Fapte interesante din istoria mediilor de stocare. Principalul purtător de informații în Rusia Antică. Istoricul mediilor de stocare. Mașină de jacquard. Cărți perforate

Civilizația noastră este de neconceput în starea sa actuală fără purtători de informații. Memoria noastră nu este de încredere, așa că cu destul de mult timp în urmă omenirii a venit cu ideea de a înregistra gândurile sub toate formele.

Un mediu de stocare este orice dispozitiv conceput pentru înregistrarea și stocarea informațiilor.

Exemple de suporturi pot fi hârtie sau memorie USB-Flash, precum și o tabletă de argilă sau ADN uman.

Informațiile pot fi, de asemenea, diferite - acesta este text, sunet și video. Istoria mediilor de stocare începe cu mult timp în urmă...

Pietre și pereți din peșteri - Paleolitic (până la 40 până la 10 mii de ani î.Hr.)

Primii purtători de informații au fost, se pare, pereții peșterilor. Picturile pe stâncă și petroglifele (din grecescul petros - piatră și glifă - sculptură) au reprezentat animale, vânătoare și scene cotidiene. De fapt, nu se știe cu siguranță dacă picturile rupestre au fost destinate să transmită informații, au servit ca decor simplu, au combinat aceste funcții sau au fost în general necesare pentru altceva. Cu toate acestea, acestea sunt cele mai vechi medii de stocare cunoscute în prezent.

Tăblițe de lut - secolul al VII-lea î.Hr

Tablete de lut au fost scrise pe când lutul era umed și apoi arse într-un cuptor.

Tăblițele de lut au stat la baza primelor biblioteci din istorie, dintre care cea mai faimoasă este biblioteca Asurbanipal din Ninive (secolul al VII-lea), care conținea aproximativ 30 de mii de tăblițe cuneiforme.

Tablete de ceară

Tabletele de ceară sunt tăblițe din lemn, al căror interior a fost acoperit cu ceară colorată pentru inscripționarea cu un obiect ascuțit (stilo). Folosit în Roma antică.

Papirus - 3000 î.Hr

Papirusul este un material de scris care s-a răspândit în Egipt și în întreaga Mediterană, pentru a cărui producție s-a folosit o plantă a familiei. rogoz

Au scris pe el folosind un stilou special.

Pergament - secolul al II-lea înainte de credința noastră

Pergamentul a înlocuit treptat papirusul. Numele materialului vine de la orașPergamon, unde a fost produs pentru prima dată acest material. Pergamentul este piele netăbăcită de animale - oaie, vițel sau capră.

Popularitatea pergamentului a fost facilitată de faptul că pe el (spre deosebire de papirus) este posibil să se spele textul scris cu cerneală solubilă în apă (vezi palimpsest) și să se aplice unul nou. În plus, puteți scrie pe pergament pe ambele părți ale foii

Hârtie - secolul I sau începutul secolului al II-lea d.Hr

Se crede că hârtia a fost inventată în China la sfârșitul secolului I sau începutul secolului al II-lea d.Hr.

S-a răspândit datorită arabilor abia în secolele VIII-IX.

Scoarță de mesteacăn - răspândită încă din secolul al XII-lea

Literele din scoarță de mesteacăn au fost folosite în Novgorod și au fost descoperite de oamenii de știință în 1951.

Textele literelor din scoarță de mesteacăn au fost extrudate folosind un instrument special - un stilou din fier, bronz sau os.

Cărți perforate - introduse în 1804, patentate în 1884

Apariția cărților perforate este asociată în principal cu numele lui Herman Hollerith, care le-a folosit pentru a efectua recensământul din SUA în 1890. Cu toate acestea, primele carduri perforate au fost create și utilizate mult mai devreme. Joseph Marie Jacquard le-a folosit pentru a crea modele de țesături pentru războaiele sale încă din 1804.

Benzi de hârtie perforate - 1846

Banda de hârtie perforată a apărut pentru prima dată în 1846 și a fost folosită pentru a trimite telegrame

Bandă magnetică - anii 50

În 1952, banda magnetică a fost folosită pentru a stoca, scrie și citi informații în computerul IBM System 701.

Discul magnetic a fost inventat de IBM la începutul anilor '50.

Dischetă - 1969

Prima așa-numită dischetă a fost introdusă pentru prima dată în 1969.

Hard disk - prezent

Aici ajungem la vremurile moderne.
Hard disk-ul a fost inventat în 1956, dar continuă să fie folosit și îmbunătățit constant.

Compact Disk, DVD – prezent

De fapt, CD-ul și DVD-ul sunt tehnologii foarte asemănătoare, diferă nu atât în ceea ce privește tipul de suport, cât și în tehnologia de înregistrare.

Flash - prezent

Desigur, nu toți purtătorii de informații inventați și utilizați de omenire sunt enumerați aici. Unele tipuri de suporturi sunt omise intenționat (CD-R, Blue Ray, tobe magnetice, lămpi), iar unele, desigur, sunt pur și simplu uitate. Desigur, orice erori sau descrieri incorecte sunt vina mea; aș fi recunoscător pentru orice completări și clarificări.

Mulțumiri

La pregătirea textului au fost folosite surse.

Pentru a înțelege cât de mult a avansat o persoană în materie de informații și, datorită acesteia, a evoluat, este suficient să ne amintim de hârtie. Vă puteți imagina o civilizație fără hârtie și cărți? Tablete de lut, role de papirus, pagini de lemn... De acord, nu este foarte convenabil să studiezi când manualul cântărește câteva cenți și are dimensiunea unei camere de zi? Ar fi un eșec epic complet al umanității. Nu am naviga pe internet acum, dar am economisi bani pentru a treia carte din viața noastră. Iar începutul revoluției informaționale electronice, în epicentrul căreia ne aflăm acum, nu ar fi avut loc niciodată. La urma urmei, totul a început cu hârtie...

Bandă de hârtie, perforată. Start.

Era computerelor a început mult mai devreme decât cred majoritatea hamsterilor. Desigur, nu avea microprocesor, placă video pentru Contra Strike sau cameră web pentru chat pe Skype. În înțelegerea obișnuită a unui computer de astăzi, acestea nu erau computere deloc, ci monștri uriași cu gânduri lente, care au efectuat un număr neglijabil de calcule folosind hârtie veche bună. Sau mai degrabă, lenjerie de hârtie înfășurată pe role. Informațiile de pe el au fost stocate sub formă de găuri îngrijite. Mașinile timpurii precum Colossus Mark I (1944) lucrau cu date manual. Benzile perforate din hârtie au fost introduse ca hârtie în imprimantă în timp real. Cu toate acestea, computerele monstru de mai târziu au putut să citească programe de pe bandă, de exemplu, Manchester Mark I (1949), să citească cod de pe bandă și să-l încarce într-un tip primitiv de memorie electronică. Banda perforată a fost folosită pentru înregistrarea și citirea datelor de peste treizeci de ani. Acesta a fost începutul unei noi ere - înflorirea informațională a umanității.

Cărți perforate

Istoria cărților perforate datează de la începutul secolului al XIX-lea, când erau folosite pentru a controla războaiele. În 1890, Herman Hollerith a folosit un card perforat pentru a procesa datele recensământului din SUA. El a fost cel care a găsit o companie (viitorul IBM) care a folosit astfel de carduri în mașinile sale de calcul. În anii 1950, IBM folosea deja pe deplin cardurile perforate în computerele sale pentru stocarea și introducerea datelor, iar în curând alți producători au început să folosească acest mediu. La acea vreme, cardurile cu 80 de coloane erau comune, în care era alocată o coloană separată pentru un simbol. Unii ar putea fi surprinși, dar în 2002 IBM încă dezvolta tehnologia cardurilor perforate. Adevărat, în secolul 21 compania era interesată de carduri de mărimea unei mărci poștale, capabile să stocheze până la 25 de milioane de pagini de informații.

Banda magnetica

Odată cu lansarea primului computer comercial american, UNIVAC I (1951), era filmului magnetic a început în industria IT. Pionierul, ca de obicei, a fost din nou IBM, iar apoi alții au urmat exemplul. Banda magnetică a fost înfășurată deschis pe role și a constat dintr-o bandă foarte subțire de plastic acoperită cu o substanță sensibilă magnetic. Mașinile au înregistrat și au citit date folosind capete magnetice speciale încorporate în unitatea tamburului. Banda magnetică a fost utilizată pe scară largă în multe modele de computere (în special mainframe și minicalculatoare) până în anii 1980, când au fost inventate cartușele de bandă.

Primele discuri amovibile

În 1963, IBM a introdus primul hard disk cu un disc amovibil - IBM 1311. Era un set de discuri interschimbabile. Fiecare set era format din șase discuri cu un diametru de 14 inci, care dețin până la 2 MB de informații. În anii 1970, multe hard disk-uri, cum ar fi DEC RK05, acceptau astfel de seturi de discuri și au fost folosite în special de producătorii de minicalculatoare pentru a vinde software.

Cartușe de bandă

În anii 1960, producătorii de hardware de computer au învățat să pună role de bandă magnetică în cartușe de plastic miniaturale. Se deosebeau de predecesorii lor, mulinetele, prin durata lungă de viață, portabilitate și comoditate. Au devenit cele mai răspândite în anii 1970 și 1980. Asemenea bobinelor, cartușele s-au dovedit a fi suporturi foarte flexibile: dacă erau multe informații de înregistrat, mai multă bandă se potrivea pur și simplu în cartus. Astăzi, cartușele de bandă precum Ultrium LTO de 800 GB sunt folosite pentru suport pentru servere pe scară largă, deși popularitatea lor a scăzut în ultimii ani datorită confortului mai mare de a transfera date de pe hard disk pe hard disk.

Imprimare pe hârtie

În anii 1970, computerele personale au câștigat popularitate datorită costului lor relativ scăzut. Cu toate acestea, metodele existente de stocare a datelor erau inaccesibile pentru mulți. Unul dintre primele PC-uri, MITS Altair, a fost furnizat deloc fără suport de stocare. Utilizatorii au fost rugați să introducă programe folosind comutatoare speciale de pe panoul frontal. Apoi, în zorii dezvoltării „calculatoarelor personale”, utilizatorii trebuiau adesea să introducă literalmente foi de hârtie cu programe scrise de mână în computer. Ulterior, programele au început să fie distribuite în formă tipărită prin reviste de hârtie.

Dischete

În 1971, a fost lansat prima dischetă IBM. Era un disc flexibil de 8 inci acoperit cu o substanță magnetică, plasat într-o carcasă de plastic. Utilizatorii și-au dat seama rapid că pentru încărcarea datelor într-un computer, „dischetele” erau mai rapide, mai ieftine și mai compacte decât stivele de carduri perforate. În 1976, unul dintre creatorii primei dischete, Alan Shugart, a propus noul său format - 5,25 inci. A existat în această dimensiune până la sfârșitul anilor 1980, până când au apărut dischetele de 3,5 inci de la Sony.

Casete compacte

Caseta compactă a fost inventată de Philips, care a avut ideea de a plasa două bobine mici de film magnetic într-o carcasă de plastic. În acest format s-au făcut înregistrări audio în anii 1960. HP a folosit astfel de casete în desktop-ul său HP 9830 (1972), dar la început astfel de casete nu au fost deosebit de populare ca medii de stocare a informațiilor digitale. Apoi, căutătorii de medii de stocare ieftine și-au îndreptat totuși privirea către casete, care, datorită mâinii lor ușoare, au rămas la cerere până la începutul anilor 1980. Apropo, datele despre ele ar putea fi încărcate de la un player audio obișnuit.

cartușe ROM

Un cartuș ROM este un card format dintr-o memorie de numai citire (ROM) și un conector închis într-o carcasă rigidă. Zona de aplicare a cartușelor este jocurile și programele pe calculator. Astfel, în 1976, Fairchild a lansat un cartuş ROM pentru software de înregistrare pentru consola video Fairchild Channel F. În curând, computerele de acasă precum Atari 800 (1979) sau TI-99/4 (1979) au fost adaptate şi ele pentru a utiliza cartuşe ROM. Cartușele ROM erau ușor de utilizat, dar relativ scumpe, motiv pentru care „au murit”.

Marile experimente pe dischetă

În anii 1980, multe companii au încercat să creeze o alternativă la discheta de 3,5 inchi. O astfel de invenție (figurată mai sus în centru) poate fi numită cu greu o dischetă, chiar și la scurt timp: cartușul ZX Microdrive a constat dintr-o rolă uriașă de bandă magnetică, similară cu o casetă cu opt piste. Un alt experimentator, Apple, a creat discheta FileWare (dreapta), care a venit cu primul computer Apple Lisa - cel mai prost dispozitiv din istoria companiei conform Network World, precum și Compact Disk de 3 inchi (jos stânga) și acum rară dischetă LT de 2 inchi -1 (stânga sus), folosită exclusiv în laptopul Zenith Minisport din 1989. Alte experimente au dus la produse care au devenit de nișă și nu au reușit să reproducă succesul predecesorilor lor de 5,25 și 3,5 inci.

Disc optic

CD-ul, folosit inițial ca mediu de stocare audio digital, își datorează nașterea unui proiect comun între Sony și Philips și a apărut pentru prima dată pe piață în 1982. Datele digitale sunt stocate pe acest suport din plastic sub formă de micro-caneluri pe suprafața oglinzii sale, iar informațiile sunt citite cu ajutorul unui cap laser. S-a dovedit că CD-urile digitale sunt cele mai potrivite pentru stocarea datelor de pe computer, iar în curând aceleași Sony și Philips au finalizat noul produs. Așa a aflat lumea despre CD-ROM-uri în 1985. În următorii 25 de ani, discul optic a suferit o mulțime de modificări, lanțul său evolutiv include DVD, HD-DVD și Blu-ray. O etapă semnificativă a fost introducerea CD-Recordable (CD-R) în 1988, care a permis utilizatorilor să înregistreze ei înșiși datele pe disc. La sfârșitul anilor 1990, discurile optice au devenit în cele din urmă mai ieftine, retrogradând în cele din urmă dischetele pe fundal.

Medii magneto-optice

Ca și discurile compacte, discurile magneto-optice sunt „citite” de un laser. Cu toate acestea, spre deosebire de CD-urile și CD-R-urile convenționale, majoritatea suporturilor magneto-optice permit scrierea și ștergerea datelor în mod repetat. Acest lucru se realizează prin interacțiunea unui proces magnetic și a unui laser la înregistrarea datelor. Primul disc magneto-optic a fost inclus cu computerul NeXT (1988, foto jos, dreapta), iar capacitatea acestuia era de 256 MB. Cel mai cunoscut suport media de acest tip este discul audio Sony MiniDisc (centru sus, 1992). Avea și un „frate” pentru stocarea datelor digitale, care se numea MD-DATA (stânga sus). Discurile magneto-optice sunt încă produse, dar datorită capacității reduse și costului relativ ridicat, au devenit produse de nișă.

Iomega și Zip Drive

Iomega și-a făcut simțită prezența pe piața mediilor de stocare în anii 1980 odată cu lansarea cartușelor de disc magnetice Bernoulli Box cu capacități cuprinse între 10 și 20 MB. O interpretare ulterioară a acestei tehnologii a fost întruchipată în așa-numita media Zip (1994), care putea stoca până la 100 MB de informații pe un disc ieftin de 3,5 inci. Formatul a fost popular datorită prețului său accesibil și a capacității bune, iar discurile Zip au rămas la vârful popularității până la sfârșitul anilor 1990. Cu toate acestea, CD-R-urile care au apărut deja în acel moment puteau înregistra până la 650 MB, iar când prețul lor a scăzut la câțiva cenți bucata, vânzările de discuri Zip au scăzut catastrofal. Iomega a încercat să salveze tehnologia și a dezvoltat discuri de 250 și 750 MB, dar până atunci CD-R-urile cuceriseră deja complet piața. Și așa Zip a devenit istorie.

Dischete

Prima super dischetă a fost lansată de Insight Peripherals în 1992. Discul de 3,5 inchi conținea 21 MB de informații. Spre deosebire de alte medii, acest format a fost compatibil cu unitățile de dischetă tradiționale de 3,5 inchi anterioare. Secretul eficienței ridicate a unor astfel de unități constă în combinația dintre o dischetă și optica, adică datele au fost înregistrate într-un mediu magnetic folosind un cap laser, care a oferit o înregistrare mai precisă și, respectiv, mai multe piese, mai mult spațiu. La sfârșitul anilor 1990, au apărut două formate noi - Imation LS-120 SuperDisk (120 MB, dreapta jos) și Sony HiFD (150 MB, dreapta sus). Noile produse au devenit concurenți serioși pentru unitatea Iomega Zip, dar în cele din urmă, formatul CD-R a cucerit pe toată lumea.

O mizerie în lumea suporturilor portabile

Succesul răsunător al Zip Drive la mijlocul anilor 1990 a dat naștere la o serie de dispozitive similare, ai căror producători sperau să ia o parte din piață de la Zip. Principalii concurenți ai Iomega includ SyQuest, care și-a fragmentat mai întâi propriul segment de piață și apoi și-a ruinat linia de produse cu o varietate excesivă - SyJet, SparQ, EZFlyer și EZ135. Un alt rival serios, dar „întunecat” este Castlewood Orb, care a venit cu un disc asemănător Zip cu o capacitate de 2,2 GB. În cele din urmă, Iomega însuși a încercat să suplimenteze unitatea Zip cu alte tipuri de medii amovibile - de la hard disk-uri mari amovibile (1 și 2 GB Jaz Drive) la o unitate Clik miniaturală de 40 MB. Dar niciunul nu a atins culmile Zip.

Vine flash

Toshiba a inventat memoria flash NAND la începutul anilor 1980, dar tehnologia a devenit populară abia un deceniu mai târziu, după apariția camerelor digitale și a PDA-urilor. În acest moment, a început să fie vândut în diferite forme - de la carduri de credit mari (destinate pentru utilizare în dispozitivele portabile timpurii) la CompactFlash, SmartMedia, Secure Digital, Memory Stick și xD Picture Cards. Cardurile de memorie flash sunt convenabile, în primul rând, pentru că nu au părți mobile. În plus, sunt economice, durabile și relativ ieftine, cu o capacitate de memorie din ce în ce mai mare. Primele carduri CF aveau 2 MB, dar acum capacitatea lor ajunge la 128 GB.

Cu cât mai puțin?!

Slide-ul promoțional IBM/Hitachi arată un hard disk mic Microdrive. A apărut în 2003 și de ceva timp a cucerit inimile utilizatorilor de computere. iPod-ul și alte playere media, care au debutat în 2001, sunt echipate cu dispozitive similare bazate pe un disc rotativ, dar producătorii au devenit rapid dezamăgiți de o astfel de unitate: era prea fragilă, consumatoare de energie și de volum mic. Deci, acest format este aproape „îngropat”.

Venirea USB-ului. Viva, informație!

În 1998, a început era USB. Comoditatea incontestabilă a dispozitivelor USB le-a făcut aproape parte integrantă din viața tuturor utilizatorilor de computere. De-a lungul anilor, acestea scad în dimensiune fizică, dar devin mai încăpătoare și mai ieftine. Deosebit de populare au fost „unitățile flash” sau unitățile USB, care au apărut în 2000 (din engleză thumb - „thumb”), numite așa pentru dimensiunea lor - aproximativ de dimensiunea unui deget uman. Datorită capacității lor mari și dimensiunilor mici, unitățile USB au devenit probabil cele mai bune medii de stocare inventate de omenire.

Realitatea virtuală vine!

„Fie ca tu să trăiești într-o eră a schimbării” este un blestem foarte laconic și destul de ușor de înțeles pentru o persoană, să zicem, peste 30 de ani. Etapa actuală a dezvoltării umane ne-a făcut să fim martori involuntari ai unei „epoci a schimbării” unice. Și aici nu doar amploarea progresului științific modern joacă un rol; în ceea ce privește semnificația pentru civilizație, tranziția de la unelte din piatră la unelte din cupru a fost, evident, mult mai semnificativă decât dublarea capacităților de calcul ale procesorului, care în sine va fi în mod clar. mai avansate din punct de vedere tehnologic. Viteza enormă, din ce în ce mai mare, a schimbării în dezvoltarea tehnologică a lumii este pur și simplu descurajatoare. Dacă în urmă cu o sută de ani fiecare domn care se respectă pur și simplu trebuia să fie conștient de toate „produsele noi” din lumea științei și tehnologiei, pentru a nu arăta ca un prost și un hillbilly în ochii celor din jur, acum , având în vedere volumul și viteza de generare a acestor „produse noi”, este cu totul ușor să le țineți evidența imposibil, întrebarea nici măcar nu se pune așa. Inflația tehnologiilor, de neimaginat chiar și până de curând, și capacitățile umane asociate cu acestea, au distrus de fapt tendința minunată din literatură - „Ficțiunea tehnică”. Nu mai este nevoie de el, viitorul a devenit de multe ori mai aproape decât oricând înainte; povestea planificată despre „tehnologia minunată” riscă să ajungă la cititor mai târziu, când ceva similar a ieșit deja de pe liniile de producție ale institutului de cercetare.

Progresul gândirii tehnice umane a fost întotdeauna reflectat cel mai rapid în domeniul tehnologiei informației. Metodele de colectare, stocare, sistematizare și distribuire a informațiilor parcurg ca un fir roșu întreaga istorie a omenirii. Descoperirile, fie în domeniul științelor tehnice sau umane, într-un fel sau altul, au răspuns IT. Calea civilizațională parcursă de umanitate este o serie de pași succesivi pentru îmbunătățirea metodelor de stocare și transmitere a datelor. În acest articol, vom încerca să înțelegem și să analizăm mai detaliat etapele principale ale procesului de dezvoltare a purtătorilor de informații și să facem o analiză comparativă a acestora, pornind de la cele mai primitive - tablete de lut, până la cele mai recente succese în crearea o interfață mașină-creier.

Sarcina propusă nu este chiar o glumă, uite la ce ți-ai propus, va spune cititorul intrigat. S-ar părea, cum este posibil, menținând cel puțin corectitudinea de bază, să comparăm tehnologii semnificativ diferite din trecut și din prezent? Faptul că modul în care oamenii percep informațiile nu s-a schimbat prea mult poate ajuta la rezolvarea acestei probleme. Formele de înregistrare și formele de citire a informațiilor prin sunete, imagini și simboluri codificate (scriere) rămân aceleași. În multe privințe, acest fapt dat a devenit, ca să spunem așa, un numitor comun, datorită căruia se vor putea face comparații calitative.

Metodologie

Pentru început, merită să ne amintim adevărurile cu care vom continua să operăm. Mediul de stocare elementar al unui sistem binar este un „bit”, în timp ce unitatea minimă de stocare și procesare a datelor de către un computer este un „octet”, în formă standard, acesta din urmă include 8 biți. Un megabyte, mai familiar pentru urechile noastre, corespunde cu: 1 MB = 1024 kbytes = 1048576 bytes.

Unitățile date sunt în prezent măsuri universale ale volumului de date digitale situate pe un anumit mediu, așa că vor fi foarte ușor de utilizat în lucrările viitoare. Universalitatea constă în faptul că un grup de biți, de fapt o colecție de numere, un set de valori 1/0, poate descrie orice fenomen material și, prin urmare, îl poate digitiza. Nu contează dacă este cel mai sofisticat font, imagine, melodie, toate aceste lucruri constau din componente separate, fiecăruia cărora i se atribuie propriul cod digital unic. Înțelegerea acestui principiu de bază ne face posibil să mergem mai departe.

Copilăria dificilă, analogică, a civilizației

Însăși dezvoltarea evolutivă a speciei noastre i-a aruncat pe oameni în îmbrățișarea unei percepții analogice a spațiului din jurul lor, care a predeterminat în mare măsură soarta dezvoltării noastre tehnologice.

La prima vedere a unei persoane moderne, tehnologiile care au apărut chiar în zorii omenirii sunt foarte primitive; pentru cineva care nu este experimentat în detalii, exact așa este însăși existența umanității înainte de tranziția la era „digitală”. ” poate părea, dar este așa, „copilăria” a fost chiar atât de dificilă? După ce ne-am propus să studiem întrebarea pusă, putem vedea tehnologii foarte simple de stocare și procesare a informațiilor în stadiul apariției lor. Primul purtător de informații de acest fel creat de om au fost obiectele portabile de zonă cu imagini imprimate pe ele. Tabletele și pergamentele au făcut posibilă nu numai salvarea, ci și procesarea acestor informații mai eficient decât oricând. În această etapă, oportunitatea care a apărut de a concentra o cantitate imensă de informații în locuri special desemnate - depozite, unde aceste informații au fost sistematizate și protejate cu grijă, a devenit principalul imbold pentru dezvoltarea întregii omeniri.

Primele centre de date cunoscute, așa cum le-am numi acum, numite până de curând biblioteci, au apărut în vastitatea Orientului Mijlociu, între râurile Nil și Eufrat, în jurul anului 2000 î.Hr. În tot acest timp, formatul purtătorului de informații în sine a determinat în mod semnificativ modalitățile de interacțiune cu acesta. Și aici nu mai este atât de important dacă este o tabletă de chirpici, un sul de papirus sau o coală standard A4 de pastă și hârtie; toate aceste mii de ani au fost strâns unite prin metoda analogică de introducere și citire a datelor de pe un mediu. .

Perioada de timp în care modul analogic de interacțiune umană cu bunurile sale informaționale a dominat s-a extins cu succes până în zilele noastre, abia recent, deja în secolul XXI, făcând în sfârșit loc formatului digital.

După ce am conturat timpul aproximativ și cadrul semantic al etapei analogice a civilizației noastre, putem reveni acum la întrebarea pusă la începutul acestei secțiuni: până la urmă, aceste metode de stocare a datelor pe care le-am avut și le-am folosit până de curând, neștiind despre iPad-uri, unități flash și discuri optice?

Hai să facem calculul

Dacă lăsăm deoparte ultima etapă a declinului tehnologiilor de stocare a datelor analogice, care a durat în ultimii 30 de ani, putem observa cu tristețe că aceste tehnologii în sine, în general, nu au suferit modificări semnificative de mii de ani. Într-adevăr, o descoperire în acest domeniu a avut loc relativ recent, acesta este sfârșitul secolului al XIX-lea, dar mai multe despre asta mai jos. Până la mijlocul secolului declarat, printre principalele metode de înregistrare a datelor se puteau distinge două principale: scrisul și pictura. Diferența semnificativă dintre aceste metode de înregistrare a informațiilor, absolut indiferent de suportul pe care se desfășoară, constă în logica înregistrării informațiilor.

artă

Pictura pare a fi cea mai simplă modalitate de a transfera date, nefiind nevoie de cunoștințe suplimentare, atât la etapa de creare, cât și de utilizare a datelor, fiind astfel formatul original perceput de o persoană. Cu cât transmiterea luminii reflectate de la suprafața obiectelor din jur la retina ochiului scribului are loc pe suprafața pânzei, cu atât această imagine va fi mai informativă. Lipsa de minuțiozitate a tehnicii de transmitere și a materialelor utilizate de către creatorul imaginii este zgomotul care va interfera ulterior cu citirea corectă a informațiilor înregistrate în acest mod.

Cât de informativă este imaginea, ce valoare cantitativă a informațiilor poartă desenul. În această etapă de înțelegere a procesului de transmitere grafică a informațiilor, ne putem cufunda în sfârșit în primele calcule. Un curs de bază de informatică ne va veni în ajutor cu aceasta.

Orice imagine raster este discretă; este doar un set de puncte. Cunoscând această proprietate a acestuia, putem traduce informațiile afișate pe care le poartă în unități care ne sunt de înțeles. Deoarece prezența/absența unui punct de contrast este de fapt cel mai simplu cod binar 1/0, atunci fiecare punct dobândește 1 bit de informații. La rândul său, imaginea unui grup de puncte, să zicem 100x100, va conține:

V = K * I = 100 x 100 x 1 bit = 10.000 biți / 8 biți = 1250 octeți / 1024 = 1,22 kbytes

Dar să nu uităm că calculul de mai sus este corect doar pentru o imagine monocromă. In cazul imaginilor color mult mai des folosite, firesc, cantitatea de informatii transmise va creste semnificativ. Dacă presupunem că condiția pentru o adâncime suficientă a culorii este codificarea pe 24 de biți (calitate fotografică) și permiteți-mi să vă reamintesc că are suport pentru 16.777.216 de culori, atunci obținem o cantitate mult mai mare de date pentru același număr de pixeli:

V = K * I = 100 x 100 x 24 biți = 240.000 biți / 8 biți = 30.000 octeți / 1024 = 29,30 kbytes

După cum știți, un punct nu are dimensiune și, în teorie, orice zonă alocată pentru desenarea unei imagini poate transporta o cantitate infinit de mare de informații. În practică, există destul de anumite dimensiuni și, în consecință, volumul de date poate fi determinat.

Pe baza multor studii, s-a constatat că o persoană cu acuitate vizuală medie, de la o distanță confortabilă pentru citirea informațiilor (30 cm), poate distinge aproximativ 188 de linii pe 1 centimetru, ceea ce în tehnologia modernă corespunde aproximativ cu parametrul standard pentru scanarea imaginilor. cu scanere de uz casnic la 600 dpi . Prin urmare, dintr-un centimetru pătrat de avion, fără dispozitive suplimentare, o persoană obișnuită poate număra 188:188 puncte, ceea ce va echivala cu:

Pentru o imagine monocromă:
Vm = K * I = 188 x 188 x 1 bit = 35.344 biți / 8 biți = 4418 octeți / 1024 = 4,31 kbytes

Pentru imagini de calitate fotografică:
Vc = K * I = 188 x 188 x 24 biți = 848.256 biți / 8 biți = 106.032 octeți / 1024 = 103,55 kbytes

Pentru o mai mare claritate, pe baza calculelor obținute, putem stabili cu ușurință câte informații conține o astfel de coală de hârtie A4 familiară cu dimensiunile 29,7/21 cm:

VA4 = L1 x L2 x Vm = 29,7 cm x 21 cm x 4,31 kbytes = 2688,15 / 1024 = 2,62 MB – imagine monocromă

VA4 = L1 x L2 x Vm = 29,7 cm x 21 cm x 103,55 kb = 64584,14 / 1024 = 63,07 mb – imagine color

Scris

Dacă în artele vizuale „imaginea” este mai mult sau mai puțin clară, atunci cu scris totul nu este atât de simplu. Diferențele evidente în metodele de transmitere a informațiilor între text și desen dictează o abordare diferită pentru determinarea conținutului informațional al acestor forme. Spre deosebire de o imagine, scrierea este un tip de transmisie standardizată, codificată a datelor. Fără a cunoaște codul cuvintelor încorporate în literă și literele care le formează, încărcătura de informații a, să zicem, scrisul cuneiform sumerian este, în general, nulă pentru majoritatea dintre noi, în timp ce imaginile antice de pe ruinele Babilonului, de exemplu, vor fi destul de perceput corect chiar și de o persoană complet ignorantă a complexității lumii antice . Devine destul de evident că conținutul informațional al unui text depinde foarte mult de mâinile cui cade și de modul în care este descifrat de o anumită persoană.

Cu toate acestea, chiar și în astfel de circumstanțe, care estompează oarecum validitatea abordării noastre, putem calcula fără ambiguitate cantitatea de informații care a fost plasată în texte pe diferite tipuri de suprafețe plane.
Folosind sistemul de codificare binară deja familiar și octetul standard, textul scris, care poate fi considerat ca un set de litere care formează cuvinte și propoziții, poate fi foarte ușor redus la forma digitală 1 / 0.

Octetul de 8 biți care ne este familiar poate obține până la 256 de combinații digitale diferite, ceea ce ar trebui să fie suficient pentru o descriere digitală a oricărui alfabet existent, precum și pentru numere și semne de punctuație. Acest lucru sugerează concluzia că orice caracter alfabetic standard aplicat suprafeței ocupă 1 octet în echivalent digital.

Situația este puțin diferită cu hieroglifele, care au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă de câteva mii de ani. Prin înlocuirea unui cuvânt întreg cu un caracter, această codificare folosește în mod clar spațiul alocat acestuia mult mai eficient în ceea ce privește încărcarea informațiilor decât ceea ce se întâmplă în limbile bazate pe alfabet. În același timp, numărul de caractere unice, cărora fiecăruia trebuie să li se atribuie o combinație nerepetată de 1 și 0, este de multe ori mai mare. În cele mai comune limbi hieroglifice existente: chineză și japoneză, conform statisticilor, nu sunt folosite efectiv mai mult de 50.000 de caractere unice; în japoneză, cu atât mai puțin, în momentul de față Ministerul Educației din țară a identificat doar 1.850 de hieroglife pentru uz zilnic. În orice caz, 256 de combinații care se potrivesc într-un octet nu mai sunt suficiente. Un octet este bun, dar doi este și mai bun, spune înțelepciunea populară modificată, 65536 - exact așa sunt câte combinații digitale vom obține folosind doi octeți, care, în principiu, devin suficiente pentru a converti o limbă utilizată activ în formă digitală, alocandu-i astfel doi octeți. octeți la majoritatea absolută a hieroglifelor.

Practica actuală de utilizare a scrisului ne spune că pe o coală standard A4 pot fi plasate aproximativ 1.800 de caractere unice, lizibile. Efectuând calcule aritmetice simple, puteți determina câte informații în echivalent digital o foaie standard dactilografiată alfabetică și o scriere hieroglifică mai informativă va conține:

V = n * I = 1800 * 1 octet = 1800 / 1024 = 1,76 kbytes sau 2,89 octet / cm2

V = n * I = 1800 * 2 octeți = 3600 / 1024 = 3,52 kbytes sau 5,78 octeți / cm2

Salt industrial

Secolul al XIX-lea a fost un punct de cotitură atât pentru metodele de înregistrare, cât și pentru stocarea datelor analogice; aceasta a fost o consecință a apariției materialelor și metodelor revoluționare de înregistrare a informațiilor care aveau să schimbe lumea IT. Una dintre principalele inovații a fost tehnologia de înregistrare a sunetului.

Invenția fonografului de către Thomas Edison a dat naștere pentru prima dată la existența cilindrilor cu caneluri aplicate, iar în curând înregistrează - primele prototipuri de discuri optice.

Reacționând la vibrațiile sonore, freza pentru fonograf a făcut neobosit caneluri atât pe suprafața metalului, cât și, puțin mai târziu, a polimerului. În funcție de vibrația captată, tăietorul a aplicat pe material un șanț răsucit de diferite adâncimi și lățimi, ceea ce a făcut posibilă, la rândul său, înregistrarea sunetului și, într-un mod pur mecanic, reproducerea vibrațiilor sonore care fuseseră deja gravate.

La prezentarea primului fonograf de către T. Edison la Academia de Științe din Paris, a fost o jenă: un lingvist mai în vârstă, care tocmai auzise reproducerea vorbirii umane printr-un dispozitiv mecanic, a sărit de pe scaun și și-a aruncat indignat pumnii. la inventator, acuzându-l de fraudă. Potrivit acestui membru respectat al academiei, metalul nu ar putea reproduce niciodată melodiozitatea vocii umane, iar Edison însuși este un ventriloc obișnuit. Dar tu și cu mine știm că cu siguranță nu este cazul. Mai mult, în secolul al XX-lea, oamenii au învățat să stocheze înregistrările audio în format digital, iar acum ne vom scufunda în câteva numere, după care va deveni destul de clar câte informații se potrivesc pe un disc de vinil obișnuit (materialul a devenit cel mai caracteristic şi larg răspândit reprezentativ al acestei tehnologii).

La fel ca mai devreme în cazul imaginii, aici ne vom baza pe capacitatea umană de a capta informații. Este cunoscut faptul că, cel mai adesea, urechea umană este capabilă să perceapă vibrații sonore de la 20 la 20.000 Herți, pe baza acestei constante, pentru trecerea la un format audio digital, a fost adoptată o valoare de 44100 Herți, deoarece pentru o tranziție corectă, frecvența de eșantionare a vibrațiilor sonore trebuie să fie de două ori valoarea sa inițială. De asemenea, un factor important aici este adâncimea de codare a fiecăreia dintre cele 44.100 de vibrații. Acest parametru afectează în mod direct numărul de biți inerenți unui val; cu cât este mai mare poziția undei sonore înregistrate într-o anumită secundă de timp, cu atât trebuie codificat mai mulți biți și cu atât sunetul digitalizat va suna de calitate mai mare. Raportul parametrilor de sunet ales pentru cel mai comun format de astăzi, nedistorsionat de compresia folosită pe discurile audio, este adâncimea sa de 16 biți, cu o rezoluție de oscilație de 44,1 kHz. Deși există rapoarte mai „capacitate” ale parametrilor dați, până la 32 biți / 192 kHz, care ar putea fi mai comparabile cu calitatea reală a sunetului înregistrării, vom include raportul 16 biți / 44,1 kHz în calcule. Raportul ales a fost cel care în anii 80-90 ai secolului al XX-lea a dat o lovitură zdrobitoare industriei înregistrărilor audio analogice, devenind de fapt o alternativă cu drepturi depline la aceasta.

Și astfel, luând valorile anunțate ca parametri inițiali ai sunetului, putem calcula echivalentul digital al volumului de informații analogice pe care îl poartă tehnologia de înregistrare:

V = f * I = 44100 Hertzi * 16 biți = 705600 biți/sec / 8 = 8820 octeți/sec / 1024 = 86,13 kbytes/sec

Prin calcul, am obținut cantitatea necesară de informații pentru a codifica 1 secundă de sunet dintr-o înregistrare de înaltă calitate. Deoarece dimensiunea plăcilor a variat, la fel ca și densitatea canelurilor de pe suprafața sa, cantitatea de informații despre reprezentanții specifici ai unui astfel de mediu a variat, de asemenea, semnificativ. Timpul maxim pentru înregistrarea de înaltă calitate pe un disc de vinil cu un diametru de 30 cm a fost mai mic de 30 de minute pe o parte, ceea ce era la limita capacităților materialului; de obicei, această valoare nu depășește 20-22 de minute. Având această caracteristică, rezultă că suprafața de vinil ar putea găzdui:

Vv = V * t = 86,13 kbytes/sec * 60 sec * 30 = 155034 kbytes / 1024 = 151,40 MB

Dar, de fapt, nu mai mult de:
Vvf = 86,13 kbytes/sec * 60 sec * 22 = 113691,6 kbytes / 1024 = 111,03 MB

Suprafața totală a unei astfel de plăci a fost:
S = π* r^2 = 3,14 * 15 cm * 15 cm = 706,50 cm2

De fapt, există 160,93 kbyți de informații pe centimetru pătrat al unei plăci; desigur, proporția pentru diferite diametre nu se va schimba liniar, deoarece aceasta nu este zona efectivă de înregistrare, ci întregul suport.

Banda magnetica

Cel mai recent și, poate, cel mai eficient purtător de date înregistrate și citite prin metode analogice este banda magnetică. Banda este de fapt singurul mediu care a supraviețuit cu succes erei analogice.

Tehnologia de înregistrare a informațiilor prin metoda magnetizării a fost brevetată la sfârșitul secolului al XIX-lea de către fizicianul danez Voldemar Poultsen, dar, din păcate, nu s-a răspândit atunci. Pentru prima dată, tehnologia a fost folosită la scară industrială abia în 1935 de către inginerii germani, pe baza ei fiind creat primul magnetofon de film. În cei 80 de ani de utilizare activă, banda magnetică a suferit modificări semnificative. Au fost folosite materiale diferite, parametri geometrici diferiți ai benzii în sine, dar toate aceste îmbunătățiri s-au bazat pe un singur principiu, dezvoltat încă din 1898 de Poultsen, înregistrarea magnetică a vibrațiilor.

Unul dintre cele mai utilizate formate a fost o bandă formată dintr-o bază flexibilă pe care a fost aplicat unul dintre oxizii metalici (fier, crom, cobalt). Lățimea benzii utilizate în casetofonele de uz casnic era de obicei de un inch (2,54 cm), grosimea benzii începea de la 10 microni, în ceea ce privește lungimea benzii, aceasta a variat semnificativ în diferite bucăți și, cel mai adesea, a variat de la sute. de la metri la o mie. De exemplu, o bobină cu diametrul de 30 cm ar putea conține aproximativ 1000 m de bandă.

Calitatea sunetului depindea de mulți parametri, atât de banda în sine, cât și de echipamentul care o citește, dar, în general, cu combinația corectă a acestor parametri, s-a putut realiza înregistrări de studio de înaltă calitate pe bandă magnetică. O calitate mai mare a sunetului a fost obținută prin utilizarea unui volum mai mare de bandă pentru a înregistra o unitate de timp a sunetului. Desigur, cu cât este folosită mai multă bandă pentru a înregistra momentul sunetului, cu atât este mai largă gama de frecvențe care pot fi transferate pe mediu. Pentru materiale de studio, de înaltă calitate, viteza de înregistrare pe bandă a fost de nu mai puțin de 38,1 cm/sec. La ascultarea înregistrărilor acasă, o înregistrare făcută cu o viteză de 19 cm/sec era suficientă pentru un sunet destul de plin. Ca rezultat, o bobină de 1000 m ar putea găzdui până la 45 de minute de sunet de studio sau până la 90 de minute de conținut acceptabil pentru majoritatea consumatorilor. În cazul înregistrărilor tehnice, sau al discursurilor, pentru care lățimea intervalului de frecvență în timpul redării nu a jucat un rol deosebit, cu un consum de bandă de 1,19 cm/sec pe bobina menționată mai sus, s-au putut înregistra sunete pentru cât cam 24 de ore.

Având o înțelegere generală a tehnologiilor de înregistrare cu bandă magnetică în a doua jumătate a secolului al XX-lea, putem converti mai mult sau mai puțin corect capacitatea media bobină la bobină în unități de volum de date care sunt de înțeles pentru noi, așa cum am făcut deja pentru înregistrări.

Un centimetru pătrat de astfel de suporturi va găzdui:
Vo = V / (S * n) = 86,13 kbytes/sec / (2,54 cm * 1 cm * 19) = 1,78 kbytes/cm2

Volumul total al unei bobine cu 1000 de metri de film:
Vh = V * t = 86,13 kbytes/sec * 60 sec * 90 = 465102 kbytes / 1024 = 454,20 MB

Nu uitați că filmarea specifică a benzii din bobină era foarte diferită; depindea, în primul rând, de diametrul rolei în sine și de grosimea benzii. Destul de obișnuite, datorită dimensiunilor lor acceptabile, erau utilizate pe scară largă bobinele care puteau ține 500...750 de metri de film, ceea ce pentru melomanul obișnuit echivala cu o oră de sunet, ceea ce era suficient pentru a reproduce un album muzical mediu. .

Durata de viață a casetelor video, care foloseau același principiu de înregistrare a unui semnal analogic pe bandă magnetică, a fost destul de scurtă, dar nu mai puțin strălucitoare. Până la momentul utilizării industriale a acestei tehnologii, densitatea de înregistrare pe bandă magnetică a crescut dramatic. Filmul de jumătate de inch, lung de 259,4 metri, conținea 180 de minute de material video de o calitate foarte discutabilă, așa cum este astăzi. Primele formate de înregistrare video au produs o imagine la nivelul de 352x288 linii, cele mai bune mostre au prezentat rezultate la nivelul de 352x576 linii. Din punct de vedere al ratei de biți, cele mai avansate metode de redare a înregistrării au făcut posibilă apropierea unei valori de 3060 kbit/sec, cu o viteză de citire a informațiilor de pe bandă de 2,339 cm/sec. O casetă standard de trei ore ar putea conține aproximativ 1724,74 MB, ceea ce, în general, nu este atât de rău, ca urmare, casetele video au rămas la mare căutare până de curând.

Număr magic

Apariția și implementarea pe scară largă a numerelor (codificarea binară) se datorează în întregime secolului XX. Deși însăși filosofia codificării cu codul binar 1/0, Da/Nu, într-un fel sau altul a plutit printre umanitate în momente diferite și pe diferite continente, luând uneori cele mai uimitoare forme, ea s-a materializat în cele din urmă în 1937. Studentul MIT Claude Shannon, pe baza lucrărilor marelui matematician britanic (irlandez) Georg Boulet, a aplicat principiile algebrei Boulenov circuitelor electrice, care de fapt au devenit punctul de plecare pentru cibernetică în forma în care o cunoaștem acum.

În mai puțin de o sută de ani, atât componentele hardware, cât și cele software ale tehnologiei digitale au suferit un număr imens de schimbări majore. Același lucru este valabil și pentru mediile de stocare. Pornind de la suporturi de stocare pe hârtie ultra-ineficiente pentru date digitale, am ajuns la stocarea în stare solidă ultra-eficientă. În general, a doua jumătate a secolului trecut a trecut sub stindardul experimentelor și al căutării de noi forme de media, ceea ce poate fi numit pe scurt o mizerie generală a formatului.

Card

Cărțile perforate au devenit, probabil, primul pas către interacțiunea dintre un computer și o persoană. O astfel de comunicare a durat destul de mult timp, uneori și acum acest mediu poate fi găsit în institute de cercetare specifice împrăștiate în CSI.

Unul dintre cele mai comune formate de card perforat a fost formatul IBM introdus în 1928. Acest format a devenit baza industriei sovietice. Dimensiunile unui astfel de card perforat conform GOST au fost 18,74 x 8,25 cm, cardul perforat nu putea conține mai mult de 80 de octeți, cu doar 0,52 octeți pe 1 cm2. În acest calcul, de exemplu, 1 Gigabyte de date ar fi egal cu aproximativ 861,52 Hectare de carduri perforate, iar greutatea unui astfel de Gigabyte ar fi puțin sub 22 de tone.

Benzi magnetice

În 1951, primele mostre de purtători de date bazate pe tehnologia magnetizării în impulsuri a benzii au fost lansate special pentru înregistrarea „cifrelor” pe aceasta. Această tehnologie a făcut posibilă adăugarea a până la 50 de caractere pe centimetru dintr-o bandă metalică de jumătate de inch. Ulterior, tehnologia a fost îmbunătățită serios, făcând posibilă creșterea de mai multe ori a numărului de valori unice pe unitate de suprafață, precum și reducerea costului materialului suportului în sine cât mai mult posibil.

În acest moment, conform ultimelor declarații ale Sony Corporation, evoluțiile lor nano fac posibilă plasarea unui volum de informații egal cu 23 Gigaocteți pe 1 cm2. Astfel de rapoarte de cifre sugerează că această tehnologie de înregistrare magnetică pe bandă nu a devenit învechită și are perspective destul de strălucitoare pentru o exploatare ulterioară.

Înregistrare Gram

Probabil cea mai uimitoare metodă de stocare a datelor digitale, dar doar la prima vedere. Ideea de a înregistra un program live pe un strat subțire de vinil a apărut în 1976 la Processor Technology, o companie cu sediul în Kansas City, SUA. Esența ideii a fost de a reduce cât mai mult costul mediului de stocare. Angajații companiei au luat o bandă audio cu date înregistrate în formatul audio standard Kansas City existent și au transferat-o pe vinil. Pe lângă reducerea costului media, această soluție a făcut posibilă atașarea unei plăci gravate la o revistă obișnuită, ceea ce a făcut posibilă distribuirea în masă a programelor mici.

În mai 1977, abonații revistei au fost primii care au primit în numărul lor o înregistrare care conținea un interpret 4K BASIC pentru procesorul Motorola 6800. Timpul de redare a înregistrării a fost de 6 minute.
Această tehnologie, din motive evidente, nu a prins; oficial, ultimul disc, așa-numitul Floppy-Rom, a fost lansat în septembrie 1978, aceasta fiind a cincea lansare.

Winchesters

Primul hard disk a fost introdus de IBM în 1956; modelul IBM 350 a fost inclus cu primul computer produs în masă al companiei. Greutatea totală a acestui „hard disk” a fost de 971 kg. Era asemănătoare ca mărime cu un dulap. Conținea 50 de discuri, al căror diametru era de 61 cm. Cantitatea totală de informații care putea să încapă pe acest „hard disk” a fost de 3,5 megaocteți.

Tehnologia de înregistrare a datelor în sine a fost, ca să spunem așa, un derivat al benzilor de înregistrare și magnetice. Discurile așezate în interiorul carcasei conțineau multe impulsuri magnetice, care le-au fost aplicate și citite de capul mobil al reportofonului. Ca un blat de gramofon, în fiecare moment recorderul s-a deplasat pe zona fiecărui disc, obținând acces la celula necesară, care transporta un vector magnetic de o anumită direcție.

În acest moment, tehnologia menționată mai sus este și ea vie și, în plus, se dezvoltă activ. În urmă cu mai puțin de un an, Western Digital a lansat primul hard disk de 10 TB din lume. În mijlocul corpului erau 7 plăci, iar în loc de aer, în mijlocul acestuia era pompat heliu.

Discuri optice

Își datorează aspectul parteneriatului dintre două corporații, Sony și Philips. Discul optic a fost introdus în 1982 ca o alternativă digitală viabilă la mediile audio analogice. Cu un diametru de 12 cm, primele mostre au putut găzdui până la 650 MB, care, cu o calitate a sunetului de 16 biți / 44,1 kHz, însumau 74 de minute de sunet, iar această valoare nu a fost aleasă în zadar. Simfonia a 9-a a lui Beethoven durează exact 74 de minute, care a fost excesiv de iubită fie de unul dintre coproprietarii Sony, fie de unul dintre dezvoltatorii de la Philips, iar acum ar putea încăpea în întregime pe un singur disc.

Tehnologia de aplicare și citire a informațiilor este foarte simplă. Indentările sunt arse în suprafața oglinzii discului, care, atunci când citiți informațiile optic, sunt înregistrate în mod clar ca 1/0.

Tehnologia media optică este, de asemenea, înfloritoare în anul 2015. Tehnologia cunoscută la noi drept disc Blu-ray cu înregistrare pe patru straturi deține pe suprafața sa aproximativ 111,7 Gigaocteți de date, la prețul ei nu prea mare, fiind suport ideal pentru filme foarte „capatoare” de înaltă rezoluție cu reproducere profundă a culorilor.

Unități cu stare solidă, memorie flash, carduri SD

Toate acestea sunt creația unei singure tehnologii. Principiul înregistrării datelor, dezvoltat încă din anii 1950, se bazează pe înregistrarea unei sarcini electrice într-o regiune izolată a unei structuri semiconductoare. Pentru o lungă perioadă de timp, nu a găsit implementarea sa practică pentru a crea un purtător de informații cu drepturi depline pe baza sa. Motivul principal pentru aceasta au fost dimensiunile mari ale tranzistorilor, care, cu concentrația lor maximă posibilă, nu puteau genera un produs competitiv pe piața stocării de date. Și-au amintit tehnologia și au încercat periodic să o implementeze în anii 70-80.

Adevăratul punct culminant pentru unitățile SSD a venit la sfârșitul anilor 80, când dimensiunile semiconductoarelor au început să atingă dimensiuni acceptabile. În 1989, japonezul Toshiba a prezentat un tip complet nou de memorie „Flash”, din cuvântul „Flash”. Acest cuvânt în sine a simbolizat foarte bine principalele avantaje și dezavantaje ale mass-media implementate pe principiile acestei tehnologii. Viteză fără precedent de acces la date, un număr destul de limitat de cicluri de rescriere și necesitatea unei surse interne de alimentare pentru unele dintre acest tip de suporturi.

Până în prezent, producătorii de media au atins cea mai mare concentrare de capacitate de memorie datorită standardului de card SDCX. Cu dimensiunile de 24 x 32 x 2,1 mm, acestea pot suporta până la 2 TB de date.

Avantajul progresului științific

Toate mediile cu care ne-am ocupat până în acest moment au fost din lumea naturii nevie, dar să nu uităm că primul dispozitiv de stocare a informațiilor cu care ne-am ocupat cu toții este creierul uman.

Principiile de funcționare a sistemului nervos în termeni generali sunt deja clare astăzi. Și oricât de surprinzător ar suna, principiile fizice ale creierului sunt destul de comparabile cu principiile de organizare ale computerelor moderne.
Un neuron este o unitate structurală și funcțională a sistemului nervos; el formează creierul nostru. O celulă microscopică cu o structură foarte complexă, care este de fapt un analog al tranzistorului cu care suntem obișnuiți. Interacțiunea dintre neuroni are loc datorită diferitelor semnale care sunt propagate cu ajutorul ionilor, care la rândul lor generează sarcini electrice, creând astfel un circuit electric neobișnuit.

Dar și mai interesant este chiar principiul de funcționare al neuronului, ca și analogul său de siliciu, această structură oscilează în poziția binară a stării sale. De exemplu, la microprocesoare, diferența de niveluri de tensiune este considerată 1/0 condiționat; neuronul, la rândul său, are o diferență de potențial; de fapt, în orice moment în timp poate dobândi una sau două valori posibile de polaritate: fie „+” sau „-”. O diferență semnificativă între un neuron și un tranzistor este viteza de limitare a primului pentru a dobândi valori opuse de 1/0. Un neuron, datorită organizării sale structurale, pe care nu vom intra prea mult în detaliu, este de mii de de ori mai inert decât omologul său din siliciu, ceea ce îi afectează în mod natural viteza - cantitatea cererilor de procesare pe unitatea de timp.

Dar nu totul este atât de trist pentru ființele vii, spre deosebire de computere în care procesele se desfășoară într-un mod secvenţial, miliarde de neuroni integrati în creier rezolvă sarcinile atribuite în paralel, ceea ce oferă o serie de avantaje. Milioane de aceste procesoare de joasă frecvență fac posibilă, în special pentru oameni, interacțiunea cu mediul înconjurător.

După ce a studiat structura creierului uman, comunitatea științifică a ajuns la concluzia că, de fapt, creierul este o structură integrală, care include deja un procesor de calcul, memorie instantanee și memorie pe termen lung. Datorită structurii neuronale a creierului, nu există limite fizice clare între aceste componente hardware, ci doar zone de specificații neclare. Această afirmație este confirmată de zeci de precedente din viață, când, din anumite circumstanțe, oamenilor li s-a extirpat o parte din creier, până la jumătate din volumul total. Pacienții după astfel de intervenții, pe lângă faptul că nu s-au transformat într-o „legumă”, în unele cazuri, de-a lungul timpului, și-au restabilit toate funcțiile și au trăit fericiți până la o vârstă înaintată, fiind astfel dovada vie a profunzimii flexibilității și perfecțiunii creierului nostru. .

Revenind la subiectul articolului, putem ajunge la o concluzie interesantă: structura creierului uman este de fapt similară cu un dispozitiv de stocare în stare solidă, despre care a fost discutat chiar mai sus. După o astfel de comparație, ținând cont de toate simplificările sale, ne putem pune întrebarea, câte date pot fi găzduite în acest stocare? Poate fi din nou surprinzător, dar putem obține un răspuns complet lipsit de ambiguitate, așa că haideți să facem calculul.

Ca urmare a experimentelor științifice efectuate în 2009 de neurologul, doctor al Universității din Brazilia din Rio De Janeiro - Suzanne Herculano-Housell, s-a constatat că în creierul uman mediu, cântărind aproximativ un kilogram și jumătate, aproximativ 86 de miliarde. neuronii pot fi numărați, permiteți-mi să vă reamintesc că anterior oamenii de știință se credea că această cifră pentru valoarea medie este egală cu 100 de miliarde de neuroni. Pe baza acestor numere și echivalând fiecare neuron individual cu de fapt un bit, obținem:

V = 86.000.000.000 de biți / (1024 * 1024*1024) = 80,09 Gbit / 8 = 10,01 GB

Este mult sau puțin și cât de competitiv poate fi acest mediu de stocare a informațiilor? Este foarte greu de spus încă. În fiecare an comunitatea științifică ne mulțumește din ce în ce mai mult cu progresul în studiul sistemului nervos al organismelor vii. Puteți găsi chiar referințe la introducerea artificială a informațiilor în memoria mamiferelor. Dar, în mare, secretele gândirii creierului rămân încă un mister pentru noi.

Concluzie

Deși articolul nu a prezentat toate tipurile de suporturi de date, dintre care există o mare varietate, cei mai tipici reprezentanți și-au găsit un loc în el. Rezumând materialul prezentat, se poate urmări clar un model - întreaga istorie a dezvoltării suporturilor de date se bazează pe ereditatea etapelor premergătoare momentului curent. Progresul ultimilor 25 de ani în domeniul suporturilor de stocare se bazează ferm pe experiența acumulată în ultimii 100...150 de ani, în timp ce ritmul de creștere a capacității de stocare în acest sfert de secole a crescut exponențial, ceea ce reprezintă un caz unic de-a lungul întregii istorii cunoscute a omenirii.

În ciuda naturii arhaice a înregistrării datelor analogice care ni se pare acum, până la sfârșitul secolului al XX-lea a fost o metodă complet competitivă de lucru cu informația. Un album cu imagini de înaltă calitate ar putea conține gigaocteți din echivalentul digital al datelor, care până la începutul anilor 1990 era pur și simplu imposibil de plasat fizic pe un mediu la fel de compact, ca să nu mai vorbim de lipsa unor modalități acceptabile de a lucra cu astfel de seturi de date.

Primele înregistrări pe discuri optice și dezvoltarea rapidă a unităților HDD la sfârșitul anilor 1980 au zdrobit competiția multor formate de înregistrare analogice în doar un deceniu. Deși primele discuri de muzică optică nu diferă calitativ de aceleași discuri de vinil, având 74 de minute de înregistrare față de 50-60 (înregistrare față-verso), compactitatea, versatilitatea și dezvoltarea ulterioară a direcției digitale, așa cum era de așteptat, au îngropat în cele din urmă analogul. format pentru utilizare în masă.

Noua eră a mijloacelor de informare, în pragul căreia ne aflăm, poate afecta semnificativ lumea în care ne vom afla peste 10...20 de ani. Deja, munca avansată în bioinginerie ne oferă posibilitatea de a înțelege superficial principiile de funcționare a rețelelor neuronale și de a controla anumite procese din acestea. Deși potențialul de a plasa date pe structuri similare cu creierul uman nu este atât de mare, există lucruri care nu ar trebui uitate. Însăși funcționarea sistemului nervos este încă destul de misterioasă, ca urmare a puținelor sale cunoștințe. Principiile plasării și stocării datelor în el, chiar și la o primă aproximare, este evident că ele funcționează după legi ușor diferite decât ar fi valabile pentru metodele analogice și digitale de prelucrare a informațiilor. La fel ca în timpul trecerii de la stadiul analog al dezvoltării umane la cel digital, în timpul trecerii la era dezvoltării materialelor biologice, cele două etape anterioare vor servi drept fundație, un fel de catalizator pentru următorul salt. Necesitatea intensificării domeniului bioingineriei a fost evidentă mai devreme, dar abia acum nivelul tehnologic al civilizației umane s-a ridicat la un nivel în care o astfel de muncă poate fi într-adevăr încununată cu succes. Dacă această nouă etapă de dezvoltare a tehnologiilor IT va absorbi etapa anterioară, așa cum am avut deja onoarea de a observa, sau va merge în paralel, este prea devreme pentru a ne prezice, dar faptul că ne va schimba radical viața este evident.

Potrivit arheologilor, dorința de a înregistra informații a apărut la oameni în urmă cu aproximativ patruzeci de mii de ani. Primul transportator a fost rock. Această stocare staționară de date a avut o mulțime de avantaje (fiabilitate, rezistență la deteriorare, capacitate mare, viteză mare de citire) și un dezavantaj (scriere lentă și consumatoare de muncă). Prin urmare, în timp, au început să apară medii de stocare din ce în ce mai avansate. Nu le vom enumera în detaliu astăzi, dar vă invităm să vă amintiți doar calea pe care au parcurs depozitele de date în ultimele sute de ani.

Bandă de hârtie perforată

Majoritatea calculatoarelor timpurii foloseau bandă de hârtie înfăşurată pe role. Informațiile erau stocate pe el sub formă de găuri. Unele mașini, cum ar fi Colossus Mark 1 (1944), au lucrat cu date introduse prin bandă în timp real. Calculatoarele ulterioare, cum ar fi Manchester Mark 1 (1949), au citit programe de pe bandă și le-au încărcat într-o formă primitivă de memorie electronică pentru execuția ulterioară. Banda perforată a fost folosită pentru a scrie și a citi date timp de treizeci de ani.

Cărți perforate

În anii 1950, IBM folosea deja pe deplin cardurile perforate în computerele sale pentru stocarea și introducerea datelor, iar în curând alți producători au început să folosească acest mediu. La acea vreme, cardurile cu 80 de coloane erau comune, în care era alocată o coloană separată pentru un simbol. Unii ar putea fi surprinși, dar în 2002 IBM încă dezvolta tehnologia cardurilor perforate. Adevărat, în secolul 21 compania era interesată de carduri de mărimea unei mărci poștale, capabile să stocheze până la 25 de milioane de pagini de informații.

Banda magnetica

Primele discuri amovibile

Cartușe de bandă

Astăzi, cartușele de bandă precum Ultrium LTO de 800 GB sunt folosite pentru suport pentru servere pe scară largă, deși popularitatea lor a scăzut în ultimii ani datorită confortului mai mare de a transfera date de pe hard disk pe hard disk.

Imprimare pe hârtie

Casete compacte

cartușe ROM

Marile experimente pe dischetă

Disc optic

În următorii 25 de ani, discul optic a suferit o mulțime de modificări, lanțul său evolutiv include DVD, HD-DVD și Blu-ray. O etapă semnificativă a fost introducerea CD-Recordable (CD-R) în 1988, care a permis utilizatorilor să înregistreze ei înșiși datele pe disc. La sfârșitul anilor 1990, discurile optice au devenit în cele din urmă mai ieftine, retrogradând în cele din urmă dischetele pe fundal.

Medii magneto-optice

Iomega și Zip Drive

Dischete

O mizerie în lumea suporturilor portabile

În cele din urmă, Iomega însuși a încercat să suplimenteze unitatea Zip cu alte tipuri de medii amovibile - de la hard disk-uri mari amovibile (1 și 2 GB Jaz Drive) la o unitate Clik miniaturală de 40 MB. Dar niciunul nu a atins culmile Zip.

Vine flash

Cardurile de memorie flash sunt convenabile, în primul rând, pentru că nu au părți mobile. În plus, sunt economice, durabile și relativ ieftine, cu o capacitate de memorie din ce în ce mai mare. Primele carduri CF aveau 2 MB, dar acum capacitatea lor ajunge la 128 GB.

Mult mai putin

Slide-ul promoțional IBM/Hitachi arată un hard disk mic Microdrive. A apărut în 2003 și de ceva timp a cucerit inimile utilizatorilor de computere.

iPod-ul și alte playere media, care au debutat în 2001, sunt echipate cu dispozitive similare bazate pe un disc rotativ, dar producătorii au devenit rapid dezamăgiți de o astfel de unitate: era prea fragilă, consumatoare de energie și de volum mic. Deci, acest format este aproape „îngropat”.

Venirea USB-ului

Trecerea la virtualitate

De la începuturile sale, omenirea s-a străduit pentru cunoaștere. Acest lucru s-a datorat în primul rând competiției dificile și uneori destul de brutale cu natura sălbatică. Pentru a câștiga, pentru a-și ocupa nișa într-un mediu agresiv, omul a fost nevoit să evolueze, în primul rând, intelectual. La urma urmei, nici primii reprezentanți ai Homo Sapiens, reprezentați de neanderthalieni, nu s-au putut compara în forță și dexteritate cu tigrii cu dinți de sabie și urșii de peșteră. Dar cum să păstrăm cunoștințele acumulate? Care purtător de informații era mai venerat decât alții în Rusia antică?

De ce să transmitem experiența descendenților?

Oamenii au venit cu tot mai multe tehnici și trucuri pentru a anula puterea nestăpânită a animalelor. Cu toate acestea, în procesul de dezvoltare, anticii s-au confruntat cu o altă problemă - antrenarea descendenților lor. Având în vedere speranța medie de viață scurtă a unei persoane, uneori cunoștințele și experiența dobândite au murit odată cu el. Iar noua generație a învățat din greșelile lor, neputând folosi niciun fel de purtător de informații în Rus’ Antic, de exemplu. Acest lucru a încetinit semnificativ întregul proces evolutiv și a pus constant omul în pragul supraviețuirii.

Probabil, dorința de a transmite experiența și cunoștințele acumulate generațiilor viitoare a fost cea care i-a motivat pe autorii picturilor antice rupestre. La urma urmei, acolo au fost descrise foarte des scene de vânătoare, vindecare, vindecare și alte activități utile ale primilor oameni. Se poate susține că în acest fel au încercat să găsească cei mai vechi purtători naturali de informații. La urma urmei, unii dintre ei au trecut de-a lungul secolelor și au supraviețuit până în zilele noastre.

Cu timpul, problema conservării și transmiterii experienței a devenit din ce în ce mai urgentă. La urma urmei, cunoștințele acumulate au fost rezumate și au necesitat o descriere mai atentă atunci când au fost transmise generației următoare. Cu toată frumusețea și semnificația profundă a picturilor rupestre, ele încă nu transmiteau nuanțele cutare sau cutare acțiune. Suntem interesați să înțelegem cum au predat și studiat în Rusia antică, de exemplu.

Ce este considerată informație?

Nu va fi de prisos să aflăm care sunt informațiile în sine. Sublimând opiniile și calculele majorității experților, vom da următoarea definiție: acesta este un corp de date despre persoane, evenimente și fenomene care nu depinde de forma de prezentare. Dacă vorbim despre conținut de zi cu zi, atunci informațiile sunt datele pe care o persoană le primește de la natura sau societatea înconjurătoare.

Ca o consecință a evoluției, au apărut custozi scrisi ai datelor acumulate. Mediile materiale sunt documente care conțin un set de date concentrate pentru transmiterea ulterioară în timp sau spațiu.

Studiind cele mai vechi medii materiale, ajungem la concluzia că au existat mai multe nemateriale, adică oameni care și-au transmis cunoștințele exclusiv oral. Factorul uman în acest caz este extrem de nesigur.

Scriere și documentare

Și deși în antichitate nu exista un concept de „documente” ca atare, acestea sunt surse scrise de informații care au supraviețuit până în zilele noastre. Deci ce este?

Desigur, cu o oarecare întindere, picturile rupestre găsite de arheologii moderni pot fi considerate documente. Ele transmit, într-o măsură sau alta, informații despre evenimentele care au avut loc în vremuri străvechi. Și totuși, adevărații purtători materiale de informație și dezvoltarea lor au apărut odată cu apariția scrisului.

Un fapt interesant este că la început oamenii au încercat să-și pună scrisul „modă veche” pe stânci. Probabil, testamentele strămoșilor vorbeau despre fiabilitatea acestei metode de transmitere a informațiilor. Dar practica a arătat că nu este așa. Spre deosebire de desene, scrierile antice erau foarte adesea incoerente în natură, aplicate fin și prin urmare estompate sau șterse rapid. Așa că este destul de greu să vezi așa ceva zilele astea.

Clay este cel mai vechi purtător de informații

Istoria purtătorilor de informații începe, poate, de pe vremea când oamenii au învățat să-și înregistreze gândurile în forme mai sigure. Unul dintre primele materiale disponibile pentru crearea documentelor antice a fost lutul. Acest material simplu a fost descoperit de vechii locuitori din Mesopotamia. Sumerienii au venit cu ideea de a-și zgâria scrierile pe tăblițe mici de lut.

Această metodă de prezentare a informațiilor era deja izbitor de diferită de picturile pe stâncă și pe pereți. Și deși aceasta nu poate fi numită scriere reală, însuși faptul că unele tăblițe au supraviețuit până în zilele noastre spune multe. Odată cu dezvoltarea, semnele au devenit treptat mai complexe și mai perfecte. Nu mai desenau doar pe argilă proaspătă, ci au extrudat semne cu un stylus special.

La sfârșitul civilizației lor, vechii sumerieni au scris cărți întregi folosind tăblițe de lut și au creat adevărate biblioteci din ele. Cel mai vechi mediu de stocare natural, a cărui colecție o cunoaștem ca biblioteca regelui asirian Asurbanipal, număra peste 30 de mii de tăblițe. Și aceasta vorbește despre un flux destul de serios de informații pe care oamenii antici l-au păstrat.

De la lut la metal - o călătorie de câteva secole

Scrisul, între timp, s-a dezvoltat din ce în ce mai mult. Textele care erau afișate pe panouri au devenit din ce în ce mai lungi. Argila, prin compoziția sa naturală, este destul de grea, așa că s-a dovedit a fi incomod pentru păstrarea opuselor lungi ale oamenilor antici.

Era nevoie de un mediu alternativ. Care au fost cei mai vechi purtători de informații naturale din istoria omenirii? După lut, oamenii foloseau plăci de os sau metal mai avansate. Prima mențiune despre astfel de documente se găsește în Egiptul Antic. Acolo scrierea de pe tablete a fost îmbunătățită și simplificată. Pentru aplicarea textului, nu a mai fost folosită o daltă, ci un stilou special ascuțit, care a fost folosit pentru a zgâria textul dorit.

Având în vedere compactitatea și fiabilitatea acestor medii, pe ele au fost uneori plasate poezii întregi. Grecii antici, de exemplu, își scriau mesajele pe tăblițe de plumb, pe care apoi le-au așezat în morminte pentru a îndepărta spiritele rele.

Această inovație a fost preluată și de Roma Antică. Ținând cont de iluminarea generală a locuitorilor imperiului, nu este de mirare că aproape totul a fost scris pe astfel de tăblițe - de la testamente la decrete emise de Senat. Adevărat, în acest din urmă caz acest lucru a fost făcut pe bronz, care a fost apoi afișat subiecților. Cu toate acestea, producția de discuri a fost destul de costisitoare chiar și pentru Roma bogată.

Ceară - o soluție ieftină pentru mediile de stocare

Tabletele au început să fie făcute din ceară. Baza era din fildeș sau lemn. Ceara a fost turnată într-o adâncitură specială pe partea frontală. Rezultatul a fost ceva asemănător cu un ecran modern reutilizabil pentru copii, pe care se scrie cu un stilou ascuțit și se șterge ce este scris dacă este necesar. Putem spune că în acest fel a fost conectată ideea de purtători de informații vechi și moderni.

Sistemul s-a dovedit a fi atât de reușit încât a durat 1500 de ani. Tabletele de ceară au fost folosite și de strămoșii noștri, care le numeau cers. Este de remarcat faptul că acest purtător de informații în Rusia antică a fost foarte des folosit de comercianții ruși ca contabilitate și caiete. Dar nu numai oamenilor din comerț le plăceau ceras. Serviciile de stat au emis decrete și interpretări asupra acestora. De exemplu, un document uimitor datând din secolul al XI-lea a supraviețuit până în zilele noastre. Se numea Codul Novgorod și consta din patru pagini.

Papyrus - cea mai veche hârtie

Din păcate, din cauza condițiilor climatice, tabletele de ceară au devenit foarte des inutilizabile. Din motive evidente, Ceras nu a tolerat bine vremea caldă. În timp ce era principalul mijloc de informare în Rusia antică, locuitorii Egiptului au achiziționat papirus. Da, ca și în cazul tăblițelor de lut, Egiptul a devenit locul de naștere al acestei inovații.

Oamenii de știință datează apariția primelor papirusuri în secolul 25 î.Hr. Materia primă pentru fabricarea papirusului era stuful, care creștea din abundență pe malurile Nilului. Papirusul însuși a fost făcut din miezul plantei, care a fost tăiat în fâșii subțiri și apoi așezat suprapus sub o piatră mare și netedă. El, la rândul său, a fost instalat sub soarele egiptean arzător. După uscare, papirusul a fost lustruit cu raclete speciale din fildeș. Papirusul gata de utilizare era format din panglici lungi, motiv pentru care era depozitat în primul rând în suluri.

Puțin mai târziu, foile au început să fie combinate în cărți. Papirusul a devenit destul de răspândit atât în Grecia, cât și în Imperiul Roman. Dar, în ciuda popularității acestui purtător de informații, acesta era încă nesigur. Adesea rupte, arse și stricate de praf. Cu toate acestea, o serie de documente realizate pe papirus au supraviețuit până în zilele noastre. Adevărat, aceasta este mai degrabă o excepție de la regulă.

Papirusul practic nu a fost folosit ca purtător de informații în Rusia antică. Strămoșii noștri au preferat materiale mai fiabile sub formă de tablete de ceară, iar apoi scoarța de mesteacăn.

Pergament

Hârtia - etapa finală

Istoricii susțin că hârtia a apărut în China în secolul al II-lea î.Hr. Apariția sa se datorează lipsei de încredere și costului ridicat al mijloacelor existente de transmitere a informațiilor sub formă de tablete, papirus și pergament. Primele mostre de produse din hârtie au fost făcute din coconi de viermi de mătase refuzați, iar puțin mai târziu au început să folosească cânepă prelucrată pentru aceasta.

În anul 105 î.Hr. e. Maestrul chinez Cai Lun a început să producă hârtie din deșeuri de fibre de dud, cârpe, cenușă de lemn și cânepă. Toate acestea au fost amestecate cu apă într-o formă specială și apoi expuse la soare. După uscare, maestrul a netezit foarte atent substanța rezultată cu pietre speciale. Invenția a devenit punctul de plecare pentru îmbunătățirea ulterioară a hârtiei. Compoziției sale „proprietare” au fost adăugate ingrediente noi, făcând hârtia antică mai puternică și mai netedă, ceea ce a dus ulterior la producția în masă. Și istoria purtătorilor de informații s-a oprit de mult timp, s-ar putea spune, s-a încheiat

La începutul secolului al VII-lea, producția de hârtie era stăpânită de Coreea și Japonia. Și în alți 150 de ani arabii vor afla despre asta. Distribuirea ulterioară a hârtiei a decurs destul de lent. Acest lucru s-a datorat unei anumite apropieri a statelor arabe de Europa. Cu toate acestea, ca urmare a cuceririlor Spaniei, secretul a fost dezvăluit și răspândit în toată Europa de Vest.