Эволюция компьютерных носителей информации

Автор: Александр Чуб, 24 октября 2014, 12:52
Эволюция компьютерных носителей информации

Потребность хранить какую-либо информацию у человека появилась еще в доисторические времена, чему яркий пример — наскальная живопись, которая сохранилась и по сей день. Наскальные рисунки можно по праву назвать самым износостойким носителем информации на данный момент, хотя с портативностью и удобством использования есть некоторые трудности. С появлением ЭВМ (и ПК в частности) разработка емких и удобных в использовании носителей информации стала особенно актуальной. 

Бумажные носители

Эволюция компьютерных носителей информации-2

В первых компьютерах использовалась перфокарты и перфорированная бумажная лента, намотанная на бобины, так называемая перфолента. Ее прародителями были автоматизированные ткацкие станки, в частности машина Жаккара, финальный вариант которой был создан изобретателем (в честь которого она и названа) в 1808 году. Для автоматизации процесса подачи нитей использовались перфорированные пластины:

Эволюция компьютерных носителей информации-3

Перфокарты — картонные карточки, которые использовали подобный метод. Их было много разновидностей, как с отверстиями, которые отвечали за "1" в двоичном коде, так и текстового вида. Самым распространенным был формат IBM: размер карты составлял 187х83 мм, на ней инфомация располагалась в 12 строк и 80 столбцов. В современных терминах, одна перфокарта хранила 120 байт информации. Для ввода информации перфокарты нужно было подавать в определенной последовательности.

Эволюция компьютерных носителей информации-4

В перфоленте используется тот же принцип. Информация хранится на ней в виде отверстий. Первые компьютеры, созданные в 40-х годах прошлого века работали как с вводимыми с помощью перфоленты в реальном времени данными, так и использовали некое подобие оперативной памяти, преимущественно с использованием электронно-лучевых трубок. Бумажные носители активно использовались в 20-50 годах, после чего постепенно начали заменяться магнитными носителями.

Магнитные носители

В 50-х годах началось активное развитие магнитных носителей. За основу взято было явление электромагнетизма (образование магнитного поля в проводнике при пропускании тока через него). Магнитный носитель состоит из поверхности, покрытой ферромагнетиком и считывающей/пишущей головки (сердечник с обмоткой). По обмотке протекает ток, появляется магнитное поле определенной полярности (в зависимости от направления тока). Магнитное поле воздействует на ферромагнетик и магнитные частицы в нем поляризуются в направлении действия поля и создают остаточную намагниченность. Для записи данных на разные участки производится воздействие магнитным полем разной полярности, а при считывании данных регистрируются зоны, в которых изменяется направление остаточной намагниченности ферромагнетика. Первыми такими носителями были магнитные барабаны: большие металлические цилиндры, покрытые ферромагнетиком. Вокруг них устанавливались считывающие головки.

Эволюция компьютерных носителей информации-5

После них появился жесткий диск в 1956 году, это был 305 RAMAC компании IBM, который состоял из 50 дисков диаметром 60 см, по размером был соизмерим с большим холодильником современного формата Side-by-Side и весил чуть меньше тонны. Его объем составлял невероятные по тем временам 5 МБ. Головка свободно перемещалась по поверхности диска и скорость работы была выше, чем у магнитных барабанов. Процесс погрузки 305 RAMAC в самолет:

Эволюция компьютерных носителей информации-6

Объем быстро начал увеличиваться и в конце 60-х годов IBM выпустила высокоскоростной накопитель с двумя дисками емкостью по 30 МБ. Производители активно работали над уменьшением габаритов и к 1980 году жесткий диск имел размеры 5.25-дюймового привода. С тех времен конструкция, технологии, объем, плотность и размеры претерпели колоссальных изменений и самыми популярными стали форм-факторы и 3.5, 2.5 дюйма, в меньшей мере — 1.8 дюйма, а объемы уже достигают десятка терабайт на одном носителе.

Эволюция компьютерных носителей информации-7

Некоторое время использовался еще формат IBM Microdrive, который представлял из себя миниатюрный жесткий диск в форм-факторе карты памяти CompactFlash тип II. Выпущен в 2003 году, позже продан компании Hitachi.

Эволюция компьютерных носителей информации-8

Параллельно развивалась магнитная лента. Появилась она вместе с выходом первого американского коммерческого компьютера UNIVAC I в 1951 году. Опять же постаралась компания IBM. Магнитная лента представляла из себя тонкую пластиковую полосу с магниточувствительным покрытием. С тех времен использовалась в самых разных форм-факторах.

Эволюция компьютерных носителей информации-9

Начиная с бобин, ленточных картриджей и заканчивая компакт-кассетами и видеокассетами VHS. В компьютерах использовались начиная с 70 годов и заканчивая 90-ми (уже в значительно меньших количествах). Часто в качестве внешнего носителя к ПК использовался подключаемый магнитофон.

Эволюция компьютерных носителей информации-10

Накопители на магнитной ленте под названием Стримеры применяются и сейчас, преимущественно в промышленности и крупном бизнесе. На данный момент используются бобины стандарта Linear Tape-Open (LTO), а рекорд в этом году поставили IBM и FujiFilm, умудрившись записать на стандартную бобину 154 терабайта информации. Предыдущий рекорд — 2.5 терабайт, LTO 2012 года.

Эволюция компьютерных носителей информации-11

Еще один тип магнитных носителей — дискеты или флоппи-диск. Тут слой ферромагнетика наносится на гибкую, легкую основу и помещается в пластиковый корпус. Такие носители были просты с точки зрения изготовления и отличались невысокой стоимостью. Первая дискета имела форм-фактор 8 дюймов и появилась в конце 60-х. Создатель — опять IBM. К 1975 году емкость достигла 1 МБ. Хотя популярность дискеты заработали благодаря выходцам из IBM, которые основали собственную компанию Shugart Associates и в 1976 году выпустили дискету формата 5.25 дюйма, емкость составляла 110 КБ. К 1984 году емкость уже составляла 1.2 МБ, а Sony подсуетилась с более компактным форм-фактором 3.5 дюйма. Такие дискеты до сих пор можно найти у многих дома.

Эволюция компьютерных носителей информации-12

Компания Iomega выпустила в 1980-х картриджи с магнитными дисками Bernoulli Box, емкостью 10 и 20 МБ, а в 1994 году — так называемые Zip размера 3.5 дюйма объемом 100 МБ, до конца 90-х они достаточно активно использовались, но конкурировать с компакт-дисками им было не по зубам.

Эволюция компьютерных носителей информации-13

Оптические носители

Оптические носители имеют форму дисков, чтение с них ведется с помощью оптического излучения, обычно лазера. Луч лазера направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками на специальном слое, при регистрации и декодировании этих изменений восстанавливается записанная на диск информация. Впервые технологию оптической записи с использованием светопропускающего носителя была разработана Дэвидом Полом Греггом в 1958 году и запатентована в 1961 и 1990 годах, а в 1969 году компания Philips создала так называемый LaserDisc, в котором свет отражался. Впервые публике LaserDisc был показан в 1972 году, а в продажу поступил в 1978. По размеру он был близок к виниловым пластинкам и предназначался для фильмов.

Эволюция компьютерных носителей информации-14

В семидесятых годах началась разработка оптических носителей нового образца, в результате Philips и Sony представили в 1980 году формат CD (Compact Disk), который был впервые продемонстрирован в 1980 году. В продажу компакт-диски и аппаратура поступили в 1982 году. Изначально использовались для аудио, помещалось до 74 минут. В 1984 году Philips и Sony создали стандарт CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) для любых типов данных. Объем диска составлял 650 МБ, позже — 700 МБ. Первые диски, которые можно было записывать в домашних условиях, а не на заводе были выпущены в 1988 году и получили название CD-R (Compact Disc Recordable), а CD-RW, позволяющие многократную перезапись данных на диске, появились уже в 1997.

Эволюция компьютерных носителей информации-15

Форм-фактор не менялся, увеличивалась плотность записи. В 1996 году появился формат DVD (Digital Versatile Disc), который  имел ту же форму и диаметр 12 см, а объем — 4.7 ГБ или 8.5 ГБ у двухслойного. Для работы с DVD-дисками были выпущены соответствующие приводы, обратно совместимые с CD. В последующие годы было выпущено еще несколько стандартов DVD.

Эволюция компьютерных носителей информации-16

В 2002 году миру были представлены два разных и несовместимых формата оптических дисков нового поколения: HD DVD и Blu-ray Disc (BD). В обоих случаях для записи и чтения данных используется голубой лазер с длинной волны 405 нм, что позволило еще увеличить плотность. HD DVD способен хранить 15 ГБ, 30 ГБ или 45 ГБ (один, два или три слоя), Blu-ray — 25, 50, 100 и 128 ГБ. Последний стал более популярен и 2008 году компания Toshiba (один из создателей) отказалась от HD DVD.

Эволюция компьютерных носителей информации-17

Полупроводниковые носители

Эволюция компьютерных носителей информации-18

В 1984 году компания Toshiba предложила полупроводниковые носители, так называемую флэш-память NAND, которая стала популярна спустя десятилетие после изобретения. Второй вариант NOR был предложен Intel в 1988 году и используется для хранения программных кодов, например BIOS. NAND-память используется сейчас в картах памяти, флэшках, SSD-накопителях и гибридных жестких дисках.

Эволюция компьютерных носителей информации-19

Технология NAND позволяет создавать чипы с высокой плотностью записи, она компактна, менее энергозатратна в использовании и имеет более высокую скорость работы (в сравнении с жесткими дисками). Основным минусом на данный момент является достаточно высокая стоимость.

Эволюция компьютерных носителей информации-20

Облачные хранилища

Эволюция компьютерных носителей информации-21

С развитием всемирной сети, увеличением скоростей и мобильного интернета появились многочисленные облачные хранилища, в которых данные хранятся на многочисленных распределенных в сети серверах. Данные хранятся и обрабатываются в так называемом виртуальном облаке и пользователь имеет к ним доступ при наличии доступа в интернет. Физически серверы могут находиться удаленно друг от друга. Есть как специализированные сервисы типа Dropbox, так и варианты компаний-производителей ПО или устройств. У Microsoft — OneDrive (ранее SkyDrive), iCloud у Apple, Google Диск и так далее.

Подписывайтесь на наш нескучный канал в Telegram, чтобы ничего не пропустить.

Поделиться

Ваш комментарий
14 комментариев
Данил Ревкало гаджетоман (53 комментария)
24 октября 2014 г. 13:05:33 #

Статья, которая дает себя почуствовать старым)))

Ответить
Данил Ревкало
0
kitaboy@mail.ru читатель (7 комментариев)
24 октября 2014 г. 13:17:52 #

Я стар ((. Помню и перфоленту и перфокарты. А дальше дискеты, Zip, первый жесткий диск 40 Мб. Как быстро развились технологии.

Ответить
kitaboy@mail.ru
0
Dreamburner ветеран (609 комментариев)
24 октября 2014 г. 22:31:28 #

Я помню 8-дюймовые дискеты, магнитные ленты в накопителях для EC и 10 и 20МБ диски. 40-ки появились несколько позже. Потом помню бум во время выхода Win95, когда появились диски более 256мб и стандартной расширенной FAT16 перестало хватать... Вроде всего 20 лет прошло, а теперь на миниатюрную microSD влазит 64ГБ...

Ответить
Dreamburner
0
Koball старожил (201 комментарий)
24 октября 2014 г. 13:30:47 #

Хорошая статья! Узнал много нового. Про перфоленты жесть)) Чувствую себя школьником)) Для меня начало положили дискеты))

Ответить
Koball
0
Евгений Бонд гагаджетоман (8588 комментариев)
24 октября 2014 г. 14:25:10 #

там ещё круглые дискеты есть, я о них ваще первый раз слышу =))

Ответить
Евгений Бонд
0
Dreamburner ветеран (609 комментариев)
24 октября 2014 г. 22:32:33 #

Это какие? и где они есть?

Ответить
Dreamburner
0
Евгений Бонд гагаджетоман (8588 комментариев)
24 октября 2014 г. 22:49:35 #

в правом верхнем углу

Ваш текст ссылки...

Ответить
Евгений Бонд
0
Dreamburner ветеран (609 комментариев)
25 октября 2014 г. 18:22:55 #

наконец-то нашел это. Iomega Titanium Zip Disk U250 Clamshell Не совсем уж круглые, правда.

http://www.amazon.com/Iomega-Clamshell-31525-Discontinued-Manufacturer/dp/B00005AR7H

http://ecx.images-amazon.com/images/I/41SGHG42XML._SX450_.jpg

Ответить
Dreamburner
0
Евгений Бонд гагаджетоман (8588 комментариев)
25 октября 2014 г. 19:01:48 #

Хм... Очень напоминает диски для PSP

http://www.mobile-review.com/pda/review/image/sony/psp/pic5.jpg

Ответить
Евгений Бонд
0
Юрий Юрьевич гагаджетоман (1709 комментариев)
24 октября 2014 г. 14:26:36 #

Это скорее революция , а не эволюция. Слишком быстро всё меняется.

Ответить
Юрий Юрьевич
0
mna читатель (16 комментариев)
24 октября 2014 г. 16:32:38 #

Занимательная статья, спасибо! До сих пор поражаюсь microSD на 128Gb!

Ответить
mna
0
talex старожил (127 комментариев)
24 октября 2014 г. 22:54:25 #

а где магнитооптика?

Ответить
talex
0
Vadik Smartphone читатель (3 комментария)
25 октября 2014 г. 17:34:38 #

Отличная статья!

Ответить
Vadik Smartphone
0
Михаил Кириллов старожил (197 комментариев)
31 октября 2014 г. 10:26:44 #

У меня тут валяется 5 дискет магнито-оптики. По 1,2 гига. В статье пропущено.

Ответить
Михаил Кириллов
0