Сообщение древние носители информации
Обновлено: 04.07.2024
Технологии хранения данных активно совершенствуются со времен появления первых компьютеров. Еще вчера мы пользовались 1,44-мегабайтными дискетами, а сегодня в продаже можно найти 256-гигабатные флеш-накопители. А ведь это далеко не предел. Пока инженеры трудятся над созданием новых, более прогрессивных носителей информации, мы вспоминаем, как повлияли на компьютерную индустрию перфокарты, магнитные ленты и форматы CD и DVD.
С древнейших времен люди искали способы записи и хранения различной информации. Сначала они рисовали на скалах и глине. Затем появился пергамент, а позже — бумага. В XX веке с появлением первых компьютеров хранить информацию стало легче, но эволюция носителей информации лишь ускорилась. Казалось бы, еще вчера мы записывали нужные нам файлы на дискеты. А сегодня мы уже пользуемся 256-гигабайтными флешками! В общем, развитие технологий хранения информации не стоит на месте. Поэтому в этот раз мы вспоминаем, с чего же началась история компьютерных носителей информации, и расскажем о том, каких результатов добилась индустрия к концу XX века.
В таком виде сохраняли информацию в былые времена
Станок Жаккара. Перфокарты
История носителей информации берет свое начало в начале XIX века. Причем в роли прародителя запоминающих устройств выступает — кто бы мог подумать! — ткацкий станок. Автором первого изобретения в области хранения данных стал французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар. Долгое время он работал со станками в качестве подмастерья, ткача и наладчика, поэтому богатый опыт значительно помог ему в дальнейшей изобретательской деятельности. Итак, в чем же заключалась инновационная идея Жаккара? Несмотря на то, что производство ткани в то время являлось довольно сложным процессом, по своей сути оно представляло собой постоянное повторение одних и тех же действий. Жаккар пришел к выводу, что этот процесс можно автоматизировать.
Жозеф Мари Жаккар — создатель ткацкого станка, использующего перфокарты
Французский изобретатель придумал такую систему, которая использовала в своей работе специальные твердые пластины с отверстиями. Они и являлись первыми в мире перфокартами. Прежде подобные пластины использовались в станках Вокансона и Бушона, однако эти устройства были слишком дороги в производстве и по этой причине так и не прижились. В своей же разработке Жаккар учел все недостатки этих аппаратов. В пластинах было увеличено количество рядов отверстий, что обеспечило обработку большего числа нитей, а, следовательно, и повышение производительности станка. Кроме этого, был значительно упрощен процесс подачи пластин в считывающее устройство — набор щупов, связанных со стержнями нитей. При проходе пластины щупы проваливались в отверстия, поднимая вверх соответствующие нити и образуя основные перекрытия в ткани. Таким образом, определенная комбинация отверстий на пластине позволяла создать ткань с нужным узором.
Ткацкий станок Жаккара
Первый автоматизированный станок Жаккар создал в 1801 году и на протяжении еще нескольких лет дорабатывал его. За свои достижения изобретатель получил пенсию в 3000 франков и одобрение Наполеона. Однако ни сам Жаккар, ни французский император не имели ни малейшего понятия, насколько важным станет это изобретение в будущем.
В 30-х годах XIX века на разработанные Жаккаром перфокарты обратил внимание английский математик Чарльз Бэббидж. В то время ученый ум трудился над созданием аналитической машины и решил использовать в ее конструкции перфокарты. Для этого англичанин даже совершил путешествие во Францию с целью подробно изучить станки Жаккара. Увы, но из-за низкого уровня технологий и недостатка финансовых средств аналитическая машина Бэббиджа так и не увидела свет. Тем не менее, ее конструкция стала впоследствии прообразом современных компьютеров.
Кроме этого, перфокарты использовались в табуляторе, разработанном в 1890 году Германом Холлеритом. Табулятор являлся механизмом для обработки статистических данных и использовался на благо Бюро переписи населения США. Кстати, созданная Холлеритом компания Tabulating Machine Company в конечном итоге была переименована в International Business Machines (IBM). На протяжении нескольких десятков лет IBM развивала и продвигала технологию перфокарт. В середине XX века они использовались повсеместно, получив особенно широкое распространение в компьютерной технике и различных станках. Закат эпохи перфокарт пришелся на 1980-е годы, когда на смену им пришли более совершенные магнитные носители информации. Интересно, что отдел исследования перфокарт компании IBM существовал вплоть до 2000-х годов. Например, в 2002 году в IBM изучали создание перфокарты размером с почтовую марку, которая могла бы содержать до 25 миллионов страниц информации.
Магнитные диски
Магнитная лента использовалась в компьютере UNIVAC-I
Впервые магнитная лента была применена в коммерческом компьютере UNIVAC-I, выпущенном в 1951 году. Кстати, его первый экземпляр попал в то же самое Бюро переписи населения США. Магнитная пленка, используемая в UNIVAC-I, была намного более емкой, нежели перфокарты. Ее объем равнялся емкости десяти тысяч перфокарт, то есть он составлял примерно 1 Мбайт.
Развитие технологии магнитных лент продолжалось до 1980-х годов. В течение этого времени подобные накопители использовались в основном в мейнфреймах и мини-компьютерах. Ну а с 80-х годов магнитная лента использовалась лишь для резервного хранения данных. Этому способствовало то, что ленточные картриджи оставались надежным и очень дешевым носителем информации. Но даже несмотря на эти преимущества, к концу 2000-х годов специалисты предрекали конец эпохи магнитных лент — цены на жесткие диски продолжали падать. Вдобавок они предлагали высокую плотность записи. Начиная с 2008 года, рынок ленточных накопителей уменьшался примерно на 14% в год, и даже ярые сторонники технологии признавали, что у нее нет шансов на выживание. Однако ситуация резко изменилась в 2011 году. В Таиланде произошло наводнение, продолжавшееся, по официальным данным, 175 дней. В результате наводнения было затоплено несколько индустриальных зон, где были расположены заводы по производству жестких дисков таких компаний, как Seagate, Western Digital и Toshiba. Как итог, цены на продукцию возросли на 60%, а объемы производства упали. Так магнитная лента получила вторую жизнь.
Магнитная лента IBM
Стоит отметить, что ленточные накопители, как правило, используются в тех сферах, где необходимо хранить очень большое количество информации. Например, в каких-либо крупных исследованиях. Так, магнитную ленту используют для записи результатов исследований на Большом адронном коллайдере. О преимуществах технологии в свое время рассказывал Альберто Пейс (Alberto Pace) — глава подразделения обработки и хранения данных CERN. Он отметил, что магнитная лента имеет четыре основных преимущества над жесткими дисками. Прежде всего, это скорость. Несмотря на то, что специализированному роботу требуется до 40 секунд, чтобы выбрать нужную кассету и вставить ее в считыватель, чтение данных из ленты происходит в четыре раза быстрее, чем с жесткого диска. Еще одним преимуществом магнитной ленты, по словам Пейса, является ее надежность. Если она рвётся, то ее можно легко склеить. В этом случае теряется лишь несколько сотен мегабайт данных. Когда выходит из строя жесткий диск, теряются абсолютно все данные. Глава подразделения CERN привел некоторые статистические данные, касающиеся надежности устройств. Так, в среднем за год в CERN из 100 петабайт данных, хранящихся на магнитных лентах, теряется лишь несколько сотен мегабайт. На жестких дисках располагается около 50 петабайт информации, и каждый год организация теряет до нескольких сотен терабайт в результате неисправностей HDD. Третьим преимуществом магнитной ленты является ее энергоэффективность, а точнее, экономичность. Сами ленты хранятся в неактивном состоянии, следовательно, они не потребляют энергию. Наконец, четвертое — это безопасность. Если злоумышленники получат доступ к жестким дискам, то они смогут уничтожить всю информацию за считанные минуты. В случае с магнитными лентами на это может уйти не один год.
Хранилище магнитных лент в CERN
Еще на два преимущества ленточных накопителей указал Эвангелос Элефтеро — руководитель отдела технологий хранения данных исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе. Он отметил, что магнитные ленты все еще дешевле, чем жесткие диски. 1 Гбайт HDD стоит примерно 10 центов, тогда как стоимость аналогичной емкости магнитной ленты оценивается в 4 цента. Также Элефтеро обратил внимание на долговечность лент. Такой накопитель будет служить верой и правдой даже через 30 лет, в то время как рабочий цикл жесткого диска составляет всего 5 лет.
Тем не менее, стоит понимать, что магнитные ленты уже никогда не будут использоваться как единственная система хранения данных. Они занимают важное место в иерархической структуре хранения информации, но не являются (и не будут) ее основным звеном.
Дискеты
По своей конструкции дискета представляла собой диск из полимерных материалов, на который наносилось магнитное покрытие. Пластиковый кожух имел несколько отверстий. Центральное предназначалось для шпинделя дисковода, малое отверстие являлось индексным, то есть позволяло определить начало сектора. Наконец, через прямоугольное отверстие с закругленными углами магнитные головки дисковода работали непосредственно с диском.
Наша цивилизация немыслима в её сегодняшнем состоянии без носителей информации. Наша память ненадёжна, поэтому достаточно давно человечество придумало записывать мысли во всех видах.
Носитель информации - это любое устройство предназначенное для записи и хранения информации.
Примерами носителей могут быть и бумага, или USB-Flash память, также как и глиняная табличка или человеческая ДНК.
Информация тоже бывает разная - это и текст и звук и видео. История носителей информации начинается довольно давно .
Камни и стены пещер - палеолит (до 40 до 10 тыс. лет до нашей эры)
Первыми носителями информации были, по всей видимости, стены пещер. Наскальные изображения и петроглифы (от греч. petros - камень и glyphe - резьба) изображали животных, охоту и бытовые сцены. На самом деле точно неизвестно, предназначались ли наскальные рисунки для передачи информации, служили простым украшением, совмещали эти функции или вообще нужны были для чего то ещё. Тем не менее это самые старые носители информации, известные сейчас.
Глиняные таблички - 7-й век до нашей эры
На глиняных табличках писали пока глина была сырой, а затем обжигали в печи.
Именно глиняные таблички составили основы первых в истории библиотек, наиболее известной из которых является библиотека Ашшурбанипала в Ниневии (7 век), которая насчитывала около 30 тысяч клинописных табличек.
Восковые таблички - это деревянные таблички, внутренняя сторона которых покрывалась цветным воском для нанесения надписей острым предметом (стилосом). Использовались в древнем Риме.
Папирус - 3000 лет до нашей эры
Папирус - писчий материал получивший распространение в Египте и во всем Средиземноморье, для изготовления которого использовалось растение семейства осоковых.
Писали на нем при помощи специального пера.
Пергамент - 2 век до нашей веры
Пергамент постепенно вытеснял папирус. Название материала происходит от города Пергам, где стали впервые изготавливать этот материал. Пергамент представляет собой недубленую выделанную кожу животных - овечью, телячью или козью.
Популярности пергамента способствовало то, что на нём (в отличие от папируса) есть возможность смыть текст, написанный растворимыми в воде чернилами (см. палимпсест) и нанести новый. Кроме того, на пергаменте можно писать с обоих сторон листа
Бумага - 1-й или начало 2 века нашей эры
Береста - широкое распространение с 12 века
Берестяные грамоты использовались в Новогороде и были открыты учеными в 1951 году.
Тексты берестяных писем выдавливались с помощью специального инструмента — стилоса, изготовленного из железа, бронзы или кости.
Перфокарты - появились в 1804 году, запатентованы в 1884 году
Появление перфокарт в основном связывается с именем Германа Холлерита, который применил их для проведения переписи населения в США в 1890 году. Тем не менее первые перфокарты были созданы и использованы существенно раньше. Жозеф Мари Жаккард использовал их для того чтобы задавать рисунок ткани для своего ткацкого станка ещё в 1804 году.
Перфоленты - 1846 год
Перфолента впервые появилась в 1846 году и использовалась для того, чтобы посылать телеграммы
Магнитная лента - 50-е годы
В 1952 году магнитная лента была использована для хранения, записи и считывания информации в компьютере IBM System 701.
Далее магнитная лента получила огромное признание и распространённость в форме компакт-кассет.
Магнитные диски - 50-е годы
Магнитный диск был изобретен в компании IBM в начале 50-х годов.
Гибкий диск - 1969 год
Первый, так называемый, гибкий диск был впервые представлен в 1969 году.
Жесткий диск - настоящее время
Вот мы и добрались до современности.
Жесткий диск изобретен в 1956 году, но продолжает использоваться и постоянно совершенствоваться.
Compact Disk , DVD - настоящее время
На самом деле CD И DVD это очень близкие технологии, отличающиеся не столько типом носителя, сколько технологией записи
Flash - настоящее время
Естественно здесь перечислены далеко не все придуманные и использованные человечеством носители информации. Часть видов носителей опущена специально (CD-R, Blue Ray, магнитные барабаны, лампы), а часть конечно просто забыта. Во всех ошибках или неправильных описаниях, виноват конечно же я,был бы благодарен за любые дополнения и уточнения.
Благодарности
Современному человеку трудно представить жизнь без бумаги. Бумага - это листовой материал из натуральных растительных или искусственных волокон. История возникновения бумаги и развития бумажной промышленности не так уж и проста.
Самое древнее письмо было вырублено на стене своего жилища первобытным человеком. На земле много мест, где на скалах, стенах пещер мы можем увидеть сохранившиеся выдолбленные рисунки и знаки, это - петроглифы. Они были не просто картинами, они служили указателями границ владений племен, места охоты. Значит, эти рисунки и знаки передавали информацию, иными словами - были первыми письмами.
В те далекие времена пергамент, самый распространенный вид носителя информации, не был доступным всем категориям населения из-за высокой цены. Человечество нуждалось в более дешевом материале, таким материалом стала бумага. Ее название на английском языке "paper" происходит от "папирус", материала, используемого древними египтянами, греками и римлянами. Некоторые ученые считают, что слово "бумага" берет свое начало от итальянского bambagia, что значит - хлопок. Другие верят, что русское слово бумага произошло от татарского "бумуг" (хлопок).
Со временем для производства бумаги было изобретено много специальных машин. Многопильные машины распиливают бревна на чурбаки, станки-корообдирщики снимают с них кору, машины-рубильщики разбивают чурбаки на щепки, которые по конвейеру направляются к котлу, где из них в специальном растворе варится жидкая масса. А в другом котле из тех же щепок варят клейкую целлюлозу. В смесительном бассейне оба вещества перемешиваются. Получившаяся смесь проходит через бумагоделательную машину, и после отжимки, отутюживания, отглаживания бумага отправляется на фабрики, где делают тетради, в типографии - для печатания книг, газет и журналов.
Сейчас имеется около 5000 сортов бумаги, которые можно поделить на три основных класса:
1. Собственно бумага (гигиеническая, оберточная и печатная).
3. Строительный картон (для облицовки и изоляции).
Пожалуй, что бумага – это один из самых распространенных материалов. Куда бы вы не обратили ваше внимание, скорее всего вы найдете бумагу, ведь бумага – это не только информационный носитель, но и упаковочный материал, средство гигиены, строительный материал, платежное средство, фильтр, электрический изолятор и многое, многое другое! Трудно представить себе, как могло бы выглядеть современное общество, если бы не было бумаги.
Целью данной курсовой работы является рассмотреть бумагу: историю и современность.
Задачами данной курсовой работы является рассмотреть и проанализировать такие вопросы и понятия как:
Глава 1. Характеристика бумаги, как носителя документированной информации
Древнейшие носители информации
В древности люди писали на гладко выструганных дощечках, на глиняных плитках, на пальмовых листьях, на коже животных. Писали на том материале, который легче найти или изготовить.
Самый древний писчий материал[1]— это пергамент, свежая баранья кожа. Рабам приходилось немало помучиться, чтобы пергаментная полоска получилась хорошей: ее мыли, соскабливали с кожи весь жир, обмакивали в гашеную известь, сушили на деревянной раме и полировали. Только после такой обработки на пергаменте можно было писать.
Этой табличке около четырех тысяч лет. Она небольшая по размеру, и доставить ее адресату было, очевидно, не так уж трудно. А как быть, если письмо оказывалось длинным и не умещалось на одной дощечке? Вес письма становился очень внушительным.
Глиняные дощечки были хрупкими, тяжелыми, и люди стали искать другой материал для письма.
В древнем Египте писали на папирусе. Сырьем для него служил тростник, растущий в долине Нила. От нижней части тростника, находившейся в воде, отделяли тонкие, гибкие и прозрачные полосы длиной около пятидесяти сантиметров. Их укладывали рядами так, что полосы соединялись краями. Когда получался квадрат, на него накладывали еще слой полос, но уже перпендикулярно к первым. Весь лист просушивали и шлифовали при помощи раковины или куска слоновой кости. Затем его пропитывали растительным клеем и колотили по нему колотушкой, чтобы он стал тонким. После этого лист сушили на солнце. На тщательно отполированной и гладкой поверхности папируса писец рисовал иероглифы. Чернилами ему служили водяные краски[3].
Научиться писать и читать иероглифы было очень сложным делом. Помимо труда и времени, для этого требовались и немалые способности. Поэтому писец в Египте пользовался большим уважением и почетом. Писцы нередко занимали большие должности, были среди них министры, философы, архитекторы, ученые.
При всех своих хороших качествах папирус все же был непрочным, изготовлять его было нелегко. И, несмотря на это, он применялся очень долго, дольше многих других материалов, пригодных для письма.
Римляне и греки писали и на свинцовых листах, а позднее — на восковых дощечках. Восковая дощечка имела некоторые преимущества перед глиняными дощечками, папирусом, свинцовыми листами. Дощечка делалась из самшита, бука или слоновой кости и слегка выдалбливалась наподобие блюдечка. В углубление наливали растопленный воск, окрашенный в темный цвет. Воск быстро застывал, и тогда писец наносил на него знаки. Такое письмо после прочтения можно было стереть и на том же воске написать ответ.
Но восковая дощечка страдала и очень существенным недостатком: она не могла гарантировать длительное сохранение текста. Однако прожила она довольно долго. Даже в XII веке в Париже еще работала фабрика, изготовлявшая такие дощечки.
Появление бумаги было очень важной исторической вехой в культурном развитии человечества. Она сразу расширила применение письменности, которая до этого времени оставалась достоянием лишь царей, их приближенных и небольшого круга ученых[4].
Изобретение бумаги
Происхождение бумаги было обусловлено появлением письменности – ведь помимо изобретения алфавита и грамматики, необходимо было на чем-то писать. Впрочем, в том виде, в котором мы привыкли, бумага появилась не сразу. Пожалуй, что можно сказать, что история возникновения бумаги началась с того, что в древнем Египте около 3,5 тысяч лет назад начали изготавливать папирус.
Основным материалом для изготовления папируса были трехгранные стебли тростника, достигавшие 5-ти метровой высоты. Впрочем, для приготовления папируса применяли только нижнюю часть стебля длиной около 60 сантиметров. Ее освобождали от наружного зеленого слоя, а сердцевину белого цвета извлекали и разрезали на тонкие полоски ножом. После этого полученные полоски 2-3 дня выдерживали в свежей воде для набухания и удаления растворимых веществ. Далее размягченные полоски прокатывали деревянной скалкой по доске и помещали в воду на сутки, опять прокатывали и снова клали в воду. В результате этих операций полоски приобретали кремовый оттенок и становились полупрозрачными. Далее полоски укладывали друг на друга, обезвоживали под прессом, сушили (опять же под прессом) и разглаживали камнем[5].
Как видно, технология первой бумаги (а вернее, ее предтечи) была достаточно сложной, а потому папирусы были дороги. Кроме того, они были не очень долговечны и требовали бережного отношения к себе.
Несмотря на это, вплоть до V-го века папирус оставался основным материалом для письма, и лишь в X веке от него практически полностью отказались.
Параллельно с развитием папируса началось развитие другого материала, который оказал большое влияние на историю бумаги. Этим материалом стал придуманный во II-м веке до нашей эры в Малой Азии пергамент. Свое название он получил из-за места, где началось его производство – города Пергама Пергамского царства. Любопытно, что появление пергамента во многом обусловлено тем, что Египет, опасаясь соперничества Пергамской библиотеки, для защиты статуса Александрийской библиотеки, как крупнейшей, организовал то, что впоследствии будут называть торговым эмбарго – запретил вывоз папируса за пределы Египта.
Пергамент получали путем особой, весьма сложной обработки кож молодых животных – телят, ягнят, козлов и ослов. В отличие от папируса, пергамент был значительно прочнее, эластичнее, долговечнее и на нем можно было писать с обеих сторон[6].
Однако у него был большой и очень серьезный недостаток – изготовление пергамента было очень трудным процессом, а потому этот материал был чудовищно дорог. Настолько дорог, что для того, чтобы написать новые документы, иногда приходилось смывать чернила со старых пергаментов.
Кстати, такие многоразовые пергаменты называются палимпсестами, и иногда ученым удается восстановить то, что на них было изначально написано. Так в 1926 году стал широко известен Лейденский палимпсест, на котором сначала были нанесены тексты Софокла, а потом смыты и заменены на религиозный текст.
Однако настоящим началом истории бумаги принято считать 105 год нашей эры, а родиной – Китай. Хотя это и не совсем верно, ведь появление бумаги в Китае произошло гораздо раньше.
Тем не менее, именно Цай Лунь обобщил и усовершенствовал уже известные способы изготовления бумаги и предложил технологический принцип производства бумаги – образование листового материала из отдельных волокон путём их обезвоживания на сетке из предварительно сильно разбавленной волокнистой суспензии. Происхождение бумаги во многом было обусловлено тем, что для ее производства годились практически любое растительное сырье и отходы: лубяные волокна тутового дерева и ивы, побеги бамбука, солому, траву, мох, водоросли, всякое тряпьё, конопляные очёсы, паклю[7].
На рубеже II и III веков новой эры бумага, изготовленная из растительных волокон, уже не считалась в Китае редким материалом. Дальнейшим шагом в истории развитии бумаги стало ее полное вытеснение из употребления деревянных дощечек в III веке, которые ранее использовались для письма. Бумагу изготавливали нужного размера, цвета, толщины и пропитывали специальными веществами для более длительного хранения.
Кстати, именно Китай стал местом происхождения туалетной бумаги. В Европе это новшество прижилось значительно позже. В течение многих веков китайцы были единственными, кто владел секретами изготовления бумаги, а потому они ревностно оберегали эту технологию.
Однако в 751 году произошло сражение, в котором арабы победили китайцев, и смогли пленить нескольких бумажных мастеров. От них арабы смогли перенять опыт по производству бумаги и потом усовершенствовали его, что оказало большое влияние на историю бумаги.
Первым некитайским центром развития бумажного производства стал Самарканд, далее в 800 году бумагу появляется в Багдаде, в 1100 – в Каире, а в 1300 – в Венеции. Почти 300 лет потребовалось для того, чтобы бумага из Ирака смогла попасть в Египет.
История появления бумаги в Европе была еще длиннее. Первые бумажные мельницы появились в Испании в X веке, а уже через 100 лет в Толедо и Шативе вырабатывали бумагу столь высокого качества, что ее охотно покупали во многих странах. В начале XII века произведения некоторых итальянских поэтов были уже написаны на превосходной белой бумаге[8].
Дальнейшая история развития бумаги и бумажного производства развивалась преимущественно в Европе. Вскоре, большую конкуренцию итальянцам стали составлять французы. Из Франции бумажное производство двинулось в Англию, Голландию и на восток – в Германию, Польшу, Московскую Русь.
Несомненно, огромное влияние на историю развития бумаги оказало изобретение печатного станка. В XV-XVI веках темпы производства бумаги растут, и внедряются новые технологии ее производства.
История развития бумаги шла, и во второй половине XVII века был придуман ролл – размалывающий аппарат. Трудно представить себе более значимую веху в истории изобретения бумаги, ведь применение таких аппаратов позволило сильно увеличить объемы производства.
В конце XVIII века при помощи роллов уже производили гораздо большие объемы бумажной массы, однако отлив вручную (вычерпывание) бумаги сильно тормозил производственный рост. Поэтому в 1799 произошло другое важное в истории изобретения бумаги событие – француз Н. Л. Робер придумал машину для изготовления бумаги, механизировав отлив бумаги при помощи использования непрерывно движущейся сетки.
История развития бумаги и бумажного производства продолжалась, и в 1806 братья Г. и С.Фурдринье, которые приобрели патенты Робера и продолжили работать над машиной по отливу в Англии, запатентовали свою машину по производству бумаги.
К середине XIX века это машина, претерпев ряд изменений, превратилась в достаточно сложный агрегат, который работа непрерывно и по большей степени автоматически.
В XX веке производство бумаги – это уже крупная высокомеханизированная промышленная отрасль с непрерывно-поточной схемой в технологии производства, большими по мощности теплоэлектрическими станциями и достаточно сложными химическими цехами по изготовлению полуфабрикатов из волокон.
станок Жаккарда вошел в историю как прообраз вычислительной машины. Механическая конструкция, конечно, не могла производить вычисления, но смена режимов работы при помощи перфокарт легла в основу технологий программирования. В контексте нашего исследовани
CD и DVD прочно вошли в нашу жизнь. Сложно представить, где бы мы хранили гигабайты музыки, кино и фотографий, если бы кто-то в свое время не придумал эти круглые пластинки с зеркальной поверхностью.
Сегодня мы приглашаем вас пройти в нашу машину времени и узнать, с чего началась история носителей информации и как она развивалась. Пункт назначения — 1725 год.
Начало начал
XVIII век, Франция, город Лье. Текстильных дел мастер Базиль Бушон разработал элегантный способ управления станком. Он впервые установил рулон бумаги с проделанными в нужных местах отверстиями в барабан, после чего станок смог воспроизводить заданный рисунок на ткани. Изобретение позволило создавать весьма замысловатые плетения в автоматическом режиме.
Здесь нужно сделать лирическое отступление. Месье Бушон был сыном сборщика органов, эти музыкальные инструменты работают по схожему принципу. Наблюдая за работой отца, юноша придумал технологию, которая впоследствии перевернула мир. Бушон первым нашел способ сохранения команд на отдельном носителе с возможностью замены и многократного использования.
Время шло, изобретение получило дальнейшее развитие. Сначала Жан-Батист Фалкон предложил вместо рулона бумаги использовать прямоугольные участки, соединенные вместе, потом Жак Вакансон усовершенствовал станок Бушона-Фалкона и сделал его автоматическим — участие человека стало ненужным. Кстати, рукам находчивого изобретателя принадлежат первые в мире роботы (робот-флейтист и утка). К сожалению, они были утеряны.
Жозеф-Мари Жаккард стал прародителем компьютеров, он впервые использовал перфокарты.
Всемирный успех и известность пришли текстильному станку в 1801 году, когда Жозеф Мари Жаккард доработал технологию в очередной раз. Зачем мы уделяем так много времени рассказам о текстильных машинах? Дело в том, что станок Жаккарда вошел в историю как прообраз вычислительной машины. Механическая конструкция, конечно, не могла производить вычисления, но смена режимов работы при помощи перфокарт легла в основу технологий программирования. В контексте нашего исследования в первую очередь интересен способ сохранения команд на носителе — бумаге (в виде перфокарты).
Следующая остановка нашей машины времени — 30-е годы XIX столетия. В это время жил легендарный математик, философ-аналитик и инженер Чарльз Беббидж. Он известен как первый архитектор вычислительной системы. В 1822 году он приступил к сборке машины различий (автоматизация вычислений). По замыслу Беббиджа, машина должна рассчитывать значения полиномов (многочленов) — этот процесс отнимал много времени и приводил к большому числу ошибок. К сожалению, технические трудности не позволили закончить начатое.
Еще один проект Беббиджа — аналитическая машина — должен был использовать перфокарты для загрузки программы. Изобретатель предложил неслыханную по тем временам концепцию: программа составлялась на бумажной перфокарте, устанавливалась в машину, и та выполняла дальнейшие действия. Кстати, создавать программы на перфокартах помогала Ада Лавлейс, вошедшая в историю как первый программист (в 1970-х годах в ее честь назвали язык программирования). Гениальный замысел не получилось реализовать технически, лишь в начале XX века последователи собрали по чертежам Беббиджа аналитическую машину.
Последующая судьба носителей данных тесно связана с деятельностью Германа Холерита. На 1890 год в США была намечена очередная перепись населения. Упорядочивание результатов предыдущей переписи заняло семь лет. Правительство решило оптимизировать процесс и опробовать метод, предложенный Холеритом. Герман собрал механизм для считывания и обработки данных, занесенных на перфокарту. Использование нового подхода позволило завершить перепись всего за 2,5 года.
Впоследствии Холерит основал Tabulating Machine Company и занялся продажами. Дело оказалось прибыльным, в 1911 году к Герману присоединились еще три компании, образовавшие Computing Tabulating Recording Corporation, впоследствии переименованную в IBM.
К 1937 году 32 машины на заводе IBM в Нью-Йорке печатают по 5-10 млн перфокарт ежедневно. Бумажные носители применялись повсеместно и получили статус официальных документов. Вполне возможно, что перфокарты ушли бы в историю раньше, но мир захлестнула Вторая мировая война.
Эпоха магнитных лент
Информация на перфокарту заносилась проделыванием отверстий поверх символов.
В это время немецкий инженер Фриц Пфлюмер создал магнитную пленку. Новый носитель состоял из тонкого слоя бумаги, покрытого порошком на основе оксида железа. Пфлюмер продал технологию компании AEG, которая разработала первое в мире записывающее и воспроизводящее устройство — Magnetophon. Изобретение тщательно скрывали до капитуляции Германии. Лишь в начале 1950-х магнитная пленка вырвалась за пределы страны.
Инновацию подхватили звукозаписывающие и телевизионные компании, которые стали использовать пленку для записи аудио и видео. В мир компьютеров технология пришла в 1951 году, когда Eckert-Mauchly выпустила систему UNIVAC I. Первым делом компьютер попал в то самое бюро, с которого началась история IBM, — в бюро по переписи населения. Магнитная пленка, использовавшаяся в UNIVAC, хранила куда больше информации в сравнении с бумажными перфокартами (10 000 перфокарт = 1 бобина с пленкой). IBM не осталась в стороне и переключилась на новый тип носителя. Чтобы перевести данные с накопившихся перфокарт, Eckert-Mauchly и IBM представили автоматические преобразователи.
Только расположив три поколения флоппи-дисководов друг с другом, можно оценить размах технологических скачков.
Однако 8 дюймов для мобильного носителя многовато. Как-то раз два сотрудника из Shugart Associates (основана Аланом Шугартом) сидели в баре вместе с Ан Вэнгом из Wang Laboratories и обсуждали подходящий размер для дискеты. Тогда и родилась идея, что дискета по размеру не должна быть больше салфетки (5,25 дюймов или 13 см). Первые образцы 5,25-дюймовых дискет вмещали до 98 Кб данных. То был первый формат, который продвинула не IBM. Со временем объем дискеты увеличился до 1200 Кб.
Оптические технологии побеждают
Классический суперкомпьютер прошлого UNIVAC I использовал по несколько катушек с магнитной лентой.
В 1979 году Philips и Sony объединили усилия, чтобы создать революционный носитель на основе оптических технологий. Исследования были начаты еще в 1977 году инженерами Philips, первый компакт-диск (CD) появился на свет в 1982 году.
В основу метода записи легла концепция нагрева поверхности диска и образования на ней точек со строго определенными интервалами. Смена точки на ровную поверхность означает единицу, отсутствие смены — ноль. По поводу размера диска ходят разные легенды. Говорят, что диаметр 120 мм выбран не случайно — на диске такого размера помещается ровно 74 минуты аудио при 16-битном кодировании и качестве 44,1 кГц. Ну а 74 минуты — это длительность 9-й симфонии Людвига Ван Бетховена…
17 августа на заводе Philips вышел альбом шведской группы ABBA на CD, тогда же на рынке появились и плееры. К 1985 году многие звукозаписывающие компании перешли на CD, цены на проигрыватели падали. Еще бы, ведь компактный и легкий диск весом всего 16 г имел толщину 1,2 мм, вмещая при этом 74-90 минут качественного звука.
Стало понятно, что CD можно использовать и для записи данных. В 1985 году Sony и Philips разработали стандарт CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), позволяющий записывать на диск данные. Записывать CD могли только производители на заводах. Несмотря на преимущества CD, дискеты оставались популярными.
С момента появления оптических технологий прошло много времени, лазер стал более точным, цвет изменился с красного на синий — плотность записи возросла в 5 раз.
Ограничения и недостатки 5,25-дюймовых дискет очевидны — носители довольно большие и хрупкие, в щели легко проникала грязь. Несколько компаний взялись за разработку новых стандартов. В результате появились самые разные модификации, несовместимые друг с другом. Проблему решила Sony, представив сравнительно простую по конструкции 3,5-дюймовую дискету с отодвигающейся шторкой. Несколько компаний, включая Apple, поддержали разработку Sony. Со временем объем дискет увеличился с 400 Кб до 1,44 Мб.
В 1991 на арене появилась компания Insite Peripherals с Floptical. Инженеры совместили стандартный флоппи-дисковод с инфракрасным диодом для позиционирования считывающей головки, что позволило увеличить объем дискеты до 21 Мб. При этом дисковод мог читать обычные дискеты. Единственный недостаток Floptical — подключение через дорогой интерфейс SCSI. Тремя годами спустя Iomega показала Zip. Несмотря на схожий формат и размеры 3,5 дюйма, новые дисководы не умели читать обычные дискеты. Iomega представила дискеты объемом 100, 250 и даже 750 Мб, но технические проблемы и дороговизна носителей сделали свое дело, про Zip никто уже не вспоминает.
Компакт-диски стали как никогда популярными ближе к середине 1990-х, когда появились специальные форматы для записи видео (Video CD, Super Video CD) и фото (Photo CD, Picture CD). В начале 90-х Sony и Philips представили CD-R (Compact Disk Recordable) — компакт-диски с возможностью одноразовой записи. Следующая отправная точка — 1998 год, когда все та же парочка Sony и Philips разработали перезаписываемый диск CD-RW (Compact-Disk Rewritable). В это же время на горизонте замаячил DVD-формат.
| Лазерный диск | |
Первым оптическим носителем данных стал так называемый Laserdisk (LD), продемонстрированный компаниями Philips и МСА в 1972 году. Огромный 30-сантиметровый диск попытались протолкнуть как замену для видеокассет формата VHS. Laserdisk представлял собой практически полностью аналоговый носитель с цифровым звуком, диски вмещали до 60 минут видео. Обычно производители выпускали кино на двойных носителях. Изначально диск приходилось переворачивать по прошествии 60 минут на другую сторону. Затем производители техники выпустили плееры, в которых считывающая головка научилась перемещаться с одной стороны на другую, при этом зрителю все равно приходилось ждать, когда начнется считывание. Фильмы на двух и более дисках — отдельная история. Специально для таких комплектов Pioneer выпустила проигрыватель с двумя лотками. Технологию несколько раз переименовывали, но спасти ее так и не удалось. Плееры с поддержкой LD появлялись вплоть до 2003 года. Ныне это раритет. Вместо эпилогаЧто было дальше, знают все — появились записываемые и перезаписываемые DVD, объемные флэш-накопители и т. д. Примерно в 2000 году окончательно ушел в историю последний оплот эпохи магнитных пленок — видеокассеты. Сейчас на рынке носителей данных идут ожесточенные войны между HD-DVD и Blu-ray, технологиями нового поколения. А в будущем нас ожидают голографические диски объемом от 300 Гб на пластинку. Читайте также:
|
