputerowych była sprawność wymiany danych między pamięcią operacyjną a urządzeniami, w których dane te przechowywano. Zwiększanie prędkości ograniczała w tym przypadku m.in. długość połączeń. Przełomem stało się tu zastąpienie łączy elektrycznych światłowodowymi, co w pierwszej połowie lat 80. zastosowała brytyjska firma ICL. Zapewne nie bez powodu dokonało się to w Wielkiej Brytanii: znaczenie i rola informatyki w funkcjonowaniu państwa i gospodarki czyniły tam z niej dobry cel zamachów terrorystycznych. Nie mogąc skutecznie wyeliminować zamachów, trzeba było rozpraszać zasoby mogące być ich celem, a do tego były potrzebne nowe rodzaje połączeń, o sprawności działania niezależnej od długości.

Przykładem rozwoju pod wieloma względami jednocześnie jest pamięć dyskowa. Wadą jej pozostaje jednak dość długi czas dostępu do zapisanych w niej informacji, będący wynikiem mechanicznego przemieszczania głowic do miejsca, w którym ma nastąpić odczyt (zapis). Problemu tego dotąd nie udało się zadowalająco rozwiązać.

Nie przyjęły się szerzej pamięci niby-dyskowe, w których zastosowano układy używane w pamięciach operacyjnych, z systemem podtrzymywania zasilania i oprogramowaniem zapewniającym dyskowy sposób adresowania z podziałem na cylindry, ścieżki i sektory. Pamięci te mają niemal zerowy czas dostępu, ale są drogie i - w przeciwieństwie do tradycyjnych pamięci dyskowych - nieodwracalnie tracą zawartość w przypadku zaniku zasilania, co w tym przypadku stanowi barierę psychologiczną, będącą wynikiem braku wiary w niezawodność kilkustopniowych i autonomicznych systemów zasilania.

Większą popularność zyskały rozwiązania, gdzie mechaniczne ruchy ramion z głowicami ogranicza się, umieszczając kilka głowic na jednym ramieniu lub rozkładając kolejne operacje na kilka napędów dyskowych, traktowanych jako całość. Przykładowo, większość stosowanych obecnie napędów dyskowych do komputerów osobistych ma oprogramowanie transformujące fizyczny układ cylindrów, ścieżek i sektorów rzeczywiście występujący na danym dysku na układ oczekiwany przez system operacyjny, będący przeważnie reprezentacją układu i zasad działania dowolnego dysku z przeszłości. Wszystkie te rozwiązania praktycznie wyeliminowały z systemów operacyjnych proste mechanizmy optymalizacji czasów dostępu do pamięci dyskowych, polegające na tworzeniu kolejek operacji wg porządku ścieżek, co - do pewnego stopnia - usuwało zbyteczne ruchy głowic, ingerując jednak w ten sposób w kolejność wykonywania zadań.

Liczne przykłady świadczą o zapożyczeniach, jakie informatyka stosowała w celu rozwiązywania swych doraźnych problemów. Były to zresztą działania uzasadnione - szybciej, łatwiej i taniej można zaadaptować do nowych potrzeb już istniejące rozwiązanie niż eksperymentować z prototypami.

Stosunkowo niedawnym przykładem takiej adaptacji są dyski optyczne przejęte z dziedziny nagrań dźwiękowych, które informatyka wzbogaciła o możliwość zapisu. Podobnie było z innym nośnikiem przejętym z tej samej dziedziny: taśmą magnetyczną w kasecie. Czynnikiem sprawczym okazała się tu potrzeba wyposażenia komputerów domowych w tanie urządzenie do zapisywania programów. Sięgnięto w tym przypadku po istniejący i powszechnie stosowany magnetofon kasetowy. Niestety, jakość działania tych urządzeń w nowej roli była wprost proporcjonalna do ich ceny: wspomnienie zmagań z tym rodzajem pamięci zapewne jeszcze i dziś wprowadza w stan irytacji ówczesnych użytkowników komputerów domowych. Zapis na taśmie magnetycznej umieszczonej w kasecie, po wielu usprawnieniach, stał się jednak jednym z najpopularniejszych i najbardziej niezawodnych sposobów rejestracji i przechowywania danych.

Taśmy te nie mogą wprawdzie konkurować szybkością i metodami dostępu z dyskami, są jednak uważane za pewniejsze pod względem trwałości zapisu. Ponadto z łatwością można je przenosić i wymieniać między komputerami. Cechy te powodują, że taśmy magnetyczne szczególnie nadają się do sporządzania kopii danych zapisanych na dyskach, pozwalając na ich odtworzenie w przypadku awarii lub innej, podobnej potrzeby. W większych ośrodkach kosztowne zarządzanie i liczne, o poważnych skutkach, błędy obsługi spowodowały w praktyce odejście od ręcznie obsługiwanych taśm na szpulach i w kasetach na rzecz urządzeń automatycznych, stanowiących część systemów zarządzania gospodarką danymi archiwalnymi.

Rozwiązania polegające na odtwarzaniu danych z taśm w przypadku awarii nie wystarczą jednak do takich zastosowań, gdzie ciągłość dostępu ma znaczenie krytyczne. Wymóg taki dotyczy coraz większej liczby systemów. Odpowiedzią na tę potrzebę stały się złożone urządzenia zwane macierzami dyskowymi. Są one w istocie specjalizowanymi komputerami do zarządzania zasobami danych.

Zastosowanie w nich licznych napędów dyskowych w połączeniu z zarządzaną nadmiarowością zapisów pozwala - w przypadku sytuacji krytycznych -na szybką wymianę i odtworzenie zawartości każdego indywidualnego napędu bez przerywania pracy całości i ograniczania zakresu dostępnych danych.

Przykładem z zakresu sprzętu, najlepiej ilustrującym wspomnianą na wstępie koncepcję spiralnego rozwoju i postępu w zakresie sprzętu informatycznego, bez wątpienia są drukarki. Z tej przyczyny warto im poświęcić dłuższy, przedstawiający ten proces, opis. Warto zauważyć, że zadziwiająco liczne z prowadzonych w tym zakresie badań i prób zakończyły się sukcesem w praktyce.


TOP 200