Основная память предназначена для временного использования, т.е. во время работы компьютера (после выключения компьютера). хранения информации, т.е. во время работы компьютера (после выключения компьютера). информация данные удаляются из основной памяти).
Эволюция носителей информации. Часть 1: от перфокарт до DVD
Технологии хранения Данные активно совершенствуются с момента появления первых компьютеров. Вчера были только дискеты объемом 1,44 МБ — сегодня на рынке есть флэш-накопитель объемом 256 ГБ. И это еще не все. Пока инженеры работают над созданием новых, более совершенных носителей информации, мы помним влияние перфокарт, магнитных лент и форматов CD и DVD на компьютерную индустрию.
С древних времен люди искали способы, чтобы и хранения различной информации. Сначала они рисовали на камнях и глине. Затем появился пергамент, а позже бумага. В 20 веке, с появлением первых компьютеров. хранить информацию облегчило задачу, но эволюция носителей информации ускорился. Кажется, что только вчера мы записывали нужные нам файлы на дискеты. Сегодня мы используем 256-гигабайтные флэш-накопители! И, в общем, развитие технологий хранения информации не стоит на месте. На этот раз мы посмотрим, с чего началась история компьютеров. носителей информации, и чего достигла промышленность к концу двадцатого века.
В таком виде сохраняли информацию в былые времена
Станок Жаккара. Перфокарты
История носителей информации История вычислительной техники уходит корнями в начало девятнадцатого века. А в роли прародителя устройств хранения выступает — кто бы мог подумать — ткацкий станок. Изобретатель первого изобретения в области обработки данных хранения был французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар. Он долгое время работал на ткацких станках в качестве подмастерья, ткача и наладчика, поэтому богатый опыт очень помог ему в продолжении его изобретательской работы. Итак, В чем заключалась новаторская идея Жаккара? Хотя в то время ткачество было довольно сложным процессом, по сути, это было постоянное повторение одних и тех же действий. Жаккар пришел к выводу, что этот процесс можно автоматизировать.
Жозеф Мари Жаккар, изобретатель ткацкого станка с перфокартой
Французский изобретатель изобрел такую Французский изобретатель придумал систему, использующую специальные перфорированные твердые пластины на ткацком станке. Это были первые в мире перфокарты. Ранее такие пластины использовались на машинах Вокансона и Бушона, но их производство было очень дорогим, и поэтому так Они не взлетели. В своей собственной разработке Жаккар учел все недостатки этих машин. Он увеличил количество рядов отверстий в пластинах, что позволило обрабатывать большее количество нитей и повысило производительность станка. Кроме того, значительно упростилась установка вставок в считывающее устройство — набора зондов, прикрепленных к резьбовым стержням. Когда вставки проходили, щупы проваливались в отверстия, поднимая соответствующие нити и образуя большие нахлесты на ткани. Таким образом, ткань с желаемым рисунком может быть получена с помощью определенной комбинации отверстий в пластине.
Ткацкий станок Жаккара
Жаккар построил свой первый автоматический ткацкий станок в 1801 году и потратил годы на его усовершенствование. Он был вознагражден пенсией в 3 000 франков и признанием Наполеона. Но ни Жаккар, ни французский император не представляли, какое значение будет иметь это изобретение в будущем.
В 1830-х годах английский математик Чарльз Бэббидж наткнулся на перфокарты Жаккара. В то время ученый работал над созданием аналитической машины и решил использовать в ее конструкции перфокарты. Англичанин даже предпринял поездку во Францию для детального изучения машин Жаккара. К сожалению, из-за слабого технического прогресса и нехватки средств аналитическая машина Бэббиджа так и не увидела свет. так так и не увидел свет. Однако его конструкция впоследствии стала прототипом для современных компьютеров.
Перфокарты также использовались в табуляторе, разработанном Германом Холлеритом в 1890 году. Табулятор был механизмом обработки статистических данных и использовался в Бюро переписи населения США. Кстати, компания Tabulating Machine Company, основанная Холлеритом, позже была переименована в International Business Machines (IBM). Компания IBM разрабатывала и продвигала технологию перфокарт в течение нескольких десятилетий. К концу девятнадцатого века они широко использовались, особенно в компьютерной технике и различных станках. Эра перфокарт закончилась в 1980-х годах, когда их заменили более современные магнитные карты. носители информации. Интересно, что отдел IBM по исследованию перфокарт просуществовал до 2000-х годов. Например, в 2002 году компания IBM рассматривала возможность разработки перфокарты размером с марку, которая могла бы хранить до 25 миллионов страниц. информации.
Магнитные диски
Хотя перфокарты были просты в производстве, они также имели ряд существенных недостатков. Во-первых, это их низкая производительность. Типичная перфокарта имеет емкость 80 символов или 100 байт. информации. Это очень мало. Судите сами: для хранения одного мегабайта данных потребовалось бы более десяти тысяч таких перфокарты. Во-вторых, скорость чтения и записи низкая. Даже самые современные считыватели карт могли обрабатывать менее тысячи перфокарт в минуту. За одну секунду они могли прочитать только 1,6 килобайта данных. И в-третьих, она была не очень надежной и не могла быть переписана. Конечно, термин «надежность» не совсем корректен в контексте перфокарт. Но согласитесь, что уничтожить перфокарту из тонкого картона несложно. Кроме того, мне приходилось пробивать карты очень внимательно и осторожно: одна лишняя «дырка» — и перфокарта была бесполезна, а хранящаяся на ней информация и перфокарта будет безвозвратно утеряна.
К хранению Требовался новый подход. В середине двадцатого века были разработаны первые магнитные карты памяти. носители информации. Предвестником эры этого типа носителей информации стала магнитная пленка, разработанная немецким инженером Фрицем Пфлумером. Патент на это устройство был выдан еще в 1928 году, но немецкие власти. так Технология долгое время была «спрятана» внутри страны, так что за ее пределами она стала известна только после Второй мировой войны. Магнитная пленка была изготовлена из тонкого слоя бумаги, на который был распылен порошок оксида железа. Когда был записан фильм информации пленка намагничивается, и поверхность пленки становитсяхранялась определенную намагниченность. Это свойство затем использовалось читателями.
Магнитная лента использовалась в компьютере UNIVAC-I
Магнитная лента впервые была использована в коммерческом компьютере UNIVAC-I в 1951 году. Кстати, первый экземпляр отправился в то же Бюро переписи населения США. Магнитная лента, используемая в UNIVAC-I, имела гораздо большую емкость, чем перфокарты. Его емкость была эквивалентна десяти тысячам перфокарт, или около 1 Мбайт.
Развитие ленточной технологии продолжалось и в 1980-х годах. В это время ленточные накопители использовались в основном в компьютерах типа мэйнфрейм и микрокомпьютерах. Однако к 1980-м годам магнитная лента использовалась только для резервного копирования. хранения Данные. Это было связано с тем, что ленточные картриджи оставались надежными и очень дешевыми. носителем информации. Но несмотря на эти преимущества, эксперты предсказывали конец эры ленточных накопителей в конце 2000-х годов, поскольку цены на жесткие диски продолжали падать. Кроме того, они обеспечивали высокую плотность записи. К 2008 году рынок лент сокращался примерно на 14% в год, и даже самые ярые сторонники этой технологии признавали, что у нее нет шансов на выживание. Однако в 2011 году ситуация резко изменилась. Таиланд пострадал от наводнения, которое, по официальным данным, продолжалось 175 дней. Наводнения затопили несколько промышленных районов, где располагались заводы по производству жестких дисков таких такие компании, как Seagate, Western Digital и Toshiba. В результате цены на продукцию выросли на 60 %, а объемы производства снизились. Это дало магнитной ленте вторую жизнь.
Магнитная лента IBM
Стоит отметить, что ленточные накопители обычно используются в приложениях, где требуется хранить Очень большое количество пленки. информации. Например, в любом крупномасштабном исследовании. Например, магнитная лента используется для записи результатов исследований на Большом адронном коллайдере. Альберто Пасе, руководитель отдела обработки данных в ЦЕРНе, однажды рассказал о преимуществах этой технологии. и хранения Он отмечает, что магнитные ленты имеют четыре основных преимущества перед жесткими дисками. Первое — это скорость. Хотя специальному роботу требуется до 40 секунд, чтобы выбрать нужную ленту и вставить ее в считывающее устройство, чтение данных с ленты происходит в четыре раза быстрее, чем с жесткого диска. Еще одним преимуществом магнитной ленты, по словам Пейса, является ее надежность. Если он порвался, его можно легко прикрепить заново. В этом случае теряется всего несколько сотен мегабайт данных. Если жесткий диск выходит из строя, абсолютно все данные теряются. Глава ЦЕРН предоставил некоторые статистические данные о надежности устройств. Это означает, что в среднем в ЦЕРН ежегодно генерируется 100 петабайт данных, хранящихсПри использовании магнитных лент теряется всего несколько сотен мегабайт. Жесткие диски содержат около 50 петабайт информации, и каждый год компания теряет до нескольких сотен терабайт из-за сбоев жестких дисков. Третьим преимуществом магнитной ленты является ее энергоэффективность, или, точнее, экономичность. Сами кассеты хранятся не потребляют энергию в неактивном состоянии. Наконец, четвертый пункт — это безопасность. Если злоумышленники получат доступ к жестким дискам, они могут уничтожить всю информацию в течение нескольких минут. В случае с магнитными лентами это может занять несколько лет.
