Это сложно представить, но информация стала вездесущей. И незаметной, как воздух. Мы храним фото на облачных сервисах. Носим на "флешках" тысячи файлов. Сделав покупки, привычно прикладываем смартфон к кассовому терминалу, чтобы разом расплатиться, получить скидку, да ещё и бонусов набрать к новогодней распродаже. Выходим из супермаркета, садимся в машину, включаем навигатор и сразу же — аудиокнигу на том же смартфоне. Чтобы и ехать и читать... А ведь ещё лет 50 назад ничего из этого не было и в помине. Люди хранили данные на носителях, названия которых современной молодёжи и не скажут-то ничего: флоппи-диски, перфокарты, магнитные ленты… Носители компьютерной информации в нынешнем формате появились далеко не сразу. Производителям пришлось провести огромную работу, чтобы пользователи могли хранить терабайты информации на своем компьютере.
Понятия "носитель" и "накопитель" обычно взаимозаменяемы, но иногда в информатике их разделяют. Так, "носителем" может быть что угодно: бумага, кассета, диск. А вот "накопителем" — только электронные устройства, которые умеют работать с информацией: классифицировать её, хранить, менять и перезаписывать.
Перфокарты
Началось все с перфокарт — это первый инструмент для хранения информации.
Впервые они появились еще в 19 веке и представляли собой “аппаратный код для станков”, являясь чем-то вроде барабана или пластинки от музыкальной шкатулки, только вместо нот станок воспроизводил последовательность действия в рабочем процессе.
Технологии перфокарт многократно переделывались и дорабатывались. Наибольшего прогресса они достигли благодаря компании IBM, создавшей для них специальный стандарт.
Большинство людей, если увидят перфокарты, не поверят, что на них хранилась информация – прямоугольный кусок картона с "дырками". Отверстия располагались в определенной последовательности и хранили небольшой объем информации. На одну перфокарту помещалось 80 байт, а чтобы сохранить 1 Гбайт данных, нужно было практически 20 тонн таких бумажных носителей. Естественно, от них быстро отказались в пользу магнитной ленты.
Магнитная лента и ленточные накопители
Магнитную ленту изобрели в Германии в 1927 году — первоначально на тонкую бумагу наносили напыление порошком оксида железа. Технология с годами совершенствовалась и на магнитную ленту стали записывать различную аудио и видео информацию. Использовать магнитную ленту как хранилище данных в компьютерах стали в 1951 году — первые ленточные накопители могли хранить не более нескольких килобайт данных.
Ленточные накопители были надёжными, быстрыми, потребляли минимум энергии, но скорость доступа к произвольным участкам была медленной — ленту нужно было отматывать к определённому месту.
В настоящее время, такие носители используются лишь для продолжительного хранения больших массивов "архивных" данных.
Что касается бытовых компьютеров 80-х годов, то основным носителем информации были достаточно дешевые и доступные аудиокассеты: конечно, это было не очень удобно, но цена решала все. Магнитофон не был такой уж редкостью, а объема компакт-кассеты в 50-60 Мбайт вполне хватало для пользовательской информации того времени. Когда-же массово в персональных компьютерах стали появляться жесткие диски и дискеты со схожими принципами работы, магнитные ленты практически полностью ушли из бытовых устройств.
Дискеты
Автором дискет является компания IBM. Изначально массовое их использование не предполагалось, исключительно для распространения важного программного обеспечения. Конструкция дискет состояла из полимерного диска, спрятанного в пластиковый чехол для эффективной защиты. Параллельно с дискетами появились и устройства для работы с ними. Формат дискет несколько раз изменялся, они становились компактнее и вместительней.
В привычном виде появились в 1981 году. Их емкость составляла 1,44 Мбайт.
Объёмы файлов росли, а использование десятка флоппи-дисков было неудобным. Последняя попытка улучшить гибкий диск — SuperDisc в конце XX века не увенчалась успехом: он мог вместить до 140 Мбайт данных, но проиграл "войну форматов" компакт-дискам, DVD и онлайн-дистрибуции.
Оптические носители информации
Для многих станет шоком, но такие носители появились раньше дискет. Автором технологии является Philips. Просто первые модели оптических дисков получились не слишком удачными в плане использования. Классические кассеты были куда практичнее и удобнее. Однако все изменилось в 1982 году, когда на рынке появился новый вариант носителя — Compact Disc.
Конструкция дисков — это изделие из поликарбоната с нанесенным металлическим покрытием. Запись информации осуществлялась путем выдавливания углублений на поверхности диска.
Первые модели CD допускали только одну запись. Однако и этот недочет разработчики устранили. В последующем появился новый формат дисков CD-RW, допускающий многократную запись. Объем таких накопителей варьировался от 650 до 800 Мбайт.
В 1996 произошел прорыв, свет увидел новый формат— DVD. Визуально и технически такие диски ничем не отличались от CD, но изменилась технология записи. Такой шаг позволил существенно повысить плотность хранения информация. В результате объем носителя вырос до 4.7 Гбайт, а двухсторонние "двухслойные" варианты исполнения вмешали 17 Гбайт.
Если думаете, что оптические диски ушли в прошлое, то ничего подобного. Разработчики решительно были настроены увеличить их объем, чтобы такие накопители соответствовали текущим потребностям. Параллельно вели разработку две компании: Toshiba продвигала формат HD DVD, а Sony — Blu-ray. Гонка завершилась в 2008 году, выиграл ее Blu-ray. Такие диски впечатляют своей вместительностью, которая достигает 100 Гбайт. Причем они поддерживают современные форматы, в том числе 3D и 4К видео.
"Жесткие" диски
"Жёсткий" диск (HDD) — устройство, в котором используются пластины из алюминия или стекла, покрытые специальным магнитным составом. Они заключены в металлический контейнер с блоком электроники, а сами диски находятся в герметичной зоне. Внутри нет вакуума, но часто закачан чистый воздух, чтобы избежать появления пыли. Для чтения и записи используется целая электромеханическая система: электромотор вращает диски со скоростью до 10 000 оборотов в минуту, а "головка" записывает или считывает информацию. Данные записываются не произвольно, а в строгом порядке по секторам. Группа секторов образует "кластеры", между которыми и происходит обмен информацией.
Первые "жесткие" диски появились еще в 1956 году. Вес такого накопителя достигал одну тонну, а объем составлял 5 Мбайт. Да и стоили они невероятно дорого — десятки тысяч долларов! По тем временам цифра была просто космическая.
Первый прототип современных "жестких" дисков хоть и появился в 1973 году (автором которого являлась компания IBM), но более практичные "гибкие" диски или даже аудиокассеты использовали для "софта" вплоть до 80-х годов. Именно с этих пор технологии HDD стали совершеннее и доступнее.
"Твердотельные" накопители
"Твердотельные" накопители (SSD) вместо магнитных дисков накапливают информацию на микросхемах, что в сотни раз повышает скорость записи и чтения. Впервые технология появилась в конце 70-х годов прошлого века и использовалась для суперкомпьютеров. В 2010 году появились первые доступные SSD-накопители объёмом памяти 128 Гбайт, которые стали массово применять в обычных компьютерах и ноутбуках как дополнительный накопитель для операционной системы и файлов "подкачки".
"Твердотельные" накопители делятся на несколько групп:
- Внешние Flash-карты (SD, microSD, USB). Благодаря универсальному стандарту записи и интерфейсам, данными можно свободно оперировать и переносить их с устройства на устройство (отличная альтернатива "гибким" или "оптическим" дискам).
- Встраиваемые SSD-диски (альтернатива HDD в качестве запоминающего устройства персонального компьютера, ноутбука или сервера). Первые SSD-диски повторяли разъём подключения SATA, хотя современные "твердотельные" накопители подключаются через более быстрый PCI Express.
У SSD много преимуществ по сравнению с обычными HDD: малые габариты, отсутствие движущихся частей, низкая чувствительность к внешним электромагнитным полям, более надёжное хранение данных. Но есть и недостаток — ограниченное количество циклов записи (всё дело в ячейках памяти, которые пока не могут выдерживать бесконечное их число): у недорогих он может составлять только несколько десятков тысяч.
В любом случае, эффективный срок службы твердотельных накопителей составляет около 8 лет, что вполне достаточно для современного накопителя.
В настоящее время информация систематизируется и хранится, в основном, в "облачных" удалённых хранилищах. Кино, музыка, видеоигры, программы и сервисы доступны через стриминговые и онлайн-сервисы. "Облачные" технологии позволяют "рассредоточить" информацию по интернету, сделать её чтение доступным с любого поддерживаемого устройства.
Если вам понравился материал, оцените его в комментариях или поставьте лайк. Еще больше интересного о компьютерном железе, сервисе и поддержке вы сможете узнать, подписавшись на канал и посетив наш сайт.
