データレコーダ
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データレコーダとは、音楽用として大量に出回っていたテープレコーダーを利用してカセットテープにデータを書き込むもの。CMT（Cassette Magnetic Tape：カセット磁気テープ）などとも呼ばれた。コンピュータ業界では磁気テープをMTと略すため、それにカセットのCを付けたものである。
代表的な記録方式にカンサスシティスタンダード（KCS）があり、1200Hz/2400HzのFSK方式で300bpsで記録するものである。
本項では1980年代以前のホビーパソコンブームにおける磁気テープによるデータの記録について扱う。2000年代以降現在にかけてのデータ用磁気テープについてはテープドライブを参照のこと。
データの保存自体は普通のカセットテープレコーダーでも行えるが、データレコーダはデータの読み出し/書き込みに特化した機能を備えている。例えば、データ出力専用のボリュームが付いているものが多かった。データのロード時にパーソナルコンピュータ側から再生開始を命令するリモート端子ぐらいは付いているものが多い。パーソナルコンピュータ一体型では、コンピュータからテープの早送り・巻き戻しや、データの先頭をシークする機能を備えたものもあった。
歴史
1970年代前半ころにマイクロコンピュータが登場したが、当時は手頃な補助記憶装置が無かった。大型コンピュータ用の補助記憶装置としては、磁気テープを使う「磁気テープ装置」が主流だったが、高価で大型、個人が所有できるようなものではなかった。1970年代前半、マイクロコンピュータの開発者や先駆的なユーザーたちによってコンピュータのデータをFSKなどの変調方式でオーディオ周波数帯の信号に変調して記録するという方法が生み出された。変調するための補助的回路も自作していた。当初は、開発者がそれぞれ自分の好みの方法で記録し、変調方式、記録方式、記録速度などが乱立していたが、当時のアメリカの代表的なマイコン雑誌のひとつである『バイト・マガジン』が主導して開催資金を提供する形で、データ記録の標準を定めるためのシンポジウムが1975年にミズーリ州のカンザスシティで開催され、いわゆるカンサスシティスタンダード（KCS）が定められ、これがマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータでの磁気テープ記録方式の標準となってゆくことになった。
このスタンダードに基づいた装置は翌年の1976年には登場した。当初は、マイクロコンピュータとテープレコーダの間に、数十センチ 角のインターフェース装置が必要だった。だが、すぐに小型化が進んだ。
同時にカンサスシティスタンダード（KCS）を改良して速度を上げることが可能だと指摘する人々も現れ、フォーマットの改良版の開発も続けられた。1976年のApple Iでは、ドライバを記憶したPROMを含む拡張カードでカセットインタフェースを提供し、KCSと似た記録フォーマット使い、2000 Hz のサイクル1回分をスペース、1000 Hz のサイクル1回分をマークとして記録し、平均転送速度は約1500ビット/秒となった。Apple IIでは、カセットインターフェースをマザーボードに組み込み、フォーマットにさらにいくつかの変更を加え、マーク信号とスペース信号は変わらなかったが、ヘッダーは770 Hzで10秒間続き、その後新しい「同期トーン」として2500 Hzの半サイクルと2000 Hzの半サイクルが続いた。ヘッダーに続くデータは以前と同様に記録され、さらに8ビットのチェックサムが付加された。Applesoft BASICはユーザーのプログラムを2つの "record" として保存し、最初のレコードはヘッダー信号の後にプログラムの長さとチェックサムが続き、2番目のレコードはヘッダー信号、プログラムデータ、チェックサムで構成された。
コモドールはPET 2001でデータレコーダをコンピュータの筐体に埋め込み一体型にした。初期モデルの内蔵データレコーダは三洋電機製で、SANYOのロゴを隠すために単純に上からコモドールのロゴを貼りつけていた[1]。コモドールのテープ用フォーマットは、コモドールPETから導入されたが、特殊なフォーマットであり、FSK（周波数シフトキーイング）とPWM（パルス幅変調）の組み合わせを使用していた。[注釈 1]
また一方で、最初からインタフェース回路を組み込んだ、小型のテープレコーダと同程度の大きさのデータレコーダ（インタフェース回路込み）も市販されるようになった。
- 日本国内
日本では1976年に登場したTK-80では、最初ユーザはインタフェース回路を自作しなければならなかったが、拡張キット「TK-80BS」が販売されて以降は、それにインタフェースが付属した。
1978年にシャープが発売したMZ-80Kは、一体型マイコンで、データレコーダが組み込まれており、転送速度は1200 bpsで当時としてはかなり速かった。後継機でも、やはり本体一体型で同様の速度であった。ソフトウェア制御によるパルス幅変調方式で記録を行い、エラーの少ないアクセスと共に、1200bpsの速度を実現していた。MZ-80B、並びにその系譜にある機種では2000bpsに速度を変更すると共に、制御の多くもソフトウェアから行うことが可能であった。CPUからの直接制御であるため、そのタイミングの書き換えによって、更に高速な読み書きも可能であった。なお、1982年に別部署から発売されたX1でも、この電磁制御が可能なデータレコーダを採用しており、速度は2700bpsになっている。
一方、1979年5月にNECからリリースされたPC-8001に始まるPC-8000シリーズでは、キャリア周波数はそのままでシンボル長のみ短縮した600bpsでの記録を標準としていた。
他に千葉憲昭の提唱したサッポロシティ・スタンダードがある。（後述）
N-BASICなど初期のマイクロソフト系BASICなどではデータレコーダへのセーブはCSAVE、ロードはCLOADだった。CLOAD?でベリファイも行なえる。のちのN88-BASICや富士通のF-BASIC系などでは、カセット専用命令を持たず通常のSAVE・LOADコマンドでデバイス名「CASx:」（xは数字）を指定した。
シャープのMZ-80B（1981年）、2000（1982年）、X1（1982年）およびその後継機種のデータレコーダは、デッキのオープンやメカ部の制御（ヘッドやキャプスタンのローディング）がボタン式ではなく電気制御式で、コンピュータ側からデータレコーダの動作を制御することができ、Hu-BASICにはカセット制御用のコマンドが用意されている。しかも自動頭出し（ヘッドを軽く接触させた状態で高速送りし無音部を検出）も可能で、データレコーダでありながらランダムアクセスに近い使い方も可能で、高度な使い方ができた。
- マイコン、パソコン以外
1978年発売のCASIOのプログラム電卓FX-502P（および後継のFX-602P）もテープ用インタフェースがオプションで用意され、家庭のテープレコーダ（ラジカセ）をデータレコーダとして使いカンサスシティスタンダードでSAVE, LOADすることができた。
また1980年に登場したポケットコンピュータも、初代ポケコンであるシャープPC-1210からカセットインタフェースがオプションで用意され、プログラムのSAVE, LOADができた。同社の後続機種も、また他社が同様に販売するようになったポケコンも同様にテープ用インタフェースが用意されていて、カセットテープにプログラムを保存することが一般的であった。
1984年発売のファミリーベーシックのプログラム保存にも使われていた。ファミリーコンピュータ本体にはカセットテープインタフェースがなく、エディットモードのあるゲームで作成した面を保存する場合にもキーボードを介してデータレコーダを接続する必要があった。[注釈 2]
- 衰退
マイクロコンピュータは80年代前半から半ばころにはパーソナルコンピュータへと発展したが、家庭では安価なデータレコーダーは依然として利用され続けた。フロッピーディスクドライブは数十万円もしフロッピーメディアも高価で、当初はオフィス用に限られていた。
1983年に発売されたPC-9801Fは5インチ2DDに対応したFDDを標準搭載していた。1985年には、5インチ2HDに対応したFDDを搭載するPC-9801Mが発売され、さらに同年、本体に3.5インチFDDを内蔵したPC-9801U2も発売となった[2]。日本のパソコンメーカーのリーダー的存在となっていたNECが、"標準機"と見なされる9801シリーズでFDD標準搭載機を販売すると、FDDの普及に拍車がかかり、反比例するようにデータレコーダの使用は減っていった。なお、廉価なホビーパソコンのユーザでは、過渡期にはクイックディスクも使われた。
記録方式
当時使われた記録方式。ここでは物理フォーマットについてのみ。
カンサスシティスタンダード
サッポロシティ・スタンダード
カンサスシティスタンダードは、冗長さにより信頼性が高い半面、当時のマイコン用としても遅かった。このため制定後すぐに、より高速な方式の提案が乱立した。サッポロシティ・スタンダードは標準としてのカンサス方式との互換についても考慮しつつ、2値変調の理論限界に迫る速度を実現することで、大幅な改良の余地を残さない「スタンダード」とするべく提案された野心的な仕様であった。
サッポロシティ・スタンダードは、2,400Hzと1,200Hzの2値変調という点はカンサスシティスタンダードと共通としている。その上で、マーク（１）を2,400Hzの半サイクル、スペース（ゼロ）を1,200Hzの半サイクルとする。つまり信号波形を矩形波にモデル化すると、その1個の山あるいは谷の前後のエッジ間隔の長短に情報を乗せる方式である。0と1の割合を半々と仮定して3,200bpsと公称した。
提案者千葉憲昭が札幌の人であり、当時地方組織としては最大級であった、札幌を拠点とするマイコンクラブ「北海道マイクロコンピュータ研究会」（立ち上げ・青木由直）で1977年に発表し同会で研究された方式であることから、サッポロシティの名が付けられた。公刊された文献としては、『トランジスタ技術』1978年12月号の記事「サッポロ シティ スタンダードについて」、電気学会情報処理研究会 IP-78-76「データ処理用ローコスト周辺装置の試作」、特開S54-96908「エッジ間隔を利用したディジタル変調方式」他がある（本項の「サッポロシティ・スタンダード」という表記はトラ技1980年11月号の記事に従った）。
記録は、これはサッポロ方式に限らないが、ディジタル回路で生成した矩形波を、レベルとオフセットの調整のみでそのままカセットテープレコーダの録音入力に入れる。
再生は、カセットテープレコーダからの出力をアナログ的に波形を調整した後、シュミットトリガを通して矩形波とする。矩形波の立ち上がり立ち下がりのそれぞれのエッジから、約0.3ミリ秒後までにレベルが反転しなければ1,200Hz、反転すれば2,400Hzとわかる。サッポロ方式の場合ならそこから直接ビット列とすれば良いし、カンサス方式であれば8乃至16個ごとに処理すれば良い。
私設の「さっぽろコンピュータ博物館」に、本方式のインタフェースボード北斗電子製SC-3200が所蔵されている。[3]
この節の参考文献
- 『トランジスタ技術』
- 千葉憲昭「サッポロ シティ スタンダードについて」『トランジスタ技術』第15巻 第12号（通巻171号、1978年12月号）、pp. 266～272
- 千葉憲昭、亀田一幸「サッポロシティ・スタンダードのすべて」『トランジスタ技術』第17巻 第11号（通巻194号、1980年11月号）特別企画、pp. 342～359
- 他 1979年3月号、1979年10月号、1980年1月号、1980年3月号、1981年3月号、1981年7月号などに記事あり
- 他
代用
近年ではデータレコーダーの入手が困難になったので、レトロコンピューティングなどで、往年のコンピュータ本体とプログラムが記録された当時のカセットテープを使おうとする場合、（中古も含め）ラジカセでラインアウトの音量を調整できる機種で代用されることがある。
そのほか、新たにSAVE, LOADを行う場合、録音機能を備えたミニディスクレコーダーやDATレコーダー、ICレコーダー、リニアPCMレコーダーなどデジタル録音機で代用する方法もある。ただし、圧縮記録方式のものはデータエラーが発生する可能性も否定できない。
関連項目
- デジタル・データ・ストレージ（DDS）
- ヘッドクリーナー
脚注
- 注釈
- ^ PWMに似て、ビットは固定時間内でエンコードされたが、ほとんどのコモドールモデルのI/Oハードウェアはサイクルの中の下がるエッジにのみ反応するため、真のPWMデコードには対応しておらず、代わりに固定時間内に異なる長さの2つのサイクルが含まれ、PWMのパルスと「オフ」期間をシミュレートしていた。ゼロは「短い」サイクルの後に"中くらいの"サイクルでエンコードされ、1は中くらいのサイクルの後に短いサイクルでエンコードされた。信号は出力ピンから四角い波として直接送信され、記録メディアで"丸められた"。特別なトーンには第三の「長い」サイクルが使用され、長-中くらいのサイクルは各バイトの開始を、長-短のサイクルはデータの終了を示した。
- ^ 重く場所を取るキーボードを接続する煩わしさを解消する為、エディットデータのみ対応のホリ電機（現・ホリ）製S.D.ステーションが使われることがあった
- 出典
- ^ Zimmerman, Bo. “cbm-trivia-13.txt”. 2025年10月3日閲覧。
- ^ “3.5インチFDDを搭載したNEC「PC-9801UV21」”. 2025年1月20日閲覧。
- ^ さっぽろコンピュータ博物館：札幌のITベンチャーとマイコン、パソコンの歴史 Sapporo Computer Museum
- ^ https://www.j-platpat.inpit.go.jp/c1801/PU/JP-S54-096908/11/ja
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