媒体演进：关于打孔卡，磁膜和软盘

嗨，极客时间！通常，在我们的博客中，我们谈论OCZ的新产品和技术。但是，今天，我们将讨论数据存储技术在其已有200多年的整个历史中如何发展。

当然，我们的故事始于打孔卡。许多人错误地认为打孔卡是20世纪的发现，但是事实并非如此。最早的打孔卡出现在十九世纪初，用于法国发明家约瑟夫·玛丽·提花（Joseph Marie Jacquard）的织机中。

因此，提花是什么发明的。在19世纪，织物生产是一个劳动密集型的过程，但其核心是不断重复相同的动作。提花机拥有丰富的机械调节器经验，他想知道为什么不应自动执行此过程。

他的工作成果是使用巨大的实心板制作的系统，其中制作了几行孔。这些印版是世界上第一张打孔卡。公平地讲，应该指出的是，Jacquard仍然不是该领域的创新者。法国织布工发明家Basil Bouchon和Jacques Vaucanson也试图在织布机上使用穿孔的带子，但无法完成起步。

提花机的工作原理是将打孔卡送入读取器的入口，该读取器是一组与螺纹杆连接的探针。当穿孔的带子穿过读取器时，探针从孔中掉落，从而抬起相应的线。因此，打孔卡中的孔的某种组合允许在织物上获得所需的图案。

打孔卡在美国工程师赫尔曼·霍勒里斯（Herman Hollerith）的发明中也占据着中心位置，他在1890年创建了一个制表器，该装置旨在处理打孔卡上写的字母数字字符并将结果输出到纸带上。最初，美国人口普查局使用Hollerith制表符，不久后，铁路部门和政府采用了该系统。顺便说一句，在1896年，霍勒里斯（Hollerith）创立了制表机械公司（Tabulation Machine Company），该公司在1911年成为CTR集团的一部分，该集团又在1924年更名为IBM。

打孔卡的主要优点是数据操作的简便性。您可以在卡座上的任何位置添加或移除卡片，并且可以轻松地将另一张卡片替换为一张卡片。但是也存在一些弊端，随着时间的推移，这些弊端开始超过优点。首先，它的容量很小。通常，打孔卡只能包含80个字符。这意味着要存储1 MB的数据将需要大约1万张打孔卡。打孔卡的特征还在于低读写速度。即使是最快的读取器，每分钟处理的打孔卡也不会超过1000张，相当于大约1.6 Kb / min。当然，还有可靠性。损坏由薄纸板制成的打孔卡或打个额外的孔很容易。

打孔卡的发展在20世纪中叶达到顶峰，而该时代的衰落发生在1980年代，当时更先进的磁存储介质取代了它们。

德国科学家Fritz Pflumer于1928年创作了第一张磁性薄膜。这种膜是薄纸，上面涂有一层薄薄的氧化铁。同年，Pflumer展示了一种设计用于在这种磁带上进行磁记录的设备。在胶片上记录信息时，胶片会受到磁场的影响，并且磁化作用会保留在胶片的表面。

第一台配备磁带的商用计算机是UNIVAC-I，它于1951年推出。与打孔卡相比，UNIVAC-I磁膜的容量要大得多-可以容纳约1 MB的数据。

作为主要的数据仓库，磁带一直使用到1980年代。在此期间，它们被安装在大型机和小型计算机中。随着硬盘驱动器的出现，磁带被分配了备份数据存储的角色。在2000年代，人们反复表示，磁性膜将很快退役。自2008年以来，磁带驱动器市场每年平均下降14％。但是，这种情况在2011年发生了巨大变化，当时泰国洪灾严重破坏了泰国硬盘制造商的巨大生产能力。由于自然灾害，HDD产量大幅下降，产品价格上涨了20-60％。结果，磁带获得了第二寿命。

此类存储设备仍比现代硬盘便宜，这一事实进一步支持了磁带驱动器市场。 IBM苏黎世研究实验室数据存储技术负责人Evangelos Eleftero表示，1 GB的磁带成本约为4美分，而HDD上的1 GB磁盘空间的成本至少是2.5美分的10美分。由于这个原因，例如，由需要存储大量信息的大型研究实验室做出了对磁性膜有利的选择。例如，使用磁带将结果存储在大型强子对撞机上。要在负责对撞机创建和操作的CERN组织的硬盘上存储28 PB的数据，将不得不支付超过3800万美元。在磁带上存储相同数量的信息时，它们仅花费了150万。

据欧洲核子研究组织数据处理和存储部门负责人阿尔贝托·佩斯（Alberto Pace）称，除低成本外，磁带比硬盘具有更多优势。首先是可靠性。如果发生磁带断裂，则始终可以将其粘合，而仅丢失几百兆字节的数据。如果硬盘驱动器崩溃，则很可能所有信息都会丢失。其次，它是访问速度。机械手选择所需的盒带并将其插入读取器，大约需要40秒才能完成此操作。但这甚至比必须从硬盘驱动器读取数据快约4倍。第三，磁带的使用寿命达到30年以上，而硬盘驱动器只能工作5年。

Alberto Pace确定了磁带的另一个重要优点-安全。从理论上讲，攻击者可以访问硬盘驱动器，而无法在线访问磁带。

存储介质发展的下一个阶段是软盘。她在1971年看到了曙光，IBM参与了它的开发。创建软盘的历史非常简单：IBM面临如何向客户发送软件更新的问题，该公司的工程师Alan Schugart提出了一种快速而紧凑的软盘的想法。第一张软盘以8英寸规格执行，容量为80 KB。仅支持一次录制。有趣的是，软盘的原始设计并未为我们所有人提供通常的塑料外壳-IBM计划在不提供任何保护的情况下提供软盘。但是，这种形式的软盘会吸引灰尘，此外，它很容易损坏。因此，决定将磁盘包装在塑料盒中。

实际上，第一张软盘根本不受欢迎。这样做的原因是，读取软盘所需的驱动器成本几乎超过了整个计算机的成本。

Shugart和IBM工程师继续提高自己的头脑。 1973年，软盘的容量增加到256 KB，到1975年，它的容量增加了4倍。但是Shugart的主要任务不是增加磁盘的存储容量，而是减小磁盘的容量。最初，软盘被认为是手持设备，但是8英寸的设备可以装在中型旅行袋中。

并在1976年出现了5.25英寸格式。应该注意的是，该标准是由Shugart公司Shugart Associates与组织Wang Laboratories紧密合作开发的，该组织计划在其台式计算机中使用简化格式。为什么5.25“？当Wang实验室的An Wang和Shugart Associates的Jim Adkisson和Don Massaro讨论酒吧中的未来形状因素时，他们被普通的餐巾纸吸引了。这个想法诞生了，创建了一个具有这样尺寸的软盘。迷你软盘。

1981年收到了熟悉的3.5英寸格式软盘。该格式的创建者是Sony。第一个3.5英寸软盘的容量为720 KB，但是很快就出现了包含1.44 MB信息的模型。但是到90年代中期，这个容量已经不够了。尽管如此，软盘仍然在媒体市场上占有很长一段时间，并且只有价格适中的闪存驱动器问世，它们才开始失去市场。

尽管“闪存驱动器”比软盘具有所有优势，但一些制造商仍在尝试保留老化标准。因此，Iomega开发了一个名为Iomega Zip的软盘，它与经典软盘不同，它的存储容量增加了100 MB，并具有更高的读写速度。但是由于高昂的成本和可靠性问题，Iomega Zip从未能够挤出市场上的3.5英寸软盘或闪存驱动器。

（待续...）

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN385663/