Brevet FR2319178A1 — publié le 19770218

La présente invention a pour objet une nouvelle organisation de mémoire de masse perfectionnée notamment en ce qu'elle n'exploite alors, de façon entièrement cohérente, que des supports d'information à disques magnétiques, contrairement à l'organisation déjà connue qui, partant de cartouches, utilise des disques magnétiques comme seuls supports de manoeuvre liés aux unités de traitement du système informatique que dessert la mémoire. L'invention tire parti pour cela des réalisations actuelles des supports disques en lesquels ont été très fortement accrues la densité linéaire des bits le long des pistes et la densité radiale de ces pistes. On a maintenant, à titre indicatif, atteint une densité de bits de l'ordre de grandeur de 8000 bits par inch sur une piste et une densité de pistes de l'ordre de grandeur de 400 à 800 pistes par inch sur une face de disque. Elle tire de plus essentiellement parti du fait additionnel que, maintenant, la réalisation de barreaux de tètes magnétiques du type dit 1l intégré'l en lequel toute structure de tète est réalisée en couches minces permet la lecture simultanée de plusieurs pistes à haute densité et, contrairement aux multi-disques où il était nécessaire de réserver une face servo pour le positionnement des tètes magnétiques sur les pistes, le barreau permet aussi d'incorporer à sa structure une tête "servo" au moins, pour lecture d'une piste servo" alors intercalée entre les pistes de tonnées de tels cylindres. L'invention se caractèrise essentiellement en ce qu'elle pré oit de substituer aux bandothèques, cartouches et cassettes, et autres supports magnétiques à lecture uniquement séquentielle, et qui nécessitent, dans la plupart des organisations décrites dans la littérature antérieure, des recopies sur supports de ma noeuvre discoindaux, une véritable "discothèque" constituée de monodisques, chacun porteur d'information en cylindres radiaux à piste servos incorporées, individuellement adressables en accès direct et chacun physiquement sélectionnable en cette dlscotheque pour étre amené à un poste d'écriture-lecture en liaison informa tique avec une unité au moins du système dont la discothèque cons titue la mémoire de masse. Une mémoire de masse selon la présente invention se caraeté rise donc essentiellement par la combinaison d'empilages de dis ques magnétiques constituant, ensemble, un magasin de données, a un groupe d'unités monodisques en liaison bilatérale avec des unités du système inf'ermati(ue exploitant la mémoire, chaque unité monodisque étant équipée d'une broche d'entrainerent de disque magnétique, et de moyens de chargement des broches des unités monodisques nar des disques des empilages et de déchargement de ces broches pour retourner les disques en ces empilages, ces moyens de chargement et de déchargement exécutant les commandes qui leur sont fournies à partir d'un interface d'interprétation des ordres provenant des unités du système informatique. Au point de vue mécanique, ces moyens de chargement et de déchargement consistent en un chargeur à bras multiples individuellement entralnables en translation le long des empilages et en rotation, après saisie de disques en ces empilages pour les déposer sur les broches des unités monodisques, et réciproquement pour enlever les disques des broches des monodisques, et les replacer dans les empilages. L'implantation des empilages et des unités monodisques peut, quand de besoin, ètre établie telle que tout empilage puisse 'T communiquer" avec toute unité monodisque, mëme en relais de brochesspéciales ou appartenant même, avantageusement, à des unités monodisques, chacune atteignable par au moins deux bras du chargeur pour de tels relais de transport. Ces caractéristiques, ainsi que d'autres encore venant en renforcer les effets, vont ëtre exposées dans le détail en se repor tat a-sY fi.ures Jointes qui représentent, à titre non limitatif : Fig, 1, une implantation d'ensemble de la mémoire de masse et sa commande, Fig, 2, en coupe latérale, Fig. 3, en coupe transversale, en élévation, et Fig. 4, en vue de dessus au niveau A-A des figures 2 et ), un premier exemple d'implantation de la mémoire de masse. Figs. 5, 6 et 7, en vues similaires, un second exemple d'implantation, et, Fig. 8, un graphique d'opération des dispositifs des figures précédentes. De ces exemples peuvent sans plus se déduire toutes variantes entrant dans le cadre de l'invention. Le schéma de la Fig. 1 montre, à simple titre illustratif, quatre empilages de disques magnétiques, El c- E4, constituant ensemble un magasin de données de masse, notamment de programmes. A ces empilages sont associés roi? t -!r -, B-) t2 et B5, montés sun des mécanismes de moyeuj 1, MS et M3 dont chacun permet son entratinement en translation le long de l'empilage perpeadiculaire au plan du papier et sa rotation de part et d'autre de la position montrée, supposée ètre celle de repos, sur 180 par exemple, en l'une et l'autre des directions, Ces quatre empilages sont associés à deux unités monodisques, MDl et MD2, représentées par leurs broches BRI et BR2. Le bras Bl peut atteindre les empilages El et E2 et la broche BRI. e bras B5 peut atteindreles empilages E3 et E4 et la broche BR2. te bras B2 peut atteindre les empilages E2 et E5 et atteindre l'une ou l'autre des deux broches intermédiaires 3R3 et ER4, la broche BR3 étant aussi atteignable par le bras Bl et la broche 3R4 étant aussi atteignable par le bras B3.De cette manière, quand de besoin, un disque de la pile El peut ëtre transféré, en relais par BR3 et BR4 jusqu'à l'unité monodisque 2, et réciproquement un disque de la pile E4 peut étre transféré quand de besoin à l'unité monodisque MDI. Bien entendu, ce montage est donné à titre illustratif et ne s'appliquera véritablement que lorqu'il existera plus de quatre piles puisque en plaçant les unités monodisques sur les broches BR5 et BR4, il suffirait des trois bras pour assurer toutes les combinaisons de transfert possible, en passant par les unités monodisques méme pour aller de El à BR4 et de E à BR3. On conçoit directement toutes associations possibles d'empilages de disques et d'unités monodisques. Le plus souvent, en dés systèmes informatiques relativement "petits", une paire d'unités monodisques pourra suffire. Pour des systèmes plus importants, on établira plusieurs paires d'unités monodisques selon une estimation basée sur la charge du système complet. On a indiqué alors que chacune des unités monodisques figurées est en liaison bilatérale multiplée sur des unités du système informatique, non représentées. Ces unités peuvent appeler les disques, et naturellement, par adressage, les 'cylindres" des disques sélectionnés. Elles communiquent pour cela par liaisons multiplées avec un circuit d'interprétation d'ordre CI, qui, à son tour, active le circuit de commande sélective CC des bras et unités. L'exemple des figures 2 à 4 comprend, en variante de la dis position de la Fig. 1, trois piles de disques I 2 et > . chacune supportée par une tablette 4, 5 et E, dans un cassis 7.Ces tablettes sont distantes d'une paroing du chassis pour former, an (@), un "sas" en la\equel les disques prélevés sur les piles peuvent être déplacés nour leurs déposes sur les broches 11, 12 et l-x" qui sont coaxiales aux piles, Bur l'avant du chassis, un espace (10) permet à chaque bras qui a saisiun disque d'une pile, de le transporter en translation verticale jusqu'au dit sas, et pésiproque- ment, à chaque bras qui a repris un disque d'une broche, de le remonter jusqu'à sa hauteur de rangement dans la pile, et, évidemment, - chaque bras, de monter et descendre parallèlement aux piles, Ces bras sont indiqués en 21, 22, 25 et 24, manchonnés sur des tires 51, 52, 75 et 34 à double filetage par exemple pour remonter et desoendre selon le sens de rotation imparti aux tiges par les moteurs de commande 41, 42, 43 et 44. On doit comprendre qu'en chaque manchon il existe un mécanisme de verrouillage à commande électrique, non représenté, qui permet, aux niveaux désIrés et obtenus par décodage d'adresses de disques en CI., de solidariser le bras de sa tige pour les deux rotations:- prise (3'm disque dans la pile, dépose du disque sur la broche, également adressée, et déplacements angulaires inverses, y compris les transferts autorisés par des broches-relais, indiquées ici en 51, 52 et 53.Le bras 21 ne peut atteindre que la pile (1), la broche "active" 11 d'une unité monodisque entratnable par un moteur 61 ainsi que la broche inactive 51 de cette dernière, Le bis 22 peut atteindre à la fois les piles 1 et 2, les broches actives 12 et 11, d'unités monodisques, la broche 12 étant en traitable par le moteur 62 et les broches inactives 51 et 52. Le bras 25 peut atteindre les piles (2) et (3), les broches actives' 15 et 12, d'unités monodisques, la broche 15 étant entraînable par le moteur 63 et les broches inactives 52 et 53. Le bras 24 ne peut atteindre que la pile (3) et les broches 13, "active" et 53 "inactive". On peut, si désiré, rendre active toute broche de 51 à 53, pour augmenter le nombre d'unités monodisques à la disposition du système informatique auquel est associée cette mémoire de masse. On pourrait, sinon, supprimer les broches inactives extrêmes si toutefois il n' avait pas de cas pratique où deux d'entre elles, voisines, puissent être utilisées en me temps. ais, par ailleurs, ces broches inactives peuvent servin une autre fin:- elles peuvent, en effet, si la parei du co@@@ ouverte en 20 à la hauteur du "sas" (9), permettre de retiren des disques des piles et, inversement, en ajouter de nouveaux. Ces nouveaux disques peuvent soit avoir été pré-enregistrés, soit être enregistrés sur place, une fois amenés en l'un des monodisques.On peut noter ici qu'un tel enregistrement in situ peut, au départ, n'ëtre que partiel et complété ensuite puisqu'un disque magnétique est, comme rappelé en début d " exposé, adressable par "cylindres1'. Cette mème propriété peut également être avantageusement expolitée pour modifier tout cylindre de tout disque déjà en mémoire de masse qui peut ètre désirable, ne serait-ce, par exemple, que pour y réinscrire une routine, ou un ensemble de données, qui se serait, à l'usage, révélé défectueux. Le contenu de la mémoire est donc modifiable in situ et même, si désiré, elle peut être ainsi chargée en information à partir d'un chargement en disques "vierges". L'exemple des figures 5 à 7 est une variante de l'exemple précédent, qui n'utilise que deux bras et, si désiré, deux broches "inactives". Les considérations données pour l'exemple précèdent s'y appliquent donc directement. Mais cet exemple permet de définir plus simplement le mode préféré d'exploitation des mécanismes de sélection et manipulation des disques dans la mémoire, voir Figure 8: En partant d'une position de repos RB des deux bras 21 et 22 de la figure 7, et en supposant qu'un disque est actuellement sur une unité monodisque et doit être remplacé par un disque d'une autre agresse dans une pile, les deux bras sont actionnés simultanément. Par exemple, le bras 21 va aller "chercher" le disque en fin d'exploitation alors que le bras 22 va rechercher le disque de remplacement.Pour cela, le bras 21 arrive au-dessus de la bro che B adressée, qui à ce temps-là est en train de freiner, période de temps FRBR au niveau B alors que le bras 22 monte sur sa tige pour atteindre le niveau du disque de substitut dans la pile, niveau DM et le saisir. Il redescend alors que le bras 21 a déchargé le disque qui était sur la broche, maintenant stoppée. Le bras 22 peut charger le nouveau disque alors que le bras 21 remonte pour ranger (temps RANG. I) le disque bté de la broche dans la pile. Pendant ce temps, l'unité monodisque opère, par mise en vitesse MVBR de la broche après et au cours de la "reprise REP. Le bras 22 a alors déposé le disque et est remonté en disponibi- lité pour l opérat-on suivante. Ce peut être, tomme morce', un autre approvisl-nnement d'une autre unité monodisque alors déchargée à nouveau par le bras 21, ou réciproquement. Sur la figure 8 l'abscisse t est le temps, exprimé en secondes, dans le cas d'une mémoire de masse comportant, par pile, 125 disques de 'pas' égal au centimètre, en désignant par "pas" ltespacement de leurs supports individuels dans la pile, afin que le bras puisse les saisir et les ré-insérer, caque disque ayant un diamètre extéM2bur de 56 cm et portant, au point de vue information, 40 Mégaoctets Chaque unité monodisque comprend deux barreaux de tettes Intégrées et la vitesse de rotation est de 3600 t/m. Bien que la mise en oeuvre de l'invention ait été décrite et illustrée dans le cas où chaque bras a, par rapport à son ide, une liberté de mouvement consistant en une rotation, entre dans le cadre de l'invention toute variante en laquelle cetteliberté de mouvement est une translation en son plan lui permettant de remonter et descendre librement le long du guide et de "rentrer" ou "sortir" d'un empilage et de l'emplacement d'une broche d'unité monodisque ou d'une broche-relais. Pour le cas des transferts par broches relais, il sera le plus souvent nécessaire que cette liberté de mouvement soit à au moins deux directions orthogonales, ou bien elle combinera une liberté de rotation à une liberté de translation en son plan. R E V E N D I C A T I O ' S 1. - Mémoire de masse pour système informatique, exploitant les enregistrements magnétiques d'information sur disques unio';e- ment, caractérisée en ce qu'elle comprend @@ combinaison d'une pluralité d'empilages de disques magnétiques pré-enregistrés constituant, ensemble, un magasin de données, d'un groupe d'unités monodisques en liaison informatique bilatérale avec les unités du système informatique exploitant la mémoire, chaque unité monodisque étant équipée d'une broche réceptrice pour l'entrainement d'un disque en rotation, et de moyens de transfert sélectif bilatéral de disques entre ces empilages et ces unités monodisques, répondant pour ces transferts sélectifs à des ordres et adresses fournis par lesdites unités du système informatique. 2. - Mémoire de masse selon la revendication 1, caracterisée en ce que ces moyens de transfert incorporent, associé à chaque empilage, un guide-bras qui lui est extérieur et parallèle, et un bras de support de disque ayant, le long de ce guide et par rapport à lui, les libertés de déplacement utiles pour que ce bras puisse saisir, respectivement déposer, un disque à un emplacement défini par adresse -de l'empilage avec lequel il coopère et déposer, respectivement saisir, un disque sur, respectivement de, la broche a'une - unité monodisque. 3. - Mémoire de masse selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un seul guide-bras et donc un seul bras est associé à deux empilages voisins de disques magnétiques préenregistrés et à deux unités monodisques voisines. 4. - Mémoire de masse selon la revendication 2 ou selon la revendication 5, caractérisée en ce que partie au moins des unités monodisques ont leurs broches coaxiales à des axes des empilages avec un intervalle entre le plan inférieur de support des empilages et le niveau de leurs broches. 5. - Mémoire de masse selon la revendication 4, caractérisée en ce que la liberté de déplacement d'un bras par rapport à son guide est une rotation lui permettant, en sa montée, sa saisie ou dépose et sa descente de se déplacer extérieureme au volume des empilages auxquels il est associé et de rentrer et sortir de cet intervalle. 5. - Mémoire de masse selon la revendication T, caractérisee en ce que la libenté de @éblacement d'un bras par rapport à son guide comporte une translation en son plan lui penmettant, en sa montée, sa saisie du dépose et sa descente de se @éplacer extédieurement au volume des enpilages auquel il est associé et de rentrer et sortir de cet interval 7. - Mémoire de masse selon la revendication 4, caractérisée en ce que, entre partie au moins des breches d'unités monodisques, sont disposées des broches-relais permettant des transferts de disques d'empilages à et de un nombre plus grand d'unités monodisques que celui auquel un des bras est directement associé la liberté de déplacement de ce bras lui permettant d'atteindre aussi c-en une de ces broches-relais que les broches d'unités monodis- ques avec lesquelles 1 est directement associe.