CityHost.UA
Помощь и поддержка

История развития цифровых носителей информации — от перфокарты до облачных хранилищ

 1995
25.08.2022
article

 

 

Сейчас мы наблюдаем один из этапов истории развития цифровых носителей информации: на рынок вышли новейшие SSD – экономные в плане энергопотребления накопители без движущихся частей. В настоящее время они конкурируют с привычными HDD с жестким диском и магнитной головкой для считывания данных.

Это лишь одна из вех эволюции информационных носителей, которая на самом деле началась несколько сотен лет назад. Сегодня рассмотрим все ключевые изобретения, которые выстроили путь к современным компьютерам и серверам, возможности хранить информацию и обмениваться ею.

Двоичная система счисления

Прежде чем говорить о носителе, давайте вспомним историю того, что они, собственно, несут. Вся информация, которую мы получаем через Интернет, храним в компьютерах и смартфонах, закодирована в двух числах, расположенных в определенном порядке — 1 и 0. В отличие от обычной десятичной, значение цифры зависит от ее позиции среди окружающих символов. Поэтому эта система относится от так называемых позиционных.

Современные передовые технологии базируются на математической системе, заложенной еще до начала нового исчисления. Истоки двоичной системы счисления находят в древней Индии — примерно в 3-м веке до нашей эры ученый по имени Пингала создал систему, в чем-то похожую на азбуку Морзе, где смысл сообщения закодирован в длинных и коротких сигналах.

Подобные изыскания прослеживаются и в Китае в виде гексаграмм. Правила их создания были описаны в 11-м веке китайским ученым Шао Юнем. Впрочем, это еще не двоичная система в современном понимании, а только попытки использовать два знака (короткую и длинную черту) для кодирования информации. Этот способ перекликается с изображениям цифр из текста И Цзин, созданного в Древнем Китае примерно в 13-м веке до нашей эры. Автор использовал ровную линию для нечетных чисел, и ломаную — для четных.

Но официально датой появления двоичного кода считают 17-й век, когда Готфрид Лейбниц изобрел двоичную арифметику — простейшую среди всех возможных, ведь система оперирует только двумя значениями, двумя состояниями. Он не советовал заменять ею привычную десятичную систему, но отмечал, что его открытие несет большой потенциал для использования в науке.

В те времена изобретению действительно не нашлось практического применения, вспомнили о нем только в 1930-х годах, когда разрабатывались первые вычислительные машины на основе этой системы.

Читайте также: «Как интернет изменил мир: ТОП-10 привычных вещей и явлений, которых могло не быть». 

Перфокарта — от церкви до компьютера

Перфокарта — это первый носитель информации, на котором применяется двоичная система счисления. Сейчас в цифровых носителях используются знаки 1 и 0, тогда это было просто наличие или отсутствие отверстия в определенном месте строки.

Идея перфокарт зародилась еще в 14-м веке и использовалась для управления многочисленными церковными колоколами, на которых играли целые музыкальные произведения. Колоколов было много, все они были разные, управлять ими было сложно. Для облегчения процесса были изобретены специальные перфобарабаны: специальные зубчики на них цепляли рычаги, а те двигали определенный колокол в запрограммированное время. Позже по тому же принципу работали музыкальные шкатулки и шарманки.

Эта идея потом использовалась в других отраслях — например, в ткачестве и вязании.

Бумажные перфокарты были изобретены в 1884 году американским инженером Германом Холлеритом — именно в этом году был зарегистрирован патент «Искусство составления статистических данных». Он разработал систему карт, данные с которых могла считывать машина, и эта технология была использована для переписи населения США в 1890 году.

Бумажная перфокарта

Бумажная перфокарта, изобретенная в 1884 году

В 20-м веке это был один из основных методов хранения цифровой информации, который использовался в первых электронно-вычислительных машинах IBM. Так и началась история компьютеров.

Перфолента

Перфолента зародилась из идеи объединить несколько перфокарт в одну. Затем их начали печатать на бумажных лентах, тем самым сделав поток информации непрерывным. Были попытки печатать перфоленты на пластике, но это было дороже, поэтому материал не получил широкого распространения.

Бумажная перфолента

Бумажная перфолента

Такие ленты активно использовались во многих областях:

  • Телеграфное сообщение;

  • Телетайп;

  • Передача криптографических ключей (зашифрованная информация);

  • Программирование станков ЧПУ;

  • Кассовые аппараты.

Перфоленты активно использовались до 1990-х годов, сейчас они полностью вытеснены более современными носителями информации.

Магнитный барабан

Устройство для запоминания информации, распространенное в компьютерах 1950-60-х годов. ЭВМ, в которых использовали такие накопители, так и назывались — «барабанные компьютеры».

Технически это был быстро вращающийся цилиндр, покрытый ферромагнитным материалом, а несколько магнитных головок считывали информацию, каждая на своей дорожке.

Магнитный барабан

Справа — компьютер, на котором установлен магнитный барабан как носитель

Магнитный барабан был изобретен в 1932 году австрийцем Густавом Таушеком и вмещал всего 62 с половиной килобайта информации.

Кроме хранения информации, такие барабаны использовались еще и для оперативных целей — обработки данных и хранения программ. Поэтому магнитный барабан можно считать прообразом RAM, оперативной памяти.

Магнитная лента

В 1928 году была изобретена магнитная лента, спровоцировавшая революцию в звукозаписи и телевидении во второй половине 20-го века. Многие помнят, как мы пользовались кассетами, а перед тем бобинами, смотрели видео на видеомагнитофонах. Всё это стало возможным благодаря магнитной ленте.

Использовалась она и в компьютерной технике для записи цифровой информации. Ее основное преимущество по сравнению с предыдущими носителями — гораздо более высокая емкость, возможность перезаписи и многократного использования, дешевизна, большая продолжительность хранения данных и компактность.

Использовали эту технологию для записи данных для компьютеров. Более того! Накопители на магнитных лентах переживают возрождение — ими сейчас пользуются дата-центры, облачные сервисы и IT-гиганты, такие как Google.

Хранилище магнитных лент

Библиотеки магнитных лент – раньше и сейчас

В 2020 году IBM и Fujifilm объявили о совместном выпуске накопителя, обеспечивающего рекордную емкость в 580 ТБ.

Дискеты

Дискета, гибкий магнитный диск или floppy — это названия нового носителя, представленного IBM в 1971 году. Сама же идея записи информации на гибкие диски была предложена в 1967 году Дэвидом Ноблем, одним из инженеров компании.

Основой был хрупкий диск, покрытый ферромагнитным слоем и защищенный пластиковым футляром. Дискеты позволяли многократно перезаписывать информацию и имели большую скорость записи и считывания данных, чем предыдущие носители.

Дисткеты

Дискеты

У дискет были новые интересные функции — например, защита от записи, когда диск можно было использовать только для чтения, а также возможность записать большой файл на несколько дискет, создав непрерывную сессию.

Дискеты были распространены с 1970-х до 1990-х годов, после чего уступили место более емким оптическим дискам и флешкам.

Оптические диски

Первый оптический диск появился в Киеве и был изобретен Вячеславом Петровым, аспирантом Института Кибернетики.

Кстати, мы публиковали в блоге статью об изобретениях украинцев в области IT — из нее вы можете узнать, как наши земляки изменили мир технологий.

Первое производство было налажено совместно компаниями Philips и MCA в 1970-х годах. Музыкальные компакт-диски, CD и DVD-диски для записи данных можно встретить до сих пор, хотя в современных компьютерах все реже предусмотрено наличие дисковода CD-ROM.

CD-DVD диски

Оптические диски и проигрыватель для них

Накопитель представлял собой пластмассовый либо алюминиевый диск, информация с которого считывалась при помощи лазера. Существовали диски как с возможностью повторной перезаписи, так и без нее. После записи можно было увидеть невооруженным глазом образовавшиеся дорожки в виде борозд. Потому процесс называли «нарезать на диск».

Флешки

Флеш-накопители или USB-накопители появились в 1984 году в Японии, а привычный стандарт USB-входа был введен в 1994-1996 году. Это уже были носители нового поколения, основанные не на принципах магнетизма, а на транзисторах.

Флешки моментально отобрали пальму первенства у дисков, поскольку были меньше по размерам, не нуждались в коробках для хранения, с ними можно было не бояться царапин. Емкость же у них была больше.

Флешки с необычным дизайном

Необычный дизайн флешек

Впрочем, оказались у USB-флешек и недостатки. Например, они превратились в массовых разносчиков вирусов, которые можно было подхватить даже просто вставив флешку в чужой компьютер. Тем самым они заставили пользователей уделять больше внимания безопасности и ускорили развитие антивирусных программ.

HDD и SSD-накопители

Давайте вернемся назад по хронологии и отвлечемся от переносных носителей информации, с помощью которых транспортировали данные от компьютера к компьютеру. В области разработки ПК параллельно происходили свои процессы. Одним из важных изобретений был жесткий диск или винчестер, ставший неотъемлемой составляющей современных компьютеров и серверов.

Твердые диски были созданы IBM в 1956 году, а винчестеры, в которых совмещался в одной коробке диск и головка для считывания и записи данных, разработаны в 1973 году. Название «жесткий диск» носитель получил благодаря тому, что в отличие от предшественников, изготавливавшихся в основном из пластика, его дисковая часть была изготовлена ​​из металла.

Жесткие диски и твердотельные накопители

Внутреннее устройство HDD и SSD

Это был настолько грандиозный прорыв в отрасли, что HDD-диски используются до сих пор. В начале статьи мы упоминали о том, что их последние годы начали вытеснять SSD-устройства. Новейшие твердотельные носители были разработаны в 1978 году в США. Сначала появились полупроводниковые накопители на основе динамической памяти, по типу RAM — оперативной памяти. И уже позже, в 1995 году, были разработаны носители на основе флэш-памяти. Да, они работают по тому же принципу, что и флешки.

SSD более быстры, компактны, бесшумны, не так быстро изнашиваются. Но есть у них и недостатки по сравнению с HDD, которые значительно дешевле, отказоустойчивы и имеют большее количество циклов перезаписи. Поэтому эти два типа накопителей работают параллельно.

Облачные хранилища

Облачное хранилище – это уникальный по своей идее способ хранения и обработки данных. Ряд серверов объединяется в общее облачное пространство, из которого каждому пользователю выделяется часть ресурсов в виде виртуального сервера или аккаунта хостинга.

«Облака» позволяют легко и быстро масштабировать услугу, уменьшать и увеличивать количество потребленных ресурсов без лишних перенастроек. Благодаря тому, что серверы дублируют работу друг друга, возможность утраты данных из-за сбоя на стороне провайдера довольно низкая.

Читайте также: «Учет бизнеса в облаке: стоит или нет». 

Мы рассмотрели основные вехи развития цифровых носителей, совершили путешествие через годы и столетия. Представьте себе — для того, чтобы мы могли читать статьи, писать сообщения и скачивать приложения, произошло так много событий. Над каждым из этих открытий работало множество людей, внесших свой вклад в развитие цифрового общества и вошедших в историю.


Понравилась статья? Расскажите о ней друзьям: