Хочу написать пару статей о накопителях памяти – жёстких и оптических дисках, SSD, дискетах и того, что было когда-то давно. Технологии эволюционируют, поэтому я хочу рассказать о том, что было раньше, что есть сейчас, и что будет в будущем…
Большое количество застало времена, когда в продаже были различные устройства, поддерживающие малый объём памяти, например, дискеты с 1,44 Мб памяти. Не очень-то и много да? Сейчас же есть устройства с сотнями терабайт памяти, вы можете встретить флешку на 256 Гб, хотя пару лет назад это казалось сказкой. Давайте рассмотрим историю тех устройств, которые служили для хранения различной информации в прошлом.
В древние времена люди пытались использовать любые приспособления для записи информации. С помощью камней они рисовали на камнях и скалах, также использовались уголь из костров. Позже они рисовали мелом. Следующим шагом в развитии хранения информации – появление пергамента, а потом и бумаги. Наступил 20 век и люди создали компьютер, использование которого заметно облегчило хранение информации и дальше начинается этап в истории компьютерных технологий, развивающийся с незаметной скоростью. Раньше мы могли похвастаться дискетами на 1,44 Мб, а теперь 256-гибайтной флешкой, которая сравнима по объему с жёстким диском. И таких результатов мы добились за каких-то пару десятков лет.
Перфокарты и станок
Накопители данных в компьютерном мире появились еще в 19 веке, откуда и начинается эта история. Самое интересное, что начало этому положило, казалось бы, не относящее к данному явлению устройство – ткацкий станок. Изобретателем первых накопителей информации стал Жозеф Мари Жаккар, который поначалу работал на ткацких станах, зная все об этой деятельности, это помогло ему в создании нового устройства. Смысл заключался в том, что процесс работы станка можно было бы автоматизировать, хотя производство ткани в то время было не очень легким занятием, но имело функцию повторения одного и того же действия.
Что сделал Жаккар? Он придумал твердые пластины с дырами, которые назывались перфокартами. Производство их было очень сложное и дорогое. После этого изобретатель учел все эти нюансы и усовершенствовал пластины. Он добавил отверстия, что позволило работать с большим количеством нитей на станках, итог ясен – увечилось производство ткани. Пластины с отверстиями должны подаваться в считывающие устройство, которое называется щупами. Это тоже было упрощено таким образом, что пластины, попав в щупы проваливались в специальные отверстия, после чего некоторые нити поднимались. Этот процесс позволял составлять различные комбинации, что давало возможность создавать на ткани узоры.
В 1801 году был создан первый станок Жозефа Мари, который он постоянно совершенствовал. Таким образом, это изобретение положило начало новым технологиям в будущем.
В 30-е годы 19 века о перфокартах Жаккарта узнал математик Чарльз Бэббидж. Этот ученый пытался создать аналитическую машину, поэтому он решил использовать в ее составе перфокарты. Бэббидж съездил во Францию, чтобы узнать побольше о станках, но разработка была низкого уровня технологии и не было особо материальных средств, поэтому аналитическая машина не вышла. Однако конструкция этой машины стала образцом современных ПК.
Позже, перфокарты стали добавлять в табулятор, который был создан Германом Холлеритом в 1890 году, точнее сказать, использовали метод перфокарт в данной сфере. Это устройство обрабатывало статические данные. Герман Холлерит также создал фирму Tabulating Machine Company, которую переименовали в новое название, известное многим и сейчас – International Business Machines (IBM). Компания IBM сама начала совершенствовать перфокарты. После этого технология сильно распространилась в компьютерной аппаратуре и многих станках. Развитие технологий пришло к тому, что перфокарты перестали иметь былую актуальность и в 1980-х годах произошел скачок, который подразумевал создание нового типа средства хранения информации – магнитных носителей информации.
Кстати, хочется напомнить, что до 2000-го года развитие перфокарт еще существовало и разработчик пытались сделать размер пластин очень малым, но и данных на такой пластине должно помещаться не мало. Но закат этой технологии все же случился.
Магнитные диски на основе магнитных лент
Шло время и перфокарты создавать стало очень легко, но это не избавило их от существенных изъянов. Первый недочет подразумевал малый объем памяти. Обычно можно было внести около 80 символов, что равнялось 100 байтам данных. Как видите, это довольно мало. Скорость чтения и записи вообще была очень маленькой. Следующий недостаток – отсутствие надёжности и перезаписи данных. При изготовлении пластин надо было внимательно отнестись к нанесению отверстий. Если оно сделано не там, где надо или деформировано, то перфокарта уже не подлежала использованию, а если вы на нее уже что-то записали, то информация безвозвратно потеряна.
Должно было быть решение, которое позволяло хранить данные другим способом, более эффективным. Поэтому в середине 20 века создали магнитные диски. Естественно, эта технология появилась не из откуда-то. За основу была взята магнитная пленка, созданная инженером Фрицем Пфлюмером. Самое интересное, что устройство скрывали, поэтому о нем почти ничего не было известно. Разработка лишь через некоторое время после Второй мировой войны появилась на свет. Для изготовление магнитной пленки нужен был обычный тонкая слой бумаги, на который наносили вещество – оксид железа в виде порошка. Когда на пленку велась запись, происходило воздействие магнитного поля. Впоследствии на пленке оставался эффект намагниченности, который использовался для считывания информации специальными устройствами. По сравнению с перфокартами объем магнитных лент составлял 1 Мб.
Далее шло развитие технологии и внедрение ее в различные сферы жизни. Использовались конечно не везде, чаще всего на мини-компьютерах. Позже, примерно с 80-х годов устройство магнитных лент стало использоваться только для хранения резервных копий информации. А все потому, что устройство былом надёжным и не дорогим. Конечно, время шло и понятно, что рано или поздно технология должны себя изжить, поэтому в 2000 годах магнитные ленты прекратили свое развитие, цены начали резко падать. Но не тут-то было. В 2011 году магнитные ленты все же обрели вторую жизнь и этому поспособствовала одна простая случайность – наводнение в Таиланде, продолжавшееся 170 дней затопило зоны, в которых находились заводы по созданию этих самых магнитных лент, тогда ими занимались кампании Western Digital, Seagate и другие. В результате цена на товар увеличилась примерно на 60%, хотя производство упало.
Заметим, что ленточные устройства памяти распространились на многих сферах, где нужно хранить много данных. В качестве примера можно привести большие исследования на адронном коллайдере. Также применялись и в других крупных компаниях.
Магнитные ленты обладали множеством преимуществ, например, надёжность – даже если вы порвали случайно ленту ее можно склеить и все будет работать. А вот при поломке жёсткого диска можно потерять абсолютно всю информацию. Следующее достоинство – энергоэффективность, точнее сказать, ленты вообще не потребляют энергии по сравнению со многими современными устройствами. И следующий пункт – безопасность лент. Уничтожение данных на магнитных лентах – это очень трудоёмкая задача, которая может длиться не один месяц, а если злоумышленник хочет что-то сделать с информацией на HDD (жёсткий диск), то сделает это за пару минут. Ну и наконец последний плюс – долговечность. Магнитные ленты можно использовать через многие десятилетия, если не столетия, в то время жёсткие диски могут проработать около 5 лет и выйти из строя.
Конечно, сейчас ведутся исследования по созданию новых, более совершенных технологий, поэтому ориентировка на магнитные ленты не будет иметь никакой важности.
Дискеты
Следующий важный этап в создании носителей информации стали дискеты, созданные в 1971 году. Над устройством работала компания IBM. Данная компания решила, что нужно каким-то образом отправлять пользователям обновления ПО, а для этого нужен был небольшой и быстрый накопитель. Через пару лет была создана 8-дюймовая дискета с количеством памяти в 8 Кб. Данная разработка имела много недостатков, в частности устройство всасывало много мелких частиц (пыли) и при ношении в кармане могло легко сломаться физически. Тогда разработчики поместили диск в защищенный корпус из пластика с тканевой прокладкой.
Изделие дискеты таково: она сделана из полимерных материалов, а на сам диск наносили магнитное покрытие. В пластике же было несколько отверстий. В центре было большое отверстие, предназначенное для шпинделя, а малое определяло начало сектора. Прямоугольное отверстие предназначено для работы с самим диском.
Конечно, с этого момента компьютеры стали поставляться с дисководами, но они были довольно дороги, поэтому в основном использовались кассеты.
Итак, после создания дискеты начиналось создание стандарта. Таким образом, были проведены следующие улучшения: увеличение объёма с 8 Кб до 256 Кб, а потом и до 1000 Кб. Конечно, недостатком был еще размер, так как в диаметре дискета составляла около 200 мм, и это только без корпуса. Хотя данное устройство должно быть карманным поместить его можно было только в какую-нибудь сумку. В 1976 было предложено создать тип диска поменьше – 5,25 дюймов.
Почему пришли к такому выводу, что нужно создать 5,25 дюймов? Просто парочку разработчиков сидели в ресторане и обсуждали конструкцию дискеты и решили создать ее размером с салфетку.
В итоге, формат диска стал более прочным и немного поменялись места отверстий. Края защищались металлическим кольцом. В начале диск имел объём 110 Кб, но в 1984 году его увеличили до 1,24 Мб. Таким образом, началось распространение 5,25-дюймовых дискет.
Еще в 1981 году был изобретен еще более компактный и известным многим формат – 3,5 дюйма. Дизайн был предложен фирмой Sony. Объем такого устройства составлял около 720 Кб, но прошло несколько лет и его увеличили в два раза. Далее появились диски с еще большим объемом – 2,88 Мб. Такая технология стала использоваться во многих областях, в том числе, компания Apple на свои компьютеры устанавливала дисководы с местом для 3,5 дюймовых дискет.
Дальше наступили 90-е и объема памяти существующих накопителей уже не хватало для хранения информации, поэтому стали работать над новыми стандартами, которые должны были стать объёмнее, быстрее и компактнее, другими словами, эра дискет также подходила к концу. Итак, была создана технология Iomega Zip – это дискета также изготавливалась из пластика и имела задвижку, объем диска был намного больше – до 250 Мб, а потом стали делать дискеты с 750 Мб памяти. Функция чтения и записи была довольно быстрой, но единственный минус, который не продвинул этот тип дискет была цена, причем очень высокая, да и надёжность у них была не на высоте.
Статья будет дополняться…
