Media Evolution: Über Lochkarten, Magnetfilme und Disketten

Hallo Geektimes! Normalerweise sprechen wir in unserem Blog über neue Produkte und Technologien der Firma OCZ. Heute werden wir jedoch darüber sprechen, wie sich die Datenspeichertechnologien im Laufe ihrer mehr als 200-jährigen Existenz entwickelt haben.

Unsere Geschichte beginnt natürlich mit Lochkarten. Viele Menschen glauben fälschlicherweise, dass Lochkarten die Entdeckung des 20. Jahrhunderts sind, dies ist jedoch nicht der Fall. Die ersten Lochkarten erschienen zu Beginn des 19. Jahrhunderts und wurden in einem vom französischen Erfinder Joseph Marie Jacquard entworfenen Webstuhl verwendet.

Also, was hat Jacquard erfunden? Im 19. Jahrhundert war die Stoffherstellung ein ziemlich arbeitsintensiver Prozess, aber im Kern war es eine ständige Wiederholung derselben Aktionen. Jacquard hatte eine große Erfahrung als Maschinenreparaturmann hinter seinem Rücken und fragte sich, warum dieser Prozess nicht automatisiert werden sollte.

Die Frucht seiner Arbeit war ein System aus riesigen massiven Platten, in die mehrere Lochreihen gemacht wurden. Diese Platten waren die ersten Lochkarten der Welt. Fairerweise sollte angemerkt werden, dass Jacquard in diesem Bereich noch kein Innovator war. Die französischen Webererfinder Basil Bouchon und Jacques Vaucanson versuchten ebenfalls, Lochbänder in ihren Webstühlen zu verwenden, konnten jedoch nicht fertigstellen, was begonnen wurde.

Das Funktionsprinzip der Jacquard-Maschine bestand darin, dass Lochkarten zum Eingang des Lesegeräts geführt wurden, bei dem es sich um einen Satz Sonden handelte, die mit Gewindestangen verbunden waren. Als das Lochband durch das Lesegerät lief, fielen die Sonden durch die Löcher und hoben die entsprechenden Gewinde an. Eine bestimmte Kombination von Löchern in der Lochkarte ermöglichte es also, das gewünschte Muster auf dem Stoff zu erhalten.

Lochkarten nahmen auch einen zentralen Platz in den Erfindungen des amerikanischen Ingenieurs Herman Hollerith ein, der 1890 einen Tabulator erstellte - ein Gerät, mit dem alphanumerische Zeichen auf einer Lochkarte verarbeitet und das Ergebnis auf Papierband ausgegeben werden konnte. Zuerst wurde der Hollerith-Tabulator vom United States Census Bureau verwendet, und wenig später wurde das System von der Eisenbahnabteilung und der Regierung übernommen. Übrigens gründete Hollerith 1896 die Firma Tabulating Machine Company, die 1911 Teil des CTR-Konglomerats wurde, das 1924 in IBM umbenannt wurde.

Der Hauptvorteil von Lochkarten war die Einfachheit und Bequemlichkeit der Datenmanipulation. Sie können überall auf dem Deck Karten hinzufügen oder entfernen, und es ist einfach, eine Karte durch eine andere zu ersetzen. Es gab aber auch Nachteile, die im Laufe der Zeit die Profis überwogen. Erstens ist es eine kleine Kapazität. Eine Lochkarte enthielt in der Regel nur 80 Zeichen. Dies bedeutet, dass zum Speichern von 1 MB Daten etwa 10.000 Lochkarten erforderlich sind. Auch Lochkarten zeichneten sich durch niedrige Lese- und Schreibgeschwindigkeiten aus. Selbst die schnellsten Leser verarbeiteten nicht mehr als tausend Lochkarten pro Minute, was ungefähr 1,6 Kb / min entspricht. Und natürlich Zuverlässigkeit. Es war einfach, eine Lochkarte aus dünnem Karton zu beschädigen oder ein zusätzliches Loch zu bohren.

Die Entwicklung der Lochkarten erreichte Mitte des 20. Jahrhunderts ihren Höhepunkt, und der Niedergang der Ära erfolgte in den 1980er Jahren, als sie durch fortschrittlichere magnetische Speichermedien ersetzt wurden.

Der erste Magnetfilm wurde 1928 vom deutschen Wissenschaftler Fritz Pflumer erstellt. Ein solcher Film war ein dünnes Papier, auf das eine dünne Schicht Eisenoxid aufgebracht wurde. Im selben Jahr zeigte Pflumer ein Gerät für die magnetische Aufzeichnung auf einem solchen Band. Bei der Aufzeichnung von Informationen auf dem Film wurde er einem Magnetfeld ausgesetzt, und die Magnetisierung blieb auf seiner Oberfläche erhalten.

Der erste mit Magnetband ausgestattete kommerzielle Computer war der 1951 eingeführte UNIVAC-I. Im Vergleich zu Lochkarten war der UNIVAC-I-Magnetfilm viel umfangreicher - etwa 1 MB Daten konnten hineinpassen.

Als Hauptdatenlager wurden bis in die 1980er Jahre Magnetbänder verwendet. In dieser Zeit wurden sie in Großrechnern und Minicomputern installiert. Mit dem Aufkommen der Festplatten wurde dem Magnetband die Rolle der Sicherungsdatenspeicherung zugewiesen. In den 2000er Jahren wurde wiederholt die Meinung geäußert, dass Magnetfilme bald endgültig in den Ruhestand gehen würden. Seit 2008 ist der Markt für Bandlaufwerke um durchschnittlich 14% pro Jahr zurückgegangen. Die Situation änderte sich jedoch dramatisch im Jahr 2011, als Thailand, wo sich riesige Produktionskapazitäten von Festplattenherstellern befanden, durch die Flut schwer beschädigt wurde. Aufgrund einer Naturkatastrophe gingen die HDD-Produktionsmengen erheblich zurück und die Produktpreise stiegen um 20-60%. Infolgedessen hat das Magnetband ein zweites Leben erhalten.

Der Markt für Bandlaufwerke wird weiterhin durch die Tatsache unterstützt, dass solche Speichergeräte immer noch billiger als moderne Festplatten sind. Laut Evangelos Eleftero, Leiter der Datenspeichertechnologie am IBM Zurich Research Laboratory, kostet 1 GB Band etwa 4 Cent, während 1 GB Festplattenspeicher auf einer Festplatte mindestens das 2,5-fache kostet - 10 Cent. Aus diesem Grund entscheiden sich beispielsweise große Forschungslabors für Magnetfilme, in denen große Informationsmengen gespeichert werden müssen. Beispielsweise wird ein Magnetband verwendet, um die Ergebnisse auf dem Large Hadron Collider zu speichern. Um 28 Petabyte Daten auf den Festplatten der CERN-Organisation zu speichern, die für die Erstellung und den Betrieb des Colliders verantwortlich ist,müsste mehr als 38 Millionen Dollar ausgeben. Während das Speichern der gleichen Menge an Informationen auf Magnetband kostete sie nur 1,5 Millionen.

Laut dem Leiter der CERN-Datenverarbeitungs- und Speichereinheit Alberto Pace bietet Magnetband neben geringen Kosten noch weitere Vorteile gegenüber Festplatten. Das erste ist die Zuverlässigkeit. Im Falle eines Bandbruchs kann es immer geklebt werden, während nur einige hundert Megabyte Daten verloren gehen. Und wenn die Festplatte abstürzt, gehen höchstwahrscheinlich alle Informationen verloren. Zweitens ist es die Zugriffsgeschwindigkeit. Der Roboter, der die gewünschte Patrone auswählt und in das Lesegerät einführt, benötigt ca. 40 Sekunden, um diesen Vorgang abzuschließen. Aber auch das ist ungefähr viermal schneller, als wenn die Daten von der Festplatte gelesen werden müssten. Drittens beträgt die Lebensdauer von Magnetbändern 30 Jahre oder mehr, während Festplatten nur 5 Jahre lang arbeiten können.

Alberto Pace hob ein weiteres bedeutendes Plus an Magnetbändern hervor - ihre Sicherheit. Theoretisch können Angreifer auf Festplatten zugreifen, während kein Online-Zugriff auf Magnetbänder möglich ist.

Die nächste Stufe in der Entwicklung von Speichermedien war eine Diskette. Sie erblickte 1971 das Licht und IBM war an seiner Entwicklung beteiligt. Die Geschichte der Diskette ist recht einfach: IBM stand vor der Frage, wie Software-Updates an seine Kunden gesendet werden sollen, und Alan Schugart, Ingenieur des Unternehmens, schlug die Idee einer schnellen und kompakten Diskette vor. Die erste Diskette wurde in einem 8-Zoll-Formfaktor ausgeführt und hatte eine Kapazität von 80 KB. Es wurde nur eine einmalige Aufnahme unterstützt. Interessanterweise enthielt das ursprüngliche Design der Diskette nicht das für uns alle übliche Kunststoffgehäuse - IBM plante, die Diskette ohne Schutz zu liefern. In dieser Form zog die Diskette jedoch Staub an, außerdem konnte sie leicht beschädigt werden. Daher wurde beschlossen, die Scheibe in eine Plastikhülle zu packen.

Tatsächlich waren die ersten Disketten überhaupt nicht beliebt. Der Grund dafür ist, dass die Kosten für die Laufwerke, die zum Lesen der Disketten erforderlich waren, die Kosten für den gesamten Computer fast überstiegen.

Die Ingenieure von Shugart und IBM haben ihre Ideen weiter verbessert. 1973 wurde das Volumen der Disketten auf 256 KB erhöht und 1975 um das Vierfache erhöht. Die Hauptaufgabe von Shugart war jedoch nicht so sehr die Vergrößerung des Speichervolumens der Diskette, sondern vielmehr die Verkleinerung. Ursprünglich war die Diskette als Handheld-Gerät konzipiert, ein 8-Zoll-Gerät konnte jedoch nur in eine mittelgroße Reisetasche passen.

1976 erschien ein 5,25-Zoll-Format. Es ist zu beachten, dass dieser Standard von der Shugart-Firma Shugart Associates in enger Zusammenarbeit mit der Organisation Wang Laboratories entwickelt wurde, die vorhatte, ein reduziertes Format für ihre Desktop-Computer zu verwenden. Warum 5,25 "? Als An Wang von Wang Laboratories zusammen mit Jim Adkisson und Don Massaro von Shugart Associates über den zukünftigen Formfaktor in der Bar diskutierten, wurden sie von der üblichen Serviette angezogen. Und die Idee wurde geboren, eine Diskette mit solchen Dimensionen herzustellen Mini-Diskette.

Die bekannte Diskette im 3,5-Zoll-Format wurde 1981 erhalten. Der Schöpfer des Formats war Sony. Die ersten 3,5-Zoll-Disketten hatten eine Kapazität von 720 KB, aber bald erschienen Modelle mit 1,44 MB an Informationen. Mitte der 90er Jahre reichte jedoch auch dieses Volumen nicht aus. Dennoch wurden Disketten lange Zeit auf dem Medienmarkt gehalten, und Erst mit dem Aufkommen erschwinglicher Flash-Laufwerke verloren sie an Boden.

Trotz aller Vorteile von „Flash-Laufwerken“ gegenüber Disketten haben einige Hersteller versucht, den Alterungsstandard zu retten. Daher entwickelte Iomega eine Diskette namens Iomega Zip, die sich von klassischen Disketten mit einer erhöhten Speicherkapazität von bis zu 100 MB und einer höheren Lese- und Schreibgeschwindigkeit unterschied. Aufgrund der hohen Kosten und Zuverlässigkeitsprobleme war der Iomega Zip jedoch nie in der Lage, 3,5-Zoll-Disketten oder Flash-Laufwerke auf dem Markt herauszupressen.

(Fortsetzung folgt ...)

Source: https://habr.com/ru/post/de385663/