حقائق مثيرة للاهتمام من تاريخ وسائط التخزين. الناقل الرئيسي للمعلومات في روس القديمة. تاريخ وسائط التخزين. ماكينة جاكار . بطاقة ثقب

لا يمكن تصور حضارتنا في وضعها الحالي بدون ناقلات المعلومات. ذاكرتنا لا يمكن الاعتماد عليها، لذلك منذ زمن طويل جاءت البشرية بفكرة تسجيل الأفكار بجميع أشكالها.

وسيلة التخزين هي أي جهاز مصمم لتسجيل المعلومات وتخزينها.

من أمثلة الوسائط الورق أو ذاكرة فلاش USB، بالإضافة إلى الكمبيوتر اللوحي الطيني أو الحمض النووي البشري.

يمكن أن تكون المعلومات مختلفة أيضًا - فهي عبارة عن نص وصوت وفيديو. بدأ تاريخ وسائط التخزين منذ زمن طويل...

حجارة وجدران الكهوف - العصر الحجري القديم (حتى 40 إلى 10 آلاف سنة قبل الميلاد)

يبدو أن الناقلات الأولى للمعلومات كانت جدران الكهوف. تصور اللوحات الصخرية والنقوش الصخرية (من البتروس اليونانية - الحجر والصورة - نحت) الحيوانات والصيد والمشاهد اليومية. في الواقع، ليس من المعروف على وجه اليقين ما إذا كانت لوحات الكهف تهدف إلى نقل المعلومات، أو كانت بمثابة زخرفة بسيطة، أو جمعت هذه الوظائف، أو كانت مطلوبة بشكل عام لشيء آخر. ومع ذلك، فهذه هي أقدم وسائط التخزين المعروفة حاليًا.

ألواح طينية - القرن السابع قبل الميلاد

تم كتابة ألواح الطين بينما كان الطين مبللاً ثم تم حرقها في الفرن.

وكانت الألواح الطينية هي التي شكلت أساس المكتبات الأولى في التاريخ، وأشهرها مكتبة آشور بانيبال في نينوى (القرن السابع) التي ضمت حوالي 30 ألف لوح مسماري.

أقراص الشمع

الأقراص الشمعية هي ألواح خشبية، يغطى الجزء الداخلي منها بالشمع الملون للنقش عليها بأداة حادة (قلم). المستخدمة في روما القديمة.

ورق البردي - 3000 قبل الميلاد

ورق البردي هو مادة للكتابة انتشرت على نطاق واسع في مصر وفي جميع أنحاء البحر الأبيض المتوسط، واستخدم في إنتاجها نبات من العائلة.البردي

وكتبوا عليها بقلم خاص.

الرق - القرن الثاني قبل إيماننا

حل الرق تدريجيا محل ورق البردي. اسم المادة يأتي من المدينةبيرغامون، حيث تم إنتاج هذه المادة لأول مرة. الرق هو جلود الحيوانات غير المدبوغة - الأغنام أو العجل أو الماعز.

تم تسهيل شعبية الرق من خلال حقيقة أنه (على عكس ورق البردي) من الممكن غسل النص المكتوب بالحبر القابل للذوبان في الماء (انظر الطرس) وتطبيق نص جديد. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك الكتابة على الرق على جانبي الورقة

الورق - القرن الأول أو أوائل القرن الثاني الميلادي

ويعتقد أن الورق تم اختراعه في الصين في نهاية القرن الأول أو بداية القرن الثاني الميلادي.

لقد انتشر على نطاق واسع بفضل العرب فقط في القرنين الثامن والتاسع.

لحاء البتولا - منتشر منذ القرن الثاني عشر

تم استخدام حروف لحاء البتولا في نوفغورود واكتشفها العلماء في عام 1951.

تم بثق نصوص حروف لحاء البتولا باستخدام أداة خاصة - قلم مصنوع من الحديد أو البرونز أو العظام.

البطاقات المثقوبة - تم تقديمها في عام 1804، وحصلت على براءة اختراع في عام 1884

ويرتبط ظهور البطاقات المثقوبة بشكل أساسي باسم هيرمان هوليريث، الذي استخدمها لإجراء التعداد السكاني للولايات المتحدة عام 1890. ومع ذلك، تم إنشاء البطاقات المثقوبة الأولى واستخدامها قبل ذلك بكثير. استخدمها جوزيف ماري جاكار لتصميم أنماط القماش لنوله منذ عام 1804.

أشرطة ورقية مثقوبة - 1846

ظهر الشريط الورقي المثقوب لأول مرة في عام 1846، وكان يستخدم لإرسال البرقيات

الشريط المغناطيسي - 50 ثانية

في عام 1952، تم استخدام الشريط المغناطيسي لتخزين المعلومات وكتابتها وقراءتها في كمبيوتر IBM System 701.

تم اختراع القرص المغناطيسي بواسطة شركة IBM في أوائل الخمسينيات.

القرص المرن – 1969

تم تقديم أول ما يسمى بالقرص المرن لأول مرة في عام 1969.

القرص الصلب - موجود

وهنا نأتي إلى العصر الحديث.
تم اختراع القرص الصلب في عام 1956، ولكن لا يزال يتم استخدامه ويتم تحسينه باستمرار.

قرص مضغوط، DVD – موجود

في الواقع، تعد الأقراص المضغوطة وأقراص DVD تقنيات متشابهة جدًا، ولا تختلف كثيرًا في نوع الوسائط كما في تقنية التسجيل

فلاش - حاضر

وبطبيعة الحال، لم يتم إدراج جميع وسائل نقل المعلومات التي اخترعها الإنسان واستخدمها هنا. يتم حذف بعض أنواع الوسائط عن قصد (CD-R، Blue Ray، الطبول المغناطيسية، المصابيح)، وبعضها، بالطبع، يتم نسيانها ببساطة. وبطبيعة الحال، أي أخطاء أو أوصاف غير صحيحة هي خطئي، وسأكون ممتنا لأية إضافات وتوضيحات.

شكر وتقدير

تم استخدام المصادر في إعداد النص.

لفهم مدى تقدم الشخص من حيث المعلومات، وبفضل ذلك، تطور، يكفي أن نتذكر الورق. هل يمكنك تخيل حضارة بدون ورق وكتب؟ ألواح طينية ولفائف من ورق البردي وصفحات خشبية... هل توافق على أنه ليس من الملائم الدراسة عندما يزن الكتاب المدرسي بضعة سنتات ويكون بحجم غرفة المعيشة؟ سيكون فشلًا ملحميًا كاملاً للبشرية. لن نتصفح الإنترنت الآن، ولكننا سنوفر المال لشراء الكتاب الثالث في حياتنا. وبداية ثورة المعلومات الإلكترونية، التي نحن الآن في مركزها، لم تكن لتحدث أبدا. بعد كل شيء، بدأ كل شيء بالورق.

شريط ورقي، مثقوب. يبدأ.

بدأ عصر أجهزة الكمبيوتر في وقت أبكر بكثير مما يعتقده معظم الهامستر. بالطبع، لم يكن لديه معالج دقيق، أو بطاقة فيديو لـ Contra Strike، أو كاميرا ويب للدردشة على Skype. في الفهم المعتاد لجهاز الكمبيوتر اليوم، لم تكن هذه أجهزة كمبيوتر على الإطلاق، ولكنها وحوش ضخمة بطيئة التفكير أجرت عددًا ضئيلًا من العمليات الحسابية باستخدام ورق قديم جيد. أو بالأحرى جرح الكتان الورقي على بكرات. تم تخزين المعلومات الموجودة عليه على شكل ثقوب أنيقة. كانت الآلات المبكرة، مثل Colossus Mark I (1944)، تعمل مع البيانات يدويًا. تم تغذية الأشرطة الورقية المثقبة كورق في الطابعة في الوقت الفعلي. ومع ذلك، أصبحت أجهزة الكمبيوتر العملاقة لاحقًا قادرة على قراءة البرامج من الشريط، على سبيل المثال، Manchester Mark I (1949)، وقراءة التعليمات البرمجية من الشريط وتحميلها إلى نوع بدائي من الذاكرة الإلكترونية. تم استخدام الشريط المثقوب لتسجيل البيانات وقراءتها لأكثر من ثلاثين عامًا. وكانت هذه بداية حقبة جديدة - ازدهار المعلومات للبشرية.

بطاقة ثقب

يعود تاريخ البطاقات المثقوبة إلى بداية القرن التاسع عشر، عندما تم استخدامها للتحكم في النول. في عام 1890، استخدم هيرمان هوليريث بطاقة مثقوبة لمعالجة بيانات التعداد السكاني للولايات المتحدة. كان هو الذي أسس شركة (IBM المستقبلية) تستخدم مثل هذه البطاقات في أجهزتها الحاسبة. في الخمسينيات من القرن الماضي، كانت شركة IBM تستخدم بالفعل البطاقات المثقوبة في أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها بشكل كامل لتخزين البيانات وإدخالها، وسرعان ما بدأت الشركات المصنعة الأخرى في استخدام هذه الوسيلة. في ذلك الوقت، كانت البطاقات المكونة من 80 عمودًا شائعة، حيث تم تخصيص عمود منفصل لرمز واحد. قد يتفاجأ البعض، ولكن في عام 2002 كانت شركة IBM لا تزال تعمل على تطوير تكنولوجيا البطاقات المثقوبة. صحيح أن الشركة في القرن الحادي والعشرين كانت مهتمة بالبطاقات بحجم طابع بريدي قادر على تخزين ما يصل إلى 25 مليون صفحة من المعلومات.

شريط ممغنط

مع إطلاق أول كمبيوتر تجاري أمريكي، UNIVAC I (1951)، بدأ عصر الفيلم المغناطيسي في صناعة تكنولوجيا المعلومات. وكانت الشركة الرائدة، كالعادة، هي شركة IBM مرة أخرى، ثم حذت حذوها الآخرون. تم لف الشريط المغناطيسي بشكل مفتوح على بكرات ويتكون من شريط رفيع جدًا من البلاستيك مغطى بمادة حساسة مغناطيسيًا. تقوم الآلات بتسجيل البيانات وقراءتها باستخدام رؤوس مغناطيسية خاصة مدمجة في محرك البكرة. تم استخدام الشريط المغناطيسي على نطاق واسع في العديد من نماذج الكمبيوتر (خاصة الحواسيب الكبيرة والصغيرة) حتى الثمانينيات، عندما تم اختراع خراطيش الشريط.

أول الأقراص القابلة للإزالة

في عام 1963، قدمت شركة IBM أول محرك أقراص ثابتة مزود بقرص قابل للإزالة - IBM 1311. وكان عبارة عن مجموعة من الأقراص القابلة للتبديل. تتكون كل مجموعة من ستة أقراص يبلغ قطرها 14 بوصة، وتحمل ما يصل إلى 2 ميجابايت من المعلومات. في السبعينيات، كان العديد من محركات الأقراص الثابتة، مثل DEC RK05، يدعم مجموعات الأقراص هذه، وكانت تستخدم بشكل خاص من قبل الشركات المصنعة للحواسيب الصغيرة لبيع البرامج.

خراطيش الشريط

في الستينيات، تعلمت الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر وضع لفات من الشريط المغناطيسي في خراطيش بلاستيكية مصغرة. لقد اختلفت عن أسلافها، البكرات، في عمرها الطويل وقابليتها للنقل والراحة. أصبحت أكثر انتشارًا في السبعينيات والثمانينيات. أثبتت الخراطيش، مثل البكرات، أنها وسائط مرنة جدًا: إذا كان هناك الكثير من المعلومات المراد تسجيلها، يتم ببساطة إدخال المزيد من الأشرطة في الخرطوشة. اليوم، يتم استخدام خراطيش الأشرطة مثل LTO Ultrium سعة 800 جيجابايت لدعم الخوادم على نطاق واسع، على الرغم من انخفاض شعبيتها في السنوات الأخيرة بسبب الراحة الأكبر في نقل البيانات من القرص الصلب إلى القرص الصلب.

الطباعة على الورق

في السبعينيات، اكتسبت أجهزة الكمبيوتر الشخصية شعبية بسبب تكلفتها المنخفضة نسبيًا. ومع ذلك، فإن الطرق الحالية لتخزين البيانات لم تكن في متناول الكثيرين. تم توفير أحد أجهزة الكمبيوتر الشخصية الأولى، MITS Altair، بدون وسائط تخزين على الإطلاق. طُلب من المستخدمين إدخال البرامج باستخدام مفاتيح تبديل خاصة على اللوحة الأمامية. ثم، في فجر تطور "أجهزة الكمبيوتر الشخصية"، كان على المستخدمين في كثير من الأحيان إدخال أوراق من الورق تحتوي على برامج مكتوبة بخط اليد في الكمبيوتر. وفي وقت لاحق، بدأ توزيع البرامج مطبوعة من خلال المجلات الورقية.

الأقراص المرنة

في عام 1971، تم إصدار أول قرص مرن من شركة IBM. وكان عبارة عن قرص مرن مقاس 8 بوصات مطلي بمادة مغناطيسية، موضوع في علبة بلاستيكية. وسرعان ما أدرك المستخدمون أن "الأقراص المرنة" كانت أسرع وأرخص وأكثر إحكاما من مجموعات البطاقات المثقبة لتحميل البيانات إلى جهاز كمبيوتر. في عام 1976، اقترح أحد مبدعي القرص المرن الأول، آلان شوجارت، تنسيقه الجديد - 5.25 بوصة. وظلت بهذا الحجم حتى نهاية الثمانينات، حتى ظهرت أقراص سوني المرنة مقاس 3.5 بوصة.

أشرطة مدمجة

تم اختراع الكاسيت المدمج بواسطة شركة Philips، التي كانت لديها فكرة وضع بكرتين صغيرتين من الفيلم المغناطيسي في علبة بلاستيكية. وبهذا التنسيق تم إجراء التسجيلات الصوتية في الستينيات. استخدمت شركة HP مثل هذه الأشرطة في جهاز الكمبيوتر المكتبي HP 9830 (1972)، ولكن في البداية لم تكن هذه الأشرطة شائعة بشكل خاص كوسيلة لتخزين المعلومات الرقمية. بعد ذلك، لا يزال الباحثون عن وسائط التخزين غير المكلفة يوجهون أنظارهم نحو أشرطة الكاسيت، والتي ظلت مطلوبة بفضل يدها الخفيفة حتى أوائل الثمانينيات. بالمناسبة، يمكن تحميل البيانات الخاصة بهم من مشغل الصوت العادي.

خراطيش ROM

خرطوشة ROM عبارة عن بطاقة تتكون من ذاكرة للقراءة فقط (ROM) وموصل محاط بغلاف صلب. مجال تطبيق الخراطيش هو ألعاب وبرامج الكمبيوتر. وهكذا، في عام 1976، أصدر فيرتشايلد خرطوشة ROM لتسجيل البرامج لوحدة تحكم الفيديو Fairchild Channel F. وسرعان ما تم تكييف أجهزة الكمبيوتر المنزلية مثل Atari 800 (1979) أو TI-99/4 (1979) لاستخدام خراطيش ROM. كانت خراطيش ROM سهلة الاستخدام، ولكنها باهظة الثمن نسبيًا، ولهذا السبب "ماتت".

تجارب القرص المرن الكبرى

في الثمانينيات، حاولت العديد من الشركات إنشاء بديل للقرص المرن مقاس 3.5 بوصة. من الصعب تسمية أحد هذه الاختراعات (في الصورة أعلاه في المنتصف) بالقرص المرن حتى ولو كان ممتدًا: تتكون خرطوشة ZX Microdrive من لفة ضخمة من الشريط المغناطيسي، تشبه شريطًا بثمانية مسارات. قام مجرب آخر، وهو Apple، بإنشاء القرص المرن FileWare (على اليمين)، والذي جاء مع أول كمبيوتر Apple Lisa - وهو أسوأ جهاز في تاريخ الشركة وفقًا لـ Network World، بالإضافة إلى القرص المضغوط مقاس 3 بوصات (أسفل اليسار) و قرص مرن LT نادر مقاس 2 بوصة -1 (أعلى اليسار)، يُستخدم حصريًا في الكمبيوتر المحمول Zenith Minisport عام 1989. وأسفرت تجارب أخرى عن منتجات أصبحت متخصصة وفشلت في تكرار نجاح أسلافها مقاس 5.25 بوصة و3.5 بوصة.

الأقراص الضوئية

يعود الفضل في إنشاء القرص المضغوط، الذي تم استخدامه في الأصل كوسيلة لتخزين الصوت الرقمي، إلى مشروع مشترك بين Sony وPhilips وظهر لأول مرة في السوق في عام 1982. يتم تخزين البيانات الرقمية على هذا الوسط البلاستيكي على شكل أخاديد دقيقة على سطح المرآة، وتتم قراءة المعلومات باستخدام رأس الليزر. اتضح أن الأقراص المضغوطة الرقمية هي الأنسب لتخزين بيانات الكمبيوتر، وسرعان ما قامت نفس شركة Sony و Philips بوضع اللمسات النهائية على المنتج الجديد. هكذا تعلم العالم عن الأقراص المضغوطة في عام 1985. على مدى السنوات الـ 25 المقبلة، شهد القرص الضوئي الكثير من التغييرات، وتشمل سلسلته التطورية أقراص DVD وHD-DVD وBlu-ray. كان من المعالم الهامة إدخال القرص المضغوط القابل للتسجيل (CD-R) في عام 1988، والذي سمح للمستخدمين بنسخ البيانات على القرص بأنفسهم. في أواخر التسعينيات، أصبحت الأقراص الضوئية أخيرًا أرخص، مما أدى أخيرًا إلى إبعاد الأقراص المرنة عن الخلفية.

الوسائط المغناطيسية الضوئية

مثل الأقراص المضغوطة، تتم "قراءة" الأقراص الضوئية الممغنطة بواسطة الليزر. ومع ذلك، على عكس الأقراص المضغوطة التقليدية وأقراص CD-R، تسمح معظم الوسائط الضوئية الممغنطة بكتابة البيانات ومسحها بشكل متكرر. ويتم تحقيق ذلك من خلال تفاعل العملية المغناطيسية والليزر عند تسجيل البيانات. تم تضمين أول قرص مغناطيسي ضوئي مع كمبيوتر NeXT (الصورة أدناه على اليمين في عام 1988)، وكانت سعته 256 ميجابايت. أشهر الوسائط من هذا النوع هو قرص الصوت Sony MiniDisc (الوسط العلوي، 1992). كما كان لديها "أخ" لتخزين البيانات الرقمية، والذي كان يسمى MD-DATA (أعلى اليسار). لا تزال الأقراص المغناطيسية الضوئية تُنتج، ولكن نظرًا لقدرتها المنخفضة وتكلفتها العالية نسبيًا، فقد أصبحت منتجات متخصصة.

Iomega ومحرك Zip

لقد جعلت Iomega وجودها محسوسًا في سوق وسائط التخزين في الثمانينيات من القرن الماضي من خلال إصدار خراطيش الأقراص المغناطيسية Bernoulli Box بسعات تتراوح من 10 إلى 20 ميجابايت. تم تجسيد تفسير لاحق لهذه التقنية في ما يسمى بوسائط Zip (1994)، والتي يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 100 ميجابايت من المعلومات على قرص غير مكلف مقاس 3.5 بوصة. كان هذا التنسيق شائعًا نظرًا لسعره المعقول وسعة التخزين الجيدة، وظلت الأقراص المضغوطة في قمة الشعبية حتى نهاية التسعينيات. ومع ذلك، فإن الأقراص المضغوطة التي ظهرت بالفعل في ذلك الوقت يمكن أن تسجل ما يصل إلى 650 ميجابايت، وعندما انخفض سعرها إلى بضعة سنتات للقطعة الواحدة، انخفضت مبيعات الأقراص المضغوطة بشكل كارثي. حاولت شركة Iomega إنقاذ التكنولوجيا وطوَّرت أقراصًا بحجم 250 و750 ميجابايت، ولكن بحلول ذلك الوقت كانت الأقراص المضغوطة (CD-R) قد غزت السوق بالكامل بالفعل. وهكذا أصبح الرمز البريدي تاريخا.

الأقراص المرنة

تم إصدار أول قرص مرن فائق السرعة بواسطة شركة Insight Peripherals في عام 1992. يحتوي القرص مقاس 3.5 بوصة على 21 ميجابايت من المعلومات. على عكس الوسائط الأخرى، كان هذا التنسيق متوافقًا مع محركات الأقراص المرنة التقليدية السابقة مقاس 3.5 بوصة. يكمن سر الكفاءة العالية لمحركات الأقراص هذه في الجمع بين القرص المرن والبصريات، أي أنه تم تسجيل البيانات في بيئة مغناطيسية باستخدام رأس ليزر، مما يوفر تسجيلًا أكثر دقة ومسارات أكثر، على التوالي، مساحة أكبر. في أواخر التسعينيات، ظهر تنسيقان جديدان - Imation LS-120 SuperDisk (120 ميجابايت، أسفل اليمين) وSony HiFD (150 ميجابايت، أعلى اليمين). أصبحت المنتجات الجديدة منافسًا جديًا لمحرك Iomega Zip، ولكن في النهاية، فاز تنسيق CD-R على الجميع.

فوضى في عالم الوسائط المحمولة

أدى النجاح المذهل الذي حققه Zip Drive في منتصف التسعينيات إلى ظهور مجموعة من الأجهزة المماثلة، التي كان مصنعوها يأملون في الاستيلاء على حصة من السوق من Zip. ومن بين المنافسين الرئيسيين لشركة Iomega شركة SyQuest، التي قامت في البداية بتجزئة شريحة السوق الخاصة بها ثم دمرت خط إنتاجها بتنوع مفرط - SyJet، وSparQ، وEZFlyer، وEZ135. منافس جدي آخر، ولكن "غامض"، هو Castlewood Orb، الذي ابتكر قرصًا يشبه Zip بسعة 2.2 جيجابايت. أخيرًا، قامت Iomega نفسها بمحاولة تكملة محرك Zip بأنواع أخرى من الوسائط القابلة للإزالة - بدءًا من محركات الأقراص الثابتة الكبيرة القابلة للإزالة (محرك Jaz سعة 1 و2 جيجابايت) إلى محرك أقراص Clik المصغر بسعة 40 ميجابايت. لكن لم يصل أي منها إلى مرتفعات الرمز البريدي.

فلاش قادم

اخترعت شركة توشيبا ذاكرة فلاش NAND في أوائل الثمانينيات، لكن هذه التكنولوجيا لم تصبح شائعة إلا بعد عقد من الزمان، بعد ظهور الكاميرات الرقمية وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي. في هذا الوقت، بدأ بيعها بأشكال مختلفة - بدءًا من بطاقات الائتمان الكبيرة (المخصصة للاستخدام في الأجهزة المحمولة المبكرة) إلى CompactFlash وSmartMedia وSecure Digital وMemory Stick وxD Picture Cards. تعد بطاقات الذاكرة المحمولة ملائمة في المقام الأول لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة. بالإضافة إلى ذلك، فهي اقتصادية ومتينة وغير مكلفة نسبيًا مع سعة ذاكرة متزايدة باستمرار. كانت بطاقات CF الأولى تحتوي على 2 ميجابايت، لكن سعتها الآن تصل إلى 128 جيجابايت.

كم أقل؟!

تعرض الشريحة الترويجية لشركة IBM/Hitachi محرك أقراص ثابت صغير الحجم من نوع Microdrive. ظهرت في عام 2003 وفازت بقلوب مستخدمي الكمبيوتر لبعض الوقت. تم تجهيز جهاز iPod ومشغلات الوسائط الأخرى، التي ظهرت لأول مرة في عام 2001، بأجهزة مماثلة تعتمد على قرص دوار، ولكن سرعان ما أصيب المصنعون بخيبة أمل من مثل هذا المحرك: لقد كان هشًا للغاية ومستهلكًا للطاقة وصغير الحجم. لذا فإن هذا التنسيق "مدفون" تقريبًا.

مجيء USB. تحيا، معلومات!

في عام 1998، بدأ عصر USB. لقد جعلت الراحة التي لا يمكن إنكارها لأجهزة USB منها جزءًا لا يتجزأ من حياة جميع مستخدمي الكمبيوتر الشخصي. على مر السنين، يتناقص حجمها المادي، ولكنها تصبح أكثر رحابة وأرخص. كانت "محركات الأقراص المحمولة" أو محركات أقراص USB المصغرة شائعة بشكل خاص ، والتي ظهرت في عام 2000 (من الإبهام الإنجليزي - "الإبهام") ، والتي سميت بهذا الاسم نظرًا لحجمها - بحجم إصبع الإنسان تقريبًا. بفضل سعتها الكبيرة وصغر حجمها، ربما أصبحت محركات أقراص USB أفضل وسائط التخزين التي اخترعتها البشرية.

الواقع الافتراضي قادم!

"أتمنى أن تعيش في عصر التغيير" هي لعنة مقتضبة للغاية ومفهومة تمامًا لشخص يزيد عمره عن 30 عامًا على سبيل المثال. لقد جعلتنا المرحلة الحالية من التنمية البشرية شهودًا غير مقصودين على "عصر التغيير" الفريد من نوعه. وهنا ليس فقط حجم التقدم العلمي الحديث هو الذي يلعب دورًا؛ فمن حيث الأهمية بالنسبة للحضارة، كان من الواضح أن الانتقال من الأدوات الحجرية إلى الأدوات النحاسية كان أكثر أهمية بكثير من مضاعفة قدرات الحوسبة للمعالج، وهو ما سيكون في حد ذاته أمرًا واضحًا أكثر تقدما من الناحية التكنولوجية. إن سرعة التغيير الهائلة والمتزايدة باستمرار في التطور التكنولوجي في العالم أمر محبط بكل بساطة. إذا كان على كل رجل نبيل يحترم نفسه قبل مائة عام أن يكون على دراية بجميع "المنتجات الجديدة" في عالم العلوم والتكنولوجيا، حتى لا يبدو أحمقًا وبليدًا في عيون من حوله، الآن نظرًا لحجم وسرعة إنتاج هذه "المنتجات الجديدة"، فمن السهل تمامًا تتبعها، وهو أمر مستحيل، حتى أن السؤال لم يتم طرحه بهذه الطريقة. إن تضخم التقنيات، التي لم يكن من الممكن تصورها حتى وقت قريب، والقدرات البشرية المرتبطة بها، قد قتلت بالفعل الاتجاه الرائع في الأدب - "الخيال الفني". لم تعد هناك حاجة إليها، فقد أصبح المستقبل أقرب عدة مرات من أي وقت مضى، والقصة المخطط لها حول "التكنولوجيا الرائعة" تخاطر بالوصول إلى القارئ في وقت متأخر عن شيء مماثل قد خرج بالفعل من خطوط إنتاج معهد الأبحاث.

لقد انعكس تقدم الفكر التقني البشري دائمًا بشكل أسرع في مجال تكنولوجيا المعلومات. إن طرق جمع المعلومات وتخزينها وتنظيمها وتوزيعها تعمل كخيط أحمر عبر تاريخ البشرية بأكمله. لقد استجابت الاختراقات، سواء في مجال العلوم التقنية أو الإنسانية، بطريقة أو بأخرى لتكنولوجيا المعلومات. إن المسار الحضاري الذي قطعته البشرية عبارة عن سلسلة من الخطوات المتعاقبة لتحسين أساليب تخزين البيانات ونقلها. في هذه المقالة، سنحاول فهم وتحليل المراحل الرئيسية في عملية تطوير حاملات المعلومات بمزيد من التفصيل، وإجراء تحليل مقارن لها، بدءًا من الألواح الطينية الأكثر بدائية، وحتى أحدث النجاحات في الإنشاء واجهة الآلة والدماغ.

المهمة المطروحة ليست في الواقع مزحة، انظر إلى ما وضعته في ذهنك، سيقول القارئ المفتون. يبدو أنه كيف يمكن، مع الحفاظ على الصحة الأساسية على الأقل، مقارنة تقنيات مختلفة بشكل كبير في الماضي واليوم؟ حقيقة أن الطريقة التي ينظر بها الناس إلى المعلومات لم تتغير كثيرًا يمكن أن تساعد في حل هذه المشكلة. تظل أشكال التسجيل وأشكال قراءة المعلومات من خلال الأصوات والصور والرموز المشفرة (الكتابة) كما هي. من نواحٍ عديدة، أصبحت هذه الحقيقة هي، إذا جاز التعبير، قاسمًا مشتركًا، بفضله سيكون من الممكن إجراء مقارنات نوعية.

المنهجية

وبادئ ذي بدء، يجدر بنا أن نتذكر البديهيات التي سنواصل العمل بها. وسيط التخزين الأولي للنظام الثنائي هو "البت"، في حين أن الحد الأدنى لوحدة تخزين البيانات ومعالجتها بواسطة الكمبيوتر هو "البايت"، في الشكل القياسي، يتضمن الأخير 8 بتات. الميجابايت، المألوف أكثر لآذاننا، يتوافق مع: 1 ميجابايت = 1024 كيلو بايت = 1048576 بايت.

تعد الوحدات المعطاة حاليًا مقاييس عالمية لحجم البيانات الرقمية الموجودة على وسيط معين، لذلك سيكون من السهل جدًا استخدامها في العمل المستقبلي. تكمن العالمية في حقيقة أن مجموعة من البتات، وهي في الواقع مجموعة من الأرقام، مجموعة من قيم 1/0، يمكنها وصف أي ظاهرة مادية وبالتالي تحويلها إلى صيغة رقمية. لا يهم ما إذا كان الخط أو الصورة أو اللحن الأكثر تعقيدًا، فكل هذه الأشياء تتكون من مكونات منفصلة، يتم تعيين رمز رقمي فريد لكل منها. إن فهم هذا المبدأ الأساسي يجعل من الممكن لنا المضي قدمًا.

الطفولة التناظرية الصعبة للحضارة

لقد ألقى التطور التطوري لجنسنا البشري بالناس في احتضان التصور التناظري للفضاء المحيط بهم، والذي حدد إلى حد كبير مصير تطورنا التكنولوجي.

للوهلة الأولى للإنسان المعاصر، تبدو التقنيات التي نشأت في فجر البشرية بدائية للغاية، وبالنسبة لشخص ليس لديه خبرة في التفاصيل، فإن هذا هو بالضبط ما كان عليه وجود البشرية قبل الانتقال إلى عصر "التكنولوجيا الرقمية". قد يبدو الأمر كذلك، ولكن هل كان الأمر كذلك، هل كانت "الطفولة" صعبة حقًا؟ بعد الشروع في دراسة السؤال المطروح، يمكننا أن نرى تقنيات بسيطة للغاية لتخزين ومعالجة المعلومات في مرحلة ظهورها. كانت أول وسيلة نقل معلومات من نوعها أنشأها الإنسان عبارة عن كائنات منطقة محمولة عليها صور مطبوعة. لقد أتاحت الأجهزة اللوحية والمخطوطات ليس فقط حفظ هذه المعلومات، بل أيضًا معالجتها بشكل أكثر كفاءة من أي وقت مضى. في هذه المرحلة، أصبحت الفرصة الناشئة لتركيز كمية هائلة من المعلومات في أماكن مخصصة خصيصا - المستودعات، حيث تم تنظيم هذه المعلومات وحمايتها بعناية، الدافع الرئيسي لتنمية البشرية جمعاء.

نشأت أولى مراكز البيانات المعروفة، كما نسميها الآن، والتي كانت تسمى حتى وقت قريب بالمكتبات، في منطقة الشرق الأوسط الشاسعة، بين نهري النيل والفرات، حوالي الألف الثاني قبل الميلاد. كل هذا الوقت، حدد تنسيق الناقل المعلومات نفسه بشكل كبير طرق التفاعل معه. وهنا لم يعد من المهم جدًا ما إذا كان لوحًا من الطوب اللبن، أو لفافة من ورق البردي، أو ورقة قياسية من اللب والورق مقاس A4؛ فقد تم توحيد كل هذه الآلاف من السنين بشكل وثيق من خلال الطريقة التناظرية لإدخال البيانات وقراءتها من وسيط .

امتدت الفترة الزمنية التي هيمنت فيها الطريقة التناظرية للتفاعل البشري مع ممتلكاته المعلوماتية بنجاح إلى يومنا هذا، فقط في الآونة الأخيرة، بالفعل في القرن الحادي والعشرين، مما أفسح المجال أخيرًا للتنسيق الرقمي.

بعد أن حددنا الوقت التقريبي والإطار الدلالي للمرحلة التناظرية لحضارتنا، يمكننا الآن العودة إلى السؤال المطروح في بداية هذا القسم: بعد كل شيء، طرق تخزين البيانات هذه التي كانت لدينا واستخدمناها حتى وقت قريب جدًا، لا نعرفها حول أجهزة iPad ومحركات الأقراص المحمولة والأقراص الضوئية؟

دعونا نفعل الحساب

إذا وضعنا جانبا المرحلة الأخيرة من تراجع تقنيات تخزين البيانات التناظرية، والتي استمرت على مدى الثلاثين عاما الماضية، يمكننا أن نلاحظ للأسف أن هذه التقنيات نفسها، بشكل عام، لم تشهد تغيرات كبيرة منذ آلاف السنين. في الواقع، حدث اختراق في هذا المجال مؤخرا نسبيا، وهذا هو نهاية القرن التاسع عشر، ولكن المزيد عن ذلك أدناه. حتى منتصف القرن المعلن، من بين الطرق الرئيسية لتسجيل البيانات، يمكن تمييز طريقتين رئيسيتين: الكتابة والرسم. والفرق الكبير بين طرق تسجيل المعلومات هذه، بغض النظر تمامًا عن الوسيلة التي يتم تنفيذها عليها، يكمن في منطق تسجيل المعلومات.

فن

يبدو أن الرسم هو أبسط طريقة لنقل البيانات، ولا يتطلب أي معرفة إضافية، سواء في مرحلة إنشاء البيانات أو استخدامها، وبالتالي فهو في الواقع التنسيق الأصلي الذي يراه الشخص. كلما كان انتقال الضوء المنعكس من سطح الأشياء المحيطة إلى شبكية عين الكاتب أكثر دقة على سطح القماش، كلما كانت هذه الصورة أكثر إفادة. إن الافتقار إلى الدقة في تقنية النقل والمواد التي يستخدمها منشئ الصورة هو الضجيج الذي سيتداخل لاحقًا مع القراءة الدقيقة للمعلومات المسجلة بهذه الطريقة.

ما مدى إفادة الصورة، وما هي القيمة الكمية للمعلومات التي يحملها الرسم. في هذه المرحلة من فهم عملية نقل المعلومات بيانيا، يمكننا أخيرا الانغماس في الحسابات الأولى. وستساعدنا دورة علوم الكمبيوتر الأساسية في هذا الأمر.

أي صورة نقطية منفصلة، فهي مجرد مجموعة من النقاط. بمعرفة هذه الخاصية، يمكننا ترجمة المعلومات المعروضة التي تحملها إلى وحدات مفهومة لنا. نظرًا لأن وجود/غياب نقطة التباين هو في الواقع أبسط رمز ثنائي 1/0، فإن كل نقطة تكتسب 1 بت من المعلومات. بدورها، فإن صورة مجموعة النقاط، مثلاً 100×100، ستحتوي على:

V = K * I = 100 × 100 × 1 بت = 10000 بت / 8 بت = 1250 بايت / 1024 = 1.22 كيلو بايت

لكن دعونا لا ننسى أن الحساب أعلاه صحيح فقط بالنسبة للصورة أحادية اللون. في حالة الصور الملونة الأكثر استخداما، بطبيعة الحال، ستزيد كمية المعلومات المرسلة بشكل كبير. إذا افترضنا أن شرط عمق الألوان الكافي هو تشفير 24 بت (جودة التصوير الفوتوغرافي)، واسمحوا لي أن أذكركم أنه يدعم 16,777,216 لونًا، فسنحصل على كمية أكبر بكثير من البيانات لنفس عدد البكسلات:

V = K * I = 100 × 100 × 24 بت = 240.000 بت / 8 بت = 30.000 بايت / 1024 = 29.30 كيلو بايت

كما تعلمون، فإن النقطة ليس لها حجم، ومن الناحية النظرية، يمكن لأي منطقة مخصصة لرسم صورة أن تحمل كمية كبيرة بلا حدود من المعلومات. ومن الناحية العملية، هناك أبعاد معينة تمامًا وبالتالي يمكن تحديد حجم البيانات.

بناءً على العديد من الدراسات، وجد أن الشخص ذو حدة البصر المتوسطة، من مسافة مريحة لقراءة المعلومات (30 سم)، يمكنه تمييز حوالي 188 سطرًا لكل 1 سم، وهو ما يتوافق تقريبًا في التكنولوجيا الحديثة مع المعلمة القياسية لمسح الصور ضوئيًا مع الماسحات الضوئية المنزلية بدقة 600 نقطة في البوصة. لذلك، من سنتيمتر مربع واحد من الطائرة، بدون أجهزة إضافية، يمكن للشخص العادي أن يحسب 188:188 نقطة، وهو ما يعادل:

للحصول على صورة أحادية اللون:
Vm = K * I = 188 × 188 × 1 بت = 35,344 بت / 8 بت = 4418 بايت / 1024 = 4.31 كيلو بايت

للحصول على صور ذات جودة فوتوغرافية:
Vc = K * I = 188 × 188 × 24 بت = 848,256 بت / 8 بت = 106,032 بايت / 1024 = 103.55 كيلو بايت

لمزيد من الوضوح، واستنادًا إلى الحسابات التي تم الحصول عليها، يمكننا بسهولة تحديد مقدار المعلومات التي تحملها ورقة A4 المألوفة بأبعاد 29.7/21 سم:

VA4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 سم × 21 سم × 4.31 كيلو بايت = 2688.15 / 1024 = 2.62 ميجا بايت – صورة أحادية اللون

VA4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 سم × 21 سم × 103.55 كيلو بايت = 64584.14 / 1024 = 63.07 ميجا بايت – صورة ملونة

كتابة

إذا كانت "الصورة" في الفنون البصرية أكثر أو أقل وضوحًا، فإن كل شيء ليس بهذه البساطة مع الكتابة. تملي الاختلافات الواضحة في طرق نقل المعلومات بين النص والرسم نهجًا مختلفًا لتحديد محتوى المعلومات في هذه النماذج. على عكس الصورة، فإن الكتابة هي نوع من النقل القياسي المشفر للبيانات. وبدون معرفة شفرة الكلمات المضمنة في الحرف والحروف التي تشكلها، فإن الحمل المعلوماتي للكتابة المسمارية السومرية، على سبيل المثال، يكون عمومًا صفرًا بالنسبة لمعظمنا، في حين أن الصور القديمة على أنقاض بابل، على سبيل المثال، ستكون منخفضة تمامًا. يُدركها بشكل صحيح حتى من قبل شخص يجهل تمامًا تعقيدات العالم القديم. يصبح من الواضح تمامًا أن محتوى المعلومات في النص يعتمد بشكل كبير على من يقع في أيديه، وعلى كيفية فك شفرته بواسطة شخص معين.

ومع ذلك، حتى في ظل هذه الظروف، التي تطمس إلى حد ما صحة نهجنا، يمكننا أن نحسب بشكل لا لبس فيه كمية المعلومات التي تم وضعها في النصوص على أنواع مختلفة من الأسطح المستوية.
باستخدام نظام التشفير الثنائي المألوف بالفعل والبايت القياسي، يمكن بسهولة تحويل النص المكتوب، الذي يمكن اعتباره مجموعة من الحروف التي تشكل الكلمات والجمل، إلى النموذج الرقمي 1/0.

يمكن للبايت 8 بت المألوف لدينا الحصول على ما يصل إلى 256 مجموعة رقمية مختلفة، والتي ينبغي أن تكون كافية لوصف رقمي لأي أبجدية موجودة، بالإضافة إلى الأرقام وعلامات الترقيم. يشير هذا إلى استنتاج مفاده أن أي حرف أبجدي قياسي مطبق على السطح يستهلك بايتًا واحدًا من المكافئ الرقمي.

يختلف الوضع قليلاً مع الهيروغليفية، والتي تم استخدامها أيضًا على نطاق واسع لعدة آلاف من السنين. من خلال استبدال كلمة بأكملها بحرف واحد، فمن الواضح أن هذا التشفير يستخدم المساحة المخصصة له بشكل أكثر فعالية من حيث تحميل المعلومات مما يحدث في اللغات القائمة على الأبجدية. في الوقت نفسه، يكون عدد الأحرف الفريدة، التي يحتاج كل منها إلى تعيين مجموعة غير متكررة من 1 و0، أكبر بعدة مرات. في اللغات الهيروغليفية الأكثر شيوعًا: الصينية واليابانية، وفقًا للإحصاءات، لا يتم استخدام أكثر من 50 ألف حرف فريد فعليًا؛ وفي اليابانية، أقل من ذلك، في الوقت الحالي حددت وزارة التعليم في البلاد 1850 حرفًا هيروغليفيًا فقط للاستخدام اليومي. على أية حال، 256 مجموعة تتناسب مع بايت واحد لم تعد كافية. بايت واحد جيد، لكن اثنين أفضل، كما تقول الحكمة الشعبية المعدلة، 65536 - هذا هو بالضبط عدد المجموعات الرقمية التي سنحصل عليها باستخدام بايتين، والتي تصبح من حيث المبدأ كافية لتحويل لغة مستخدمة بشكل نشط إلى شكل رقمي، وبالتالي تعيين اثنين بايت إلى الأغلبية المطلقة من الحروف الهيروغليفية.

تخبرنا الممارسة الحالية لاستخدام الكتابة أنه يمكن وضع حوالي 1800 حرف فريد وقابل للقراءة على ورقة A4 قياسية. من خلال إجراء حسابات حسابية بسيطة، يمكنك تحديد مقدار المعلومات المكافئة الرقمية لورقة أبجدية قياسية واحدة مكتوبة على الآلة الكاتبة، والمزيد من المعلومات التي ستحملها الكتابة الهيروغليفية:

V = n * I = 1800 * 1 بايت = 1800 / 1024 = 1.76 كيلو بايت أو 2.89 بايت / سم2

V = n * I = 1800 * 2 بايت = 3600 / 1024 = 3.52 كيلو بايت أو 5.78 بايت / سم2

القفزة الصناعية

كان القرن التاسع عشر نقطة تحول لكل من طرق تسجيل وتخزين البيانات التناظرية؛ وكان ذلك نتيجة لظهور مواد وطرق ثورية لتسجيل المعلومات التي غيرت عالم تكنولوجيا المعلومات. واحدة من الابتكارات الرئيسية كانت تكنولوجيا التسجيل الصوتي.

أدى اختراع الفونوغراف بواسطة توماس إديسون لأول مرة إلى ظهور أسطوانات ذات أخاديد مطبقة عليها، وسرعان ما سجل - النماذج الأولية الأولى للأقراص الضوئية.

ردًا على الاهتزازات الصوتية، قام قاطع الفونوغراف بعمل أخاديد بلا كلل على سطح المعدن، وبعد ذلك بقليل، البوليمر. اعتمادًا على الاهتزاز الذي تم التقاطه، قام القاطع بتطبيق أخدود ملتوي بأعماق وعروض مختلفة على المادة، مما أتاح بدوره تسجيل الصوت وإعادة إنتاج اهتزازات الصوت التي تم نقشها بالفعل بطريقة ميكانيكية بحتة.

عند تقديم أول فونوغراف بواسطة T. Edison في أكاديمية باريس للعلوم، كان هناك إحراج؛ أحد اللغويين الأكبر سناً، بعد أن سمع للتو استنساخ الكلام البشري بواسطة جهاز ميكانيكي، قفز من مقعده وألقى قبضتيه بسخط على المخترع واتهامه بالاحتيال. وفقًا لهذا العضو المحترم في الأكاديمية، لا يمكن للمعدن أبدًا أن يكرر لحن الصوت البشري، وإديسون نفسه متكلم عادي من بطنه. لكن أنا وأنت نعلم أن هذا ليس هو الحال بالتأكيد. علاوة على ذلك، في القرن العشرين، تعلم الناس تخزين التسجيلات الصوتية بتنسيق رقمي، والآن سنغوص في بعض الأرقام، وبعد ذلك سيصبح من الواضح تمامًا مقدار المعلومات التي تناسب سجل الفينيل العادي (أصبحت المادة هي الأكثر تميزًا وممثل واسع النطاق لهذه التكنولوجيا).

تمامًا كما حدث سابقًا مع الصورة، سنبني هنا على قدرة الإنسان على التقاط المعلومات. من المعروف على نطاق واسع أن الأذن البشرية غالبًا ما تكون قادرة على إدراك اهتزازات الصوت من 20 إلى 20000 هرتز، بناءً على هذا الثابت، للانتقال إلى تنسيق الصوت الرقمي، تم اعتماد قيمة 44100 هرتز، لأنه من أجل الانتقال الصحيح، يجب أن يكون تردد أخذ عينات الاهتزازات الصوتية ضعف قيمته الأصلية. ومن العوامل المهمة هنا أيضًا عمق التشفير لكل اهتزاز من الاهتزازات البالغ عددها 44,100. تؤثر هذه المعلمة بشكل مباشر على عدد البتات المتأصلة في موجة واحدة؛ كلما زاد موضع الموجة الصوتية المسجلة في ثانية محددة من الوقت، زاد عدد البتات التي يجب تشفيرها وكلما ارتفعت جودة الصوت الرقمي. إن نسبة معلمات الصوت المختارة للتنسيق الأكثر شيوعًا اليوم، والتي لا يتم تشويهها بالضغط المستخدم على الأقراص الصوتية، هي عمق 16 بت، مع دقة تذبذب تبلغ 44.1 كيلو هرتز. على الرغم من وجود نسب أكثر "رحابة" للمعلمات المحددة، تصل إلى 32 بت / 192 كيلو هرتز، والتي قد تكون أكثر قابلية للمقارنة مع جودة الصوت الفعلية للتسجيل، فسوف نقوم بتضمين النسبة 16 بت / 44.1 كيلو هرتز في الحسابات. لقد كانت النسبة المختارة هي التي وجهت ضربة ساحقة لصناعة التسجيلات الصوتية التناظرية في الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين، وأصبحت في الواقع بديلاً كاملاً لها.

وهكذا، بأخذ القيم المعلنة كمعلمات الصوت الأولية، يمكننا حساب المعادل الرقمي لحجم المعلومات التناظرية التي تحملها تقنية التسجيل:

V = f * I = 44100 هرتز * 16 بت = 705600 بت/ثانية / 8 = 8820 بايت/ثانية / 1024 = 86.13 كيلو بايت/ثانية

ومن خلال الحساب، حصلنا على الكمية اللازمة من المعلومات لتشفير ثانية واحدة من الصوت من تسجيل عالي الجودة. نظرًا لاختلاف حجم الألواح، تمامًا مثل كثافة الأخاديد الموجودة على سطحها، فقد تباينت أيضًا كمية المعلومات المتعلقة بممثلين محددين لهذه الوسيلة بشكل كبير. كان الحد الأقصى لوقت التسجيل عالي الجودة على أسطوانة فينيل بقطر 30 سم أقل من 30 دقيقة على جانب واحد، وهو ما كان على حدود إمكانيات المادة، وعادةً لا تتجاوز هذه القيمة 20-22 دقيقة. بوجود هذه الخاصية، يترتب على ذلك أن سطح الفينيل يمكن أن يستوعب:

Vv = V * t = 86.13 كيلو بايت/ثانية * 60 ثانية * 30 = 155034 كيلو بايت / 1024 = 151.40 ميجابايت

لكن في الحقيقة لا أكثر من:
Vvf = 86.13 كيلو بايت/ثانية * 60 ثانية * 22 = 113691.6 كيلو بايت / 1024 = 111.03 ميجابايت

المساحة الإجمالية لهذه اللوحة كانت:
S = π* r^2 = 3.14 * 15 سم * 15 سم = 706.50 سم2

في الواقع، هناك 160.93 كيلو بايت من المعلومات لكل سنتيمتر مربع من اللوحة؛ وبطبيعة الحال، لن تتغير النسبة للأقطار المختلفة خطيًا، لأن هذه ليست منطقة التسجيل الفعالة، بل الوسائط بأكملها.

شريط ممغنط

أحدث، وربما، الناقل الأكثر فعالية للبيانات المسجلة والقراءة بالطرق التناظرية هو الشريط المغناطيسي. الشريط هو في الواقع الوسيلة الوحيدة التي نجت من العصر التناظري بنجاح كبير.

تم تسجيل براءة اختراع تقنية تسجيل المعلومات باستخدام طريقة المغنطة في نهاية القرن التاسع عشر من قبل الفيزيائي الدنماركي فولديمار بولسن، ولكن لسوء الحظ لم تنتشر على نطاق واسع في ذلك الوقت. لأول مرة، تم استخدام التكنولوجيا على نطاق صناعي فقط في عام 1935 من قبل المهندسين الألمان، على أساسها تم إنشاء أول مسجل شريط فيلم. على مدار 80 عامًا من استخدامه النشط، شهد الشريط المغناطيسي تغيرات كبيرة. تم استخدام مواد مختلفة، ومعلمات هندسية مختلفة للشريط نفسه، ولكن كل هذه التحسينات استندت إلى مبدأ واحد، تم تطويره في عام 1898 بواسطة Poultsen، وهو التسجيل المغناطيسي للاهتزازات.

كان أحد التنسيقات الأكثر استخدامًا هو الشريط الذي يتكون من قاعدة مرنة تم تطبيق أحد أكاسيد المعادن (الحديد والكروم والكوبالت عليها). كان عرض الشريط المستخدم في مسجلات الأشرطة الصوتية المنزلية عادة بوصة واحدة (2.54 سم)، وسمك الشريط يبدأ من 10 ميكرون، أما بالنسبة لطول الشريط فقد اختلف بشكل كبير في مختلف الخيوط وتراوح في أغلب الأحيان من مئات من الأمتار إلى الألف. على سبيل المثال، يمكن لبكرة قطرها 30 سم أن تحتوي على حوالي 1000 متر من الشريط.

تعتمد جودة الصوت على العديد من المعلمات، سواء الشريط نفسه أو المعدات التي تقرأه، ولكن بشكل عام، مع المزيج الصحيح من هذه المعلمات نفسها، كان من الممكن إجراء تسجيلات استوديو عالية الجودة على شريط مغناطيسي. تم تحقيق جودة صوت أعلى باستخدام حجم أكبر من الشريط لتسجيل وحدة من وقت الصوت. وبطبيعة الحال، كلما زاد عدد الأشرطة المستخدمة لتسجيل لحظة الصوت، زاد نطاق الترددات التي يمكن نقلها إلى الوسط. بالنسبة للاستوديو، المواد عالية الجودة، كانت سرعة التسجيل على الشريط لا تقل عن 38.1 سم/ثانية. عند الاستماع إلى التسجيلات في المنزل، كان التسجيل الذي تم إجراؤه بسرعة 19 سم/ثانية كافيًا للحصول على صوت كامل إلى حد ما. ونتيجة لذلك، يمكن أن تستوعب بكرة بطول 1000 متر ما يصل إلى 45 دقيقة من صوت الاستوديو، أو ما يصل إلى 90 دقيقة من المحتوى المقبول لدى غالبية المستهلكين. في حالات التسجيلات الفنية، أو الخطب، التي لم يلعب عرض نطاق التردد أثناء التشغيل دورًا خاصًا فيها، مع استهلاك شريط قدره 1.19 سم/ثانية على البكرة المذكورة أعلاه، كان من الممكن تسجيل الأصوات لـ ما يصل إلى 24 ساعة.

من خلال الفهم العام لتقنيات التسجيل على الأشرطة المغناطيسية في النصف الثاني من القرن العشرين، يمكننا بشكل أو بآخر تحويل سعة الوسائط من بكرة إلى بكرة إلى وحدات حجم البيانات التي نفهمها، كما فعلنا بالفعل للتسجيلات.

سوف يستوعب سنتيمتر مربع من هذه الوسائط:
Vo = V / (S * n) = 86.13 كيلو بايت/ثانية / (2.54 سم * 1 سم * 19) = 1.78 كيلو بايت/سم2

الحجم الإجمالي لبكرة تحتوي على 1000 متر من الفيلم:
Vh = V * t = 86.13 كيلو بايت/ثانية * 60 ثانية * 90 = 465102 كيلو بايت / 1024 = 454.20 ميجابايت

لا تنس أن اللقطات المحددة للشريط في البكرة كانت مختلفة تمامًا، فهي تعتمد في المقام الأول على قطر البكرة نفسها وسمك الشريط. من الشائع جدًا، نظرًا لأبعادها المقبولة، استخدام بكرات على نطاق واسع يمكنها حمل 500...750 مترًا من الفيلم، وهو ما يعادل بالنسبة لمحبي الموسيقى العاديين ساعة من الصوت، وهو ما يكفي تمامًا لتكرار ألبوم موسيقي متوسط. .

كان عمر أشرطة الفيديو، التي تستخدم نفس مبدأ تسجيل الإشارة التناظرية على شريط مغناطيسي، قصيرًا جدًا، ولكنه لم يكن أقل سطوعًا. وبحلول وقت الاستخدام الصناعي لهذه التكنولوجيا، زادت كثافة التسجيل على الشريط المغناطيسي بشكل كبير. ويحتوي الفيلم الذي يبلغ حجمه نصف بوصة، وطوله 259.4 مترًا، على 180 دقيقة من مادة فيديو ذات جودة مشكوك فيها للغاية، كما هو الحال اليوم. أنتجت تنسيقات تسجيل الفيديو الأولى صورة بمستوى 352x288 خطًا، وأظهرت أفضل العينات نتائج على مستوى 352x576 خطًا. من حيث معدل البت، أتاحت طرق تشغيل التسجيل الأكثر تقدمًا الاقتراب من قيمة 3060 كيلوبت/ثانية، مع سرعة قراءة المعلومات من الشريط البالغة 2.339 سم/ثانية. يمكن أن يحمل شريط كاسيت قياسي مدته ثلاث ساعات حوالي 1724.74 ميجابايت، وهو ليس سيئًا بشكل عام، ونتيجة لذلك، ظلت أشرطة الفيديو مطلوبة بشدة حتى وقت قريب جدًا.

رقم سحري

يعود ظهور الأرقام (الترميز الثنائي) واستخدامها على نطاق واسع إلى القرن العشرين. على الرغم من أن فلسفة الترميز نفسها باستخدام الكود الثنائي 1/0، نعم / لا، كانت تحوم بطريقة أو بأخرى بين البشر في أوقات مختلفة وفي قارات مختلفة، وتتخذ أحيانًا أشكالًا مذهلة، إلا أنها تجسدت أخيرًا في عام 1937. قام كلود شانون، طالب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، بناءً على أعمال عالم الرياضيات البريطاني (الأيرلندي) العظيم جورج بوليت، بتطبيق مبادئ جبر بولينوف على الدوائر الكهربائية، والتي أصبحت في الواقع نقطة البداية لعلم التحكم الآلي بالشكل الذي نعرفه الآن.

في أقل من مائة عام، خضعت مكونات الأجهزة والبرامج للتكنولوجيا الرقمية لعدد كبير من التغييرات الرئيسية. وينطبق الشيء نفسه على وسائط التخزين. بدءًا من وسائط تخزين الورق فائقة الكفاءة للبيانات الرقمية، وصلنا إلى تخزين الحالة الصلبة فائق الكفاءة. وبشكل عام، مر النصف الثاني من القرن الماضي تحت شعار التجارب والبحث عن أشكال جديدة من الوسائط، وهو ما يمكن أن نطلق عليه بإيجاز الفوضى العامة للشكل.

بطاقة

ربما أصبحت البطاقات المثقوبة هي الخطوة الأولى نحو التفاعل بين الكمبيوتر والشخص. استمر هذا التواصل لفترة طويلة، وأحيانا يمكن العثور على هذه الوسيلة في معاهد بحثية محددة منتشرة في جميع أنحاء رابطة الدول المستقلة.

أحد أكثر تنسيقات البطاقات المثقوبة شيوعًا هو تنسيق IBM الذي تم تقديمه في عام 1928. أصبح هذا التنسيق الأساس للصناعة السوفيتية. كانت أبعاد هذه البطاقة المثقوبة وفقًا لـ GOST 18.74 × 8.25 سم، ولا يمكن أن تحتوي البطاقة المثقوبة على أكثر من 80 بايت، مع 0.52 بايت فقط لكل 1 سم مربع. في هذه العملية الحسابية، على سبيل المثال، 1 جيجا بايت من البيانات تساوي حوالي 861.52 هكتارًا من البطاقات المثقوبة، وسيكون وزن الجيجابايت الواحدة أقل بقليل من 22 طنًا.

لاصقات مغناطيسية

في عام 1951، تم إصدار العينات الأولى من ناقلات البيانات القائمة على تقنية المغنطة النبضية للشريط خصيصًا لتسجيل "الأرقام" عليها. أتاحت هذه التقنية إضافة ما يصل إلى 50 حرفًا لكل سنتيمتر من شريط معدني مقاس نصف بوصة. وفي وقت لاحق، تم تحسين التكنولوجيا بشكل خطير، مما جعل من الممكن زيادة عدد القيم الفردية لكل وحدة مساحة عدة مرات، وكذلك تقليل تكلفة مادة الناقل نفسه قدر الإمكان.

في الوقت الحالي، وفقًا لأحدث البيانات الصادرة عن شركة Sony، فإن تطورات النانو الخاصة بها تجعل من الممكن وضع حجم من المعلومات يساوي 23 جيجابايت لكل 1 سم2. تشير هذه النسب من الأرقام إلى أن تقنية التسجيل المغناطيسي على الشريط لم تصبح قديمة ولديها آفاق مشرقة لمزيد من الاستغلال.

سجل غرام

ربما تكون الطريقة الأكثر روعة لتخزين البيانات الرقمية، ولكن للوهلة الأولى فقط. نشأت فكرة تسجيل برنامج حي على طبقة رقيقة من الفينيل عام 1976 في شركة Processor Technology، وهي شركة مقرها في مدينة كانساس بالولايات المتحدة الأمريكية. كان جوهر الفكرة هو تقليل تكلفة وسيلة التخزين قدر الإمكان. أخذ موظفو الشركة شريطًا صوتيًا يحتوي على البيانات المسجلة بتنسيق الصوت الحالي Kansas City Standard ونقلوه إلى الفينيل. بالإضافة إلى تقليل تكلفة الوسائط، أتاح هذا الحل إمكانية إرفاق لوحة محفورة بمجلة عادية، مما جعل من الممكن توزيع البرامج الصغيرة بشكل جماعي.

في مايو 1977، كان مشتركو المجلة أول من حصل على سجل في عددهم يحتوي على مترجم 4K BASIC لمعالج موتورولا 6800. وكانت مدة تشغيل السجل 6 دقائق.
هذه التكنولوجيا، لأسباب واضحة، لم تنتشر؛ رسميًا، تم إصدار آخر سجل، ما يسمى Floppy-Rom، في سبتمبر 1978، وكان هذا الإصدار الخامس لها.

أصحاب الرافعات

تم تقديم أول محرك أقراص ثابتة بواسطة شركة IBM في عام 1956، وتم تضمين طراز IBM 350 مع أول كمبيوتر يتم إنتاجه بكميات كبيرة للشركة. كان الوزن الإجمالي لهذا "القرص الصلب" 971 كجم. كان مماثلاً في الحجم للخزانة. كان يحتوي على 50 قرصًا يبلغ قطرها 61 سم، وكان إجمالي كمية المعلومات التي يمكن احتواؤها على هذا "القرص الصلب" متواضعًا يبلغ 3.5 ميغابايت.

كانت تقنية تسجيل البيانات نفسها، إذا جاز التعبير، مشتقة من التسجيل والأشرطة المغناطيسية. تحتوي الأقراص الموضوعة داخل العلبة على العديد من النبضات المغناطيسية التي يتم تطبيقها عليها وقراءتها بواسطة الرأس المتحرك للمسجل. مثل قمة الحاكي، في كل لحظة يتحرك المسجل عبر مساحة كل قرص، ويتمكن من الوصول إلى الخلية المطلوبة، التي تحمل ناقلًا مغناطيسيًا لاتجاه معين.

في الوقت الحالي، التكنولوجيا المذكورة أعلاه هي أيضا على قيد الحياة، وعلاوة على ذلك، تتطور بنشاط. منذ أقل من عام، أطلقت شركة Western Digital أول قرص صلب في العالم بسعة 10 تيرابايت. كان هناك 7 صفائح في منتصف الجسم، وبدلاً من الهواء تم ضخ الهيليوم في منتصفه.

الأقراص الضوئية

إنهم مدينون بمظهرهم للشراكة بين شركتين، سوني وفيليبس. تم تقديم القرص الضوئي في عام 1982 كبديل رقمي قابل للتطبيق لوسائط الصوت التناظرية. بقطر 12 سم، يمكن للعينات الأولى أن تستوعب ما يصل إلى 650 ميجا بايت، والتي بجودة صوت 16 بت / 44.1 كيلو هرتز، تصل إلى 74 دقيقة من الصوت، ولم يتم اختيار هذه القيمة عبثًا. تدوم السمفونية التاسعة لبيتهوفن 74 دقيقة بالضبط، والتي كانت محبوبة بشكل مفرط إما من قبل أحد مالكي Sony المشاركين، أو أحد المطورين من Philips، والآن يمكن احتواؤها بالكامل على قرص واحد.

تقنية تطبيق المعلومات وقراءتها بسيطة للغاية. يتم حرق المسافات البادئة على سطح مرآة القرص، والتي، عند قراءة المعلومات بصريًا، يتم تسجيلها بوضوح على أنها 1/0.

تزدهر تكنولوجيا الوسائط البصرية أيضًا في عام 2015. التكنولوجيا المعروفة لدينا باسم قرص Blu-ray مع تسجيل رباعي الطبقات تحتوي على حوالي 111.7 غيغابايت من البيانات على سطحها، بسعر ليس مرتفعًا جدًا، وهي وسائط مثالية للأفلام "الواسعة" للغاية ذات الدقة العالية مع إعادة إنتاج الألوان العميقة.

محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة، وذاكرة الفلاش، وبطاقات SD

كل هذا هو من بنات أفكار تقنية واحدة. يعتمد مبدأ تسجيل البيانات، الذي تم تطويره في الخمسينيات من القرن الماضي، على تسجيل شحنة كهربائية في منطقة معزولة من بنية أشباه الموصلات. لفترة طويلة، لم يتم العثور على تطبيقه العملي لإنشاء ناقل معلومات كامل على أساسه. وكان السبب الرئيسي لذلك هو الأبعاد الكبيرة للترانزستورات، والتي، بأقصى تركيز ممكن، لم تتمكن من توليد منتج تنافسي في سوق تخزين البيانات. لقد تذكروا التكنولوجيا وحاولوا تنفيذها بشكل دوري طوال السبعينيات والثمانينيات.

الذروة الحقيقية لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة جاءت في أواخر الثمانينات، عندما بدأت أحجام أشباه الموصلات في الوصول إلى أحجام مقبولة. وفي عام 1989 قدمت شركة توشيبا اليابانية نوعاً جديداً كلياً من الذاكرة "فلاش"، من كلمة "فلاش". ترمز هذه الكلمة نفسها جيدًا إلى الإيجابيات والسلبيات الرئيسية للوسائط المطبقة على مبادئ هذه التكنولوجيا. سرعة غير مسبوقة في الوصول إلى البيانات، وعدد محدود إلى حد ما من دورات إعادة الكتابة، والحاجة إلى مصدر طاقة داخلي لبعض هذا النوع من الوسائط.

حتى الآن، حققت الشركات المصنعة للوسائط أكبر تركيز لسعة الذاكرة بفضل معيار بطاقة SDCX. بأبعاد 24 × 32 × 2.1 ملم، يمكنها دعم ما يصل إلى 2 تيرابايت من البيانات.

طليعة التقدم العلمي

جميع الوسائط التي تناولناها حتى هذه اللحظة كانت من عالم الطبيعة غير الحية، لكن دعونا لا ننسى أن أول جهاز تخزين للمعلومات الذي تعاملنا معه جميعًا هو الدماغ البشري.

إن مبادئ عمل الجهاز العصبي بشكل عام واضحة بالفعل اليوم. وبقدر ما قد يبدو هذا مفاجئًا، فإن المبادئ الفيزيائية للدماغ قابلة للمقارنة تمامًا مع مبادئ تنظيم أجهزة الكمبيوتر الحديثة.
الخلية العصبية هي وحدة هيكلية ووظيفية في الجهاز العصبي، وهي تشكل دماغنا. خلية مجهرية ذات بنية معقدة للغاية، وهي في الواقع نظير للترانزستور الذي اعتدنا عليه. ويحدث التفاعل بين الخلايا العصبية بسبب الإشارات المختلفة التي يتم نشرها باستخدام الأيونات، والتي بدورها تولد شحنات كهربائية، وبالتالي تتشكل دائرة كهربائية غير عادية.

ولكن الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو مبدأ عمل الخلية العصبية، مثل نظيرتها السيليكونية، فإن هذا الهيكل يتأرجح في الموضع الثنائي لحالته. على سبيل المثال، في المعالجات الدقيقة، يتم اعتبار الفرق في مستويات الجهد على أنه الشرطي 1/0؛ والخلية العصبية بدورها لديها فرق جهد؛ في الواقع، يمكنها في أي لحظة من الزمن أن تكتسب واحدة أو قيمتين قطبيتين محتملتين: إما "+" أو "-". هناك فرق كبير بين الخلية العصبية والترانزستور هو السرعة المحدودة للأول للحصول على قيم معاكسة تبلغ 1 / 0. فالخلية العصبية، بسبب تنظيمها الهيكلي، والذي لن نخوض فيه كثيرًا من التفاصيل، هي آلاف من مرات أكثر خاملة من نظيره السيليكون، مما يؤثر بشكل طبيعي على سرعته - طلبات معالجة الكمية لكل وحدة زمنية.

ولكن ليس كل شيء حزينًا جدًا بالنسبة للكائنات الحية، على عكس أجهزة الكمبيوتر حيث يتم تنفيذ العمليات بطريقة تسلسلية، فإن مليارات الخلايا العصبية المدمجة في الدماغ تحل المهام المعينة بالتوازي، مما يوفر عددًا من المزايا. إن الملايين من هذه المعالجات منخفضة التردد تمكن بنجاح كبير، وخاصة بالنسبة للبشر، من التفاعل مع البيئة.

بعد دراسة بنية الدماغ البشري، توصل المجتمع العلمي إلى استنتاج مفاده أن الدماغ في الواقع عبارة عن بنية متكاملة تتضمن بالفعل معالجًا حاسوبيًا وذاكرة فورية وذاكرة طويلة المدى. نظرًا للبنية العصبية للدماغ، لا توجد حدود مادية واضحة بين مكونات الأجهزة هذه، فقط مناطق مواصفات غير واضحة. يتم تأكيد هذا البيان من خلال العشرات من السوابق من الحياة، عندما تمت إزالة جزء من دماغ الأشخاص، بسبب ظروف معينة، ما يصل إلى نصف الحجم الإجمالي. المرضى بعد مثل هذه التدخلات، بالإضافة إلى عدم تحولهم إلى "خضروات"، في بعض الحالات، مع مرور الوقت، استعادوا جميع وظائفهم وعاشوا بسعادة حتى سن الشيخوخة، وبذلك يكونون دليلاً حيًا على عمق المرونة والكمال في دماغنا .

بالعودة إلى موضوع المقال، يمكننا التوصل إلى نتيجة مثيرة للاهتمام: إن بنية الدماغ البشري تشبه في الواقع جهاز تخزين الحالة الصلبة، الذي تمت مناقشته أعلاه. بعد هذه المقارنة، مع الأخذ في الاعتبار كل تبسيطاتها، يمكننا أن نطرح السؤال، ما هي كمية البيانات التي يمكن استيعابها في هذا التخزين؟ قد يكون الأمر مفاجئًا مرة أخرى، لكن يمكننا الحصول على إجابة لا لبس فيها تمامًا، لذلك دعونا نجري العملية الحسابية.

نتيجة للتجارب العلمية التي أجرتها عالمة الأعصاب، دكتورة جامعة البرازيل في ريو دي جانيرو - سوزان هيركولانو-هوسيل عام 2009، تبين أنه في الدماغ البشري المتوسط، الذي يزن حوالي كيلوغرام ونصف، ما يقرب من 86 مليار يمكن حساب الخلايا العصبية، واسمحوا لي أن أذكركم أنه في السابق كان العلماء يعتقدون أن هذا الرقم للقيمة المتوسطة يساوي 100 مليار خلية عصبية. بناءً على هذه الأرقام ومساواة كل خلية عصبية على حدة ببت واحد، نحصل على:

V = 86,000,000,000 بت / (1024 * 1024 * 1024) = 80.09 جيجابت / 8 = 10.01 جيجابايت

هل هو كثير أم قليل، وما مدى تنافسية بيئة تخزين المعلومات هذه؟ من الصعب جدًا قول ذلك حتى الآن. كل عام يسعدنا المجتمع العلمي أكثر فأكثر بالتقدم في دراسة الجهاز العصبي للكائنات الحية. يمكنك أيضًا العثور على إشارات إلى الإدخال الاصطناعي للمعلومات في ذاكرة الثدييات. ولكن إلى حد كبير، لا تزال أسرار تفكير الدماغ لغزا بالنسبة لنا.

الحد الأدنى

على الرغم من أن المقالة لم تقدم جميع أنواع ناقلات البيانات، والتي يوجد منها مجموعة كبيرة ومتنوعة، إلا أن الممثلين الأكثر نموذجية وجدوا مكانًا فيها. من خلال تلخيص المواد المقدمة، من الممكن تتبع النمط بوضوح - يعتمد التاريخ الكامل لتطوير حاملات البيانات على وراثة المراحل التي سبقت اللحظة الحالية. إن التقدم الذي تم إحرازه خلال الخمسة وعشرين عامًا الماضية في مجال وسائط التخزين يعتمد بشكل ثابت على الخبرة المكتسبة على مدى 100...150 عامًا الماضية على الأقل، في حين أن معدل نمو سعة التخزين خلال هذه الأرباع القرونية قد زاد بشكل كبير، وهو أمر حالة فريدة طوال تاريخ البشرية المعروف.

على الرغم من الطبيعة القديمة لتسجيل البيانات التناظرية التي تبدو لنا الآن، إلا أنها كانت حتى نهاية القرن العشرين طريقة تنافسية تمامًا للتعامل مع المعلومات. يمكن أن يحتوي الألبوم الذي يحتوي على صور عالية الجودة على غيغابايت من المعادل الرقمي للبيانات، والتي كان من المستحيل فعليًا وضعها على وسيط مضغوط بنفس القدر حتى أوائل التسعينيات، ناهيك عن عدم وجود طرق مقبولة للعمل مع مجموعات البيانات هذه.

لقد سحقت البراعم الأولى للتسجيل على الأقراص الضوئية والتطور السريع لمحركات الأقراص الصلبة في أواخر الثمانينيات منافسة العديد من تنسيقات التسجيل التناظرية في عقد واحد فقط. على الرغم من أن أقراص الموسيقى الضوئية الأولى لم تختلف نوعيًا عن نفس تسجيلات الفينيل، إلا أن وجود 74 دقيقة من التسجيل مقابل 50-60 (تسجيل على الوجهين)، إلا أن الاكتناز والتنوع ومواصلة تطوير الاتجاه الرقمي، كما هو متوقع، دفن أخيرًا التناظرية تنسيق للاستخدام الشامل.

إن العصر الجديد لوسائل الإعلام، الذي نقف على أعتابه، يمكن أن يؤثر بشكل كبير على العالم الذي سنجد أنفسنا فيه خلال 10 أو 20 عامًا. بالفعل، يمنحنا العمل المتقدم في الهندسة الحيوية الفرصة لفهم مبادئ تشغيل الشبكات العصبية بشكل سطحي والتحكم في عمليات معينة فيها. على الرغم من أن إمكانية وضع البيانات على هياكل مشابهة للدماغ البشري ليست كبيرة، إلا أن هناك أشياء لا ينبغي نسيانها. لا يزال عمل الجهاز العصبي غامضًا تمامًا، نتيجة لقلة معرفته. من الواضح أن مبادئ وضع البيانات وتخزينها فيها، حتى عند التقريب الأول، تعمل وفقًا لقوانين مختلفة قليلاً عما قد يكون صحيحًا بالنسبة للطرق التناظرية والرقمية لمعالجة المعلومات. وكما هو الحال أثناء الانتقال من المرحلة التناظرية للتنمية البشرية إلى المرحلة الرقمية، أثناء الانتقال إلى عصر تطوير المواد البيولوجية، ستكون المرحلتان السابقتان بمثابة الأساس، ونوع من المحفز للقفزة التالية. لقد كانت الحاجة إلى تكثيف مجال الهندسة الحيوية واضحة في وقت سابق، ولكن الآن فقط ارتفع المستوى التكنولوجي للحضارة الإنسانية إلى المستوى الذي يمكن أن يتوج فيه هذا العمل بالنجاح. وسواء كانت هذه المرحلة الجديدة في تطور تكنولوجيا المعلومات سوف تستوعب المرحلة السابقة، كما كان لنا شرف الملاحظة بالفعل، أم أنها ستسير بالتوازي، فمن السابق لأوانه التنبؤ، ولكن حقيقة أنها ستغير حياتنا بشكل جذري هي بديهي.

وبحسب علماء الآثار، فإن الرغبة في تسجيل المعلومات ظهرت لدى الإنسان منذ حوالي أربعين ألف سنة. الناقل الأول كان صخرة. كان لتخزين البيانات الثابتة هذا الكثير من المزايا (الموثوقية، ومقاومة التلف، والسعة الكبيرة، وسرعة القراءة العالية) وعيب واحد (كتابة كثيفة العمالة وبطيئة). لذلك، مع مرور الوقت، بدأت تظهر المزيد والمزيد من وسائط التخزين المتقدمة. لن نقوم بإدراجها بالتفصيل اليوم، لكننا ندعوك إلى تذكر المسار الذي مرت به مستودعات البيانات على مدى المائة عام الماضية.

شريط ورقي مثقوب

استخدمت معظم أجهزة الكمبيوتر المبكرة شريطًا ورقيًا ملفوفًا على بكرات. تم تخزين المعلومات عليه على شكل ثقوب. بعض الآلات، مثل كولوسوس مارك 1 (1944)، عملت مع البيانات المدخلة عبر شريط في الوقت الحقيقي. قامت أجهزة الكمبيوتر اللاحقة، مثل جهاز Manchester Mark 1 (1949)، بقراءة البرامج من الشريط وتحميلها في شكل بدائي من الذاكرة الإلكترونية لتنفيذها لاحقًا. تم استخدام الشريط المثقوب لكتابة وقراءة البيانات لمدة ثلاثين عامًا.

بطاقة ثقب

في الخمسينيات من القرن الماضي، كانت شركة IBM تستخدم بالفعل البطاقات المثقوبة في أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها بشكل كامل لتخزين البيانات وإدخالها، وسرعان ما بدأت الشركات المصنعة الأخرى في استخدام هذه الوسيلة. في ذلك الوقت، كانت البطاقات المكونة من 80 عمودًا شائعة، حيث تم تخصيص عمود منفصل لرمز واحد. قد يتفاجأ البعض، ولكن في عام 2002 كانت شركة IBM لا تزال تعمل على تطوير تكنولوجيا البطاقات المثقوبة. صحيح أن الشركة في القرن الحادي والعشرين كانت مهتمة بالبطاقات بحجم طابع بريدي قادر على تخزين ما يصل إلى 25 مليون صفحة من المعلومات.

شريط ممغنط

أول الأقراص القابلة للإزالة

في عام 1963، قدمت شركة IBM أول محرك أقراص ثابتة مزود بقرص قابل للإزالة - IBM 1311. وكان عبارة عن مجموعة من الأقراص القابلة للتبديل. تتكون كل مجموعة من ستة أقراص يبلغ قطرها 14 بوصة، وتحمل ما يصل إلى 2 ميجابايت من المعلومات. في سبعينيات القرن العشرين، كانت العديد من محركات الأقراص الثابتة، مثل DEC RK05، تدعم مجموعات الأقراص هذه، وكانت تستخدم في كثير من الأحيان من قبل الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة لبيع البرامج.

خراطيش الشريط

اليوم، يتم استخدام خراطيش الأشرطة مثل LTO Ultrium سعة 800 جيجابايت لدعم الخوادم على نطاق واسع، على الرغم من انخفاض شعبيتها في السنوات الأخيرة بسبب الراحة الأكبر في نقل البيانات من القرص الصلب إلى القرص الصلب.

الطباعة على الورق

أشرطة مدمجة

خراطيش ROM

تجارب القرص المرن الكبرى

الأقراص الضوئية

على مدى السنوات الـ 25 المقبلة، شهد القرص الضوئي الكثير من التغييرات، وتشمل سلسلته التطورية أقراص DVD وHD-DVD وBlu-ray. كان من المعالم الهامة إدخال القرص المضغوط القابل للتسجيل (CD-R) في عام 1988، والذي سمح للمستخدمين بنسخ البيانات على القرص بأنفسهم. في أواخر التسعينيات، أصبحت الأقراص الضوئية أخيرًا أرخص، مما أدى أخيرًا إلى إبعاد الأقراص المرنة عن الخلفية.

الوسائط المغناطيسية الضوئية

Iomega ومحرك Zip

الأقراص المرنة

فوضى في عالم الوسائط المحمولة

أخيرًا، قامت Iomega نفسها بمحاولة تكملة محرك Zip بأنواع أخرى من الوسائط القابلة للإزالة - بدءًا من محركات الأقراص الثابتة الكبيرة القابلة للإزالة (محرك Jaz سعة 1 و2 جيجابايت) إلى محرك أقراص Clik المصغر بسعة 40 ميجابايت. لكن لم يصل أي منها إلى مرتفعات الرمز البريدي.

فلاش قادم

تعد بطاقات الذاكرة المحمولة ملائمة في المقام الأول لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة. بالإضافة إلى ذلك، فهي اقتصادية ومتينة وغير مكلفة نسبيًا مع سعة ذاكرة متزايدة باستمرار. كانت بطاقات CF الأولى تحتوي على 2 ميجابايت، لكن سعتها الآن تصل إلى 128 جيجابايت.

اقل بكثير

تعرض الشريحة الترويجية لشركة IBM/Hitachi محرك أقراص ثابت صغير الحجم من نوع Microdrive. ظهرت في عام 2003 وفازت بقلوب مستخدمي الكمبيوتر لبعض الوقت.

تم تجهيز جهاز iPod ومشغلات الوسائط الأخرى، التي ظهرت لأول مرة في عام 2001، بأجهزة مماثلة تعتمد على قرص دوار، ولكن سرعان ما أصيب المصنعون بخيبة أمل من مثل هذا المحرك: لقد كان هشًا للغاية ومستهلكًا للطاقة وصغير الحجم. لذا فإن هذا التنسيق "مدفون" تقريبًا.

مجيء USB

الانتقال إلى الافتراضية

منذ نشأتها، سعت البشرية إلى المعرفة. كان هذا يرجع في المقام الأول إلى المنافسة الصعبة والوحشية في بعض الأحيان مع الطبيعة البرية. من أجل الفوز، واحتلال مكانته في بيئة عدوانية، اضطر الإنسان إلى التطور، أولا وقبل كل شيء، فكريا. بعد كل شيء، حتى الممثلين الأوائل للإنسان العاقل، الذي يمثله إنسان نياندرتال، لم يتمكنوا من المقارنة في القوة والبراعة مع النمور ذات الأسنان السيفية ودببة الكهوف. ولكن كيف نحافظ على المعرفة المتراكمة؟ ما هي شركة نقل المعلومات التي كانت أكثر احترامًا من غيرها في روس القديمة؟

لماذا نقل الخبرة إلى الأحفاد؟

لقد ابتكر الناس المزيد والمزيد من التقنيات والحيل لإبطال القوة الجامحة للحيوانات. ومع ذلك، في عملية التطوير، واجه القدماء مشكلة أخرى - تدريب أحفادهم. بالنظر إلى متوسط \u200b\u200bمتوسط \u200b\u200bالعمر المتوقع للشخص، في بعض الأحيان تموت المعرفة والخبرة المكتسبة معه. وقد تعلم الجيل الجديد من أخطائه، حيث لم يتمكن من استخدام أي نوع من وسائل نقل المعلومات في روسيا القديمة، على سبيل المثال. أدى هذا إلى إبطاء العملية التطورية بأكملها بشكل كبير ووضع الإنسان باستمرار على حافة البقاء.

ربما كانت الرغبة في نقل الخبرة والمعرفة المتراكمة إلى الأجيال القادمة هي التي حفزت مؤلفي اللوحات الصخرية القديمة. بعد كل شيء، في كثير من الأحيان تم تصوير مشاهد الصيد والشفاء والشفاء وغيرها من الأنشطة المفيدة للأشخاص الأوائل. يمكن القول أنهم بهذه الطريقة حاولوا العثور على أقدم الناقلات الطبيعية للمعلومات. بعد كل شيء، لقد مر بعضهم عبر القرون وظلوا على قيد الحياة حتى يومنا هذا.

مع مرور الوقت، أصبحت مشكلة الحفاظ على الخبرة ونقلها أكثر إلحاحا. بعد كل شيء، تم تلخيص المعرفة المتراكمة وتتطلب وصفًا أكثر دقة عند نقلها إلى الجيل التالي. على الرغم من كل الجمال والمعنى العميق للوحات الصخرية، إلا أنها ما زالت لم تنقل الفروق الدقيقة في هذا الإجراء أو ذاك. نحن مهتمون بفهم كيفية التدريس والدراسة في روسيا القديمة، على سبيل المثال.

ما الذي يعتبر معلومات؟

لن يكون من غير الضروري معرفة ماهية المعلومات نفسها. من خلال تبسيط آراء وحسابات معظم الخبراء، سنقدم التعريف التالي: هذه مجموعة من البيانات حول الأشخاص والأحداث والظواهر التي لا تعتمد على شكل العرض. إذا كنا نتحدث عن المحتوى اليومي، فإن المعلومات هي البيانات التي يتلقاها الشخص من الطبيعة المحيطة أو المجتمع.

ونتيجة للتطور، ظهر أمناء مكتوبون على البيانات المتراكمة. الوسائط المادية هي مستندات تحتوي على مجموعة من البيانات المركزة لنقلها لاحقًا في الزمان أو المكان.

من خلال دراسة أقدم الوسائط المادية، نتوصل إلى استنتاج مفاده أن هناك عددًا أكبر من الوسائط غير المادية، أي الأشخاص الذين نقلوا معرفتهم شفهيًا حصريًا. العامل البشري في هذه الحالة غير موثوق به للغاية.

الكتابة والتوثيق

وعلى الرغم من عدم وجود مفهوم "الوثائق" على هذا النحو في العصور القديمة، إلا أنها مصادر مكتوبة للمعلومات التي بقيت حتى يومنا هذا. إذا ما هو؟

بالطبع، مع بعض الامتداد، يمكن اعتبار اللوحات الصخرية التي عثر عليها علماء الآثار المعاصرون وثائق. إنهم ينقلون، إلى حد ما، معلومات حول الأحداث التي حدثت في العصور القديمة. ومع ذلك، ظهرت ناقلات المواد الحقيقية للمعلومات وتطورها مع ظهور الكتابة.

والحقيقة المثيرة للاهتمام هي أن الناس في البداية حاولوا وضع كتاباتهم "بالطريقة القديمة" على الصخور. ربما تحدثت شهادات الأجداد عن موثوقية هذه الطريقة لنقل المعلومات. لكن الممارسة أظهرت أن الأمر ليس كذلك. على عكس الرسومات، كانت الكتابات القديمة في كثير من الأحيان غير متماسكة بطبيعتها، وتم تطبيقها بدقة وبالتالي تم مسحها أو مسحها بسرعة. لذلك من الصعب جدًا رؤية شيء كهذا هذه الأيام.

كلاي هو أقدم ناقل للمعلومات

ربما يبدأ تاريخ حاملي المعلومات منذ أن تعلم الناس تسجيل أفكارهم بأشكال أكثر أمانًا. كان الطين من أولى المواد المتاحة لإنشاء الوثائق القديمة. تم اكتشاف هذه المادة البسيطة من قبل سكان بلاد ما بين النهرين القدماء. وكان السومريون هم من خطرت لهم فكرة خدش كتاباتهم على ألواح طينية صغيرة.

كانت طريقة تقديم المعلومات هذه مختلفة بشكل لافت للنظر عن اللوحات الصخرية والجدارية. وعلى الرغم من أنه لا يمكن أن يسمى الكتابة الحقيقية، إلا أن حقيقة أن بعض الأجهزة اللوحية قد نجت حتى يومنا هذا تتحدث عن الكثير. ومع التطور، أصبحت العلامات تدريجيًا أكثر تعقيدًا وأكثر كمالا. لم يعودوا يرسمون على الطين الطازج فحسب، بل كانوا يرسمون علامات مقذوفة بقلم خاص.

وفي نهاية حضارتهم، كتب السومريون القدماء كتبًا كاملة باستخدام الألواح الطينية وأنشأوا منها مكتبات حقيقية. أقدم وسائط التخزين الطبيعية، والتي نعرف مجموعتها بمكتبة الملك الآشوري آشور بانيبال، بلغ عددها أكثر من 30 ألف لوح. وهذا يتحدث عن تدفق خطير إلى حد ما للمعلومات التي احتفظ بها القدماء.

من الطين إلى المعدن - رحلة لعدة قرون

وفي الوقت نفسه، تطورت الكتابة أكثر فأكثر. أصبحت النصوص المعروضة على اللافتات أطول بشكل متزايد. الطين بتركيبته الطبيعية ثقيل جدًا ، لذلك اتضح أنه غير مناسب للحفاظ على الأعمال الطويلة للشعب القديم.

كانت هناك حاجة إلى وسيلة بديلة. ما هي أقدم حاملات المعلومات الطبيعية في تاريخ البشرية؟ بعد الطين، استخدم الناس صفائح عظمية أو معدنية أكثر تقدمًا. تم العثور على أول ذكر لهذه الوثائق في مصر القديمة. وهناك تم تحسين وتبسيط الكتابة على الألواح. لتطبيق النص، لم يعد يتم استخدام الإزميل، بل قلمًا حادًا خاصًا، والذي تم استخدامه لشطب النص المطلوب.

ونظرًا لصغر حجم هذه الوسائط وموثوقيتها، فقد كانت توضع عليها أحيانًا قصائد كاملة. على سبيل المثال، كتب اليونانيون القدماء رسائلهم على ألواح من الرصاص، ووضعوها بعد ذلك في المقابر لطرد الأرواح الشريرة.

وقد التقطت روما القديمة هذا الابتكار أيضًا. مع الأخذ في الاعتبار التنوير العام لسكان الإمبراطورية، فليس من المستغرب أن يتم كتابة كل شيء تقريبًا على هذه الألواح - من الوصايا إلى المراسيم الصادرة عن مجلس الشيوخ. صحيح، في الحالة الأخيرة تم ذلك على البرونز، والذي تم عرضه بعد ذلك على الموضوعات. ومع ذلك، كان إنتاج السجلات باهظ الثمن حتى بالنسبة لروما الأثرياء.

الشمع - حل رخيص لوسائط التخزين

بدأ صنع الأقراص من الشمع. كانت القاعدة مصنوعة من العاج أو الخشب. تم سكب الشمع في فجوة خاصة على جانبه الأمامي. وكانت النتيجة أشبه بشاشة أطفال حديثة قابلة لإعادة الاستخدام، يكتب عليها المرء بقلم حاد ويمسح ما هو مكتوب إذا لزم الأمر. يمكننا القول أنه بهذه الطريقة تم ربط فكرة ناقلات المعلومات القديمة والحديثة.

تبين أن النظام كان ناجحًا جدًا لدرجة أنه استمر لمدة 1500 عام. كما تم استخدام أقراص الشمع من قبل أسلافنا، الذين أطلقوا عليها اسم cers. من الجدير بالذكر أن ناقلة المعلومات هذه في روسيا القديمة كانت تستخدم في كثير من الأحيان من قبل التجار الروس كمحاسبة ودفاتر ملاحظات. ولكن ليس فقط التجار هم من أحبوا السيرا. وأصدرت دوائر الدولة مراسيم وتفسيرات بشأنها. على سبيل المثال، تم الحفاظ على وثيقة مذهلة تعود إلى القرن الحادي عشر حتى يومنا هذا. كان يسمى قانون نوفغورود ويتكون من أربع صفحات.

ورق البردي - أقدم ورقة

لسوء الحظ، بسبب الظروف المناخية، أصبحت أقراص الشمع في كثير من الأحيان غير صالحة للاستعمال. لأسباب واضحة، لم يتحمل سيراس الطقس الحار جيدًا. في حين أنها كانت الوسيلة الرئيسية للمعلومات في روسيا القديمة، إلا أن سكان مصر حصلوا على ورق البردي. نعم، كما في حالة الألواح الطينية، أصبحت مصر مهد هذا الابتكار.

ويعود العلماء ظهور البرديات الأولى إلى القرن الخامس والعشرين قبل الميلاد. وكانت المادة الخام لصناعة البردي هي القصب الذي ينمو بكثرة على ضفاف النيل. كانت ورق البردي نفسه يُصنع من لب النبات، الذي كان يُقطع إلى شرائح رفيعة ثم يُوضع متداخلًا تحت حجر كبير أملس. وهو بدوره تم تنصيبه تحت شمس مصر الحارقة. بعد التجفيف، تم صقل ورق البردي بمكاشط خاصة مصنوعة من العاج. تتكون أوراق البردي الجاهزة للاستخدام من أشرطة طويلة، ولهذا السبب تم تخزينها بشكل أساسي في لفائف.

وبعد ذلك بقليل، بدأ دمج الأوراق في الكتب. أصبحت ورق البردي منتشرة على نطاق واسع في كل من اليونان والإمبراطورية الرومانية. ولكن على الرغم من كل شعبية الناقل المعلوماتي هذا، إلا أنه لا يزال غير موثوق به. غالبًا ما تكون ممزقة ومحترقة ومفسدة بالغبار. ومع ذلك، فقد نجا عدد من الوثائق المصنوعة على ورق البردي حتى يومنا هذا. صحيح أن هذا استثناء للقاعدة.

لم يتم استخدام ورق البردي عمليا كوسيلة لنقل المعلومات في روس القديمة. فضل أسلافنا مواد أكثر موثوقية في شكل أقراص الشمع، ثم لحاء البتولا.

المخطوطات

الورق - المرحلة النهائية

يدعي المؤرخون أن الورق ظهر في الصين في القرن الثاني قبل الميلاد. يرجع ظهوره إلى عدم الموثوقية والتكلفة العالية للوسائل الحالية لنقل المعلومات في شكل أقراص وبردية ورق. تم تصنيع العينات الأولى من المنتجات الورقية من شرانق دودة القز المرفوضة، وبعد ذلك بقليل بدأوا في استخدام القنب المعالج لهذا الغرض.

في 105 قبل الميلاد. ه. بدأ المعلم الصيني كاي لون في صناعة الورق من نفايات ألياف التوت والخرق ورماد الخشب والقنب. تم خلط كل هذا بالماء في شكل خاص ثم تعريضه للشمس. بعد التجفيف، قام السيد بعناية فائقة بتنعيم المادة الناتجة بالحجارة الخاصة. أصبح الاختراع نقطة البداية لمزيد من تحسين الورق. تمت إضافة مكونات جديدة إلى تركيبته "الخاصة"، مما جعل الورق القديم أقوى وأكثر سلاسة، مما أدى لاحقًا إلى الإنتاج الضخم. ويمكن القول أن تاريخ ناقلات المعلومات قد توقف لفترة طويلة، وقد انتهى

في بداية القرن السابع، أتقنت كوريا واليابان إنتاج الورق. وبعد 150 سنة أخرى سوف يتعلم العرب عن ذلك. استمر توزيع الورق بشكل بطيء نوعًا ما. وكان هذا بسبب قرب الدول العربية من أوروبا. ومع ذلك، نتيجة لفتوحات إسبانيا، تم الكشف عن السر وانتشر في جميع أنحاء أوروبا الغربية.