Η ιστορία των μέσων αποθήκευσης δεδομένων

3

Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής σας σήμερα χρησιμοποιεί αποθηκευτικά μέσα μερικών χιλιάδων Gigabyte (GB), ενώ ακόμα και το smartphone στην τσέπη σας έχει τη δυνατότητα αποθήκευσης δεκάδων ή και εκατοντάδων GB. Τα πράγματα όμως δεν ήταν πάντα έτσι. Πάμε να δούμε πως φτάσαμε στο σήμερα και τι μας περιμένει στη συνέχεια.

Αποθηκεύουμε δεδομένα από το 1725

Η ιστορία των αποθηκευτικών μέσων δεν ξεκίνησε με την έλευση των υπολογιστών, αλλά αρκετά νωρίτερα, από το 1725 για τον έλεγχο αργαλειών. Εμπνευστής της ιδέας ο Basile Bouchon, ο οποίος έφτιαξε τρυπητές χάρτινες κάρτες που πρακτικά προγραμμάτιζαν τη λειτουργία του αργαλειού. Αν και οι χάρτινες αυτές κάρτες ήταν όχι μόνο δαπανηρές για να δημιουργηθούν εκείνη την εποχή, αλλά επιρρεπείς στο να χαλάνε και δύσκολες στο να επισκευαστούν, ήταν το πρώτο αποθηκευτικό μέσο δεδομένων για μηχανές.

Διάτρητη κάρτα – Photo Credit: Μουσείο Πληροφορικής ΣΕΠ Χίου

Μέχρι το 1801 ο Joseph Marie Jacquard είχε αναπτύξει μηχανές που δημιουργούσαν χάρτινες ταινίες δένοντας τρυπημένα χαρτιά σε σειρά για τους αργαλειούς του. Ήταν μια κατασκευή τόσο ανθεκτικότερη όσο όμως και απλούστερη στην κατασκευή αλλά και την επισκευή.

Η παραπάνω προσέγγιση έφερε την έννοια της καταχώρησης δεδομένων σε μηχανές όχι ως μεμονωμένες κάρτες, αλλά ως μια συνεχόμενη κάρτα. Αυτή η ιδέα έχει χρησιμοποιηθεί σε αρκετές εφαρμογές μεταξύ αυτών και από τον εφευρέτη Alexander Bain, ο οποίος έστελνε τηλεγραφήματα με τη χρήση τέτοιων διάτρητων ταινιών.

 

Οι υπολογιστές έφεραν νέα μέσα

Η χρήση των πρώτων υπολογιστών στα μέσα του 20ου αιώνα οι οποίοι επίσης χρησιμοποιούσαν κάποια μορφή διάτρητης ταινίας ή κάρτας έφερε την ανάγκη για ανάπτυξη νέων μέσων όπου είτε θα αποθηκεύονταν δεδομένα, είτε θα προγραμμάτιζαν με τις κατάλληλες εντολές το σύστημα.

Ο IBM 650 με το IBM 533 card reader/punch στο Πανεπιστήμιο Texas A&M την δεκαετία του 1950. Photo Credit: Wikipedia.

Προφανώς και η αγορά εκείνη την εποχή αφορούσε ελάχιστες εφαρμογές αφού υπολογιστές χρησιμοποιούνταν σε κάποιες λίγες κρατικές εφαρμογές, σε κάποιες μεγάλες εταιρείες για πολύ συγκεκριμένες εργασίες και σε λίγα πανεπιστήμια.

 

Λυχνία επιλογής

Το 1946 είχαμε την ανάπτυξη της λυχνίας επιλογής από την Radio Corporation of America (RCA) και αυτή είναι ο προκάτοχος σύγχρονων τύπων μνήμης που χρησιμοποιούμε σήμερα. Το αρχικό σχέδιο λυχνίας της RCA είχε χωρητικότητα 4096 bits και η εταιρεία σχεδίαζε να προχωρήσει σε παραγωγή 200 τέτοιων λυχνιών μέχρι τα τέλη του 1946.

Λυχνία επιλογής – Photo Credit: Wikipedia

Η παραγωγή της συγκεκριμένης λυχνίας δυσκόλεψε ιδιαίτερα την RCA και μετά από αρκετές περιπέτειες ξεπεράστηκε σαν εφαρμογή στις αρχές της δεκαετίας του 1950 από την ευρύτερη χρήση μνήμης μαγνητικού πυρήνα.

 

Μαγνητική μνήμη τυμπάνου

Το 1932 στην Αυστρία ο Gustav Tauschek εφηύρε μια μαγνητική συσκευή αποθήκευσης δεδομένων. Πολλοί θεωρούν ότι αυτή η συσκευή ήταν ο πρόγονος του σκληρού δίσκου όπως τον γνωρίζουμε μέχρι και σήμερα.

Μαγνητική μνήμη τύμπανου – Photo Credit: Wikipedia

Η μνήμη αυτή περιείχε ένα μεγάλο μεταλλικό κύλινδρο ο οποίος εξωτερικά ήταν επικαλυμμένος με ένα σιδηρομαγνητικό υλικό εγγραφής. Στις περισσότερες εφαρμογές μια ή περισσότερες σειρές από σταθερές κεφαλές κινούνταν κατά μήκος του μεγάλου άξονα στο τύμπανο και ο ελεγκτής του τυμπάνου επιλέγοντας την κατάλληλη κεφαλή περίμενε μέχρι τα δεδομένα να εμφανιστούν κάτω από την κεφαλή ενώ το τύμπανο περιστρέφονταν.

Εφαρμογές της εφεύρεσης του Tauschek είχαμε από τις αρχές του 1940, μια δεκαετία αργότερα όμως έγινε η χρήση τέτοιων αποθηκευτικών μέσω πολύ δημοφιλέστερη. Ο πρώτος υπολογιστής που παραγόταν μαζικά με μαγνητική μνήμη τυμπάνου ήταν ο IBM 650, είχε περίπου 8,5KB μνήμης που αργότερα, στο Model 4, αναβαθμίστηκε στα περίπου 17KB. Σημειώστε ότι πολλά συστήματα, ακόμα και στις αρχές του 1980 χρησιμοποιούσαν αποθηκευτικά μέσα μνήμης τυμπάνου.

 

Σκληρός δίσκος

Ο σκληρός δίσκος παρουσιάστηκε το 1956 από την IBM, ήταν το IBM 350 disk storage unit και για πρώτη φορά έγινε εμπορικά διαθέσιμο το 1957 ως ενσωματωμένο αποθηκευτικό μέσο στον υπολογιστή IBM 305 RAMAC.

Το μέγεθος του; Κρατηθείτε, ήταν σε πλάτος 152 εκατοστά, ύψος 172 εκατοστά  και βάθος 74 εκατοστά, ενώ ζύγιζε περίπου 1 τόνο. Μπορούσε να αποθηκεύσει 3,75MB, δηλαδή δεν θα χώραγε μια φωτογραφία από το σημερινό smartphone σας.

Το εσωτερικό ενός σκληρού δίσκου

Ήταν μια συσκευή ηλεκτρο-μηχανικής αποθήκευσης δεδομένων η οποία αποθηκεύει και ανακτά ψηφιακά δεδομένα σε γρήγορα περιστρεφόμενα platters (δίσκους) τα οποία είναι επενδυμένα με μαγνητικό υλικό. Η αποθήκευση και η ανάγνωση των δεδομένων επιτυγχάνετε χάρη σε μαγνητικές κεφαλές οι οποίες κινούνται μηχανικά και μπορούν να βρεθούν δε οποιοδήποτε σημείο της επιφάνειας του platter.

Από τότε πολύ νερό έχει κυλίσει στο «αυλάκι» της εξέλιξης των σκληρών δίσκων, έτσι σήμερα έχουμε σκληρούς δίσκους πολύ-πολύ μικρότερους από τον IBM 350 και παράλληλα με πάρα πολλές φορές μεγαλύτερη χωρητικότητα. Η γενική ιδέα παραμένει όμως η ίδια μέχρι και σήμερα.

 

Μαγνητική κασέτα

Η μαγνητική κασέτα είναι ένα μέσο αποθήκευσης δεδομένων κατασκευασμένο από ένα λεπτό μαγνητικό πλαστικό φιλμ. Αναπτύχθηκε στη Γερμανία το 1928 και χρησιμοποιήθηκε αρχικά για εγγραφή ήχου και εικόνας, ενώ για πρώτη φορά το 1951 αποθηκεύτηκαν δεδομένα στον UNIVAC 1.

Παιχνίδι του Commodore 64 σε μαγνητική κασέτα.

Έκτοτε οι εφαρμογές μαγνητικής κασέτας για την αποθήκευση δεδομένων υπολογιστών έγινε ευρεία. Κάποιοι από τους δημοφιλέστερους home computers όπως ο Commodore 64 και ο ZX Spectrum χρησιμοποιούσαν κοινές μαγνητικές κασέτες, που συνήθως προορίζονταν για εγγραφή ήχου, για εγγραφή και ανάγνωση των δεδομένων.

Το κυριότερο μειονέκτημα της παραπάνω εφαρμογής είναι η μεγάλη καθυστέρηση κυρίως στην ανάγνωση τυχαίων δεδομένων. Επειδή δεν υπάρχει άμεση πρόσβαση σε όλα τα δεδομένα αλλά πρέπει πρώτα να βρεθεί η κεφαλή εγγραφής / ανάγνωσης στο σημείο που βρίσκονται τα δεδομένα, υπάρχει αρκετά μεγάλος χρόνος καθυστέρησης. Μέχρι να περιστραφεί η κασέτα για να βρεθεί η ταινία μπροστά από την κεφαλή στο σημείο που βρίσκονταν τα δεδομένα, κάτι που μεγαλώνει το χρόνο ανάγνωσης δεδομένων, κυρίως σε περιπτώσεις αναζήτησης τυχαίων δεδομένων επάνω στην μαγνητική κασέτα.

Ακόμα και στις ημέρες μας κάποια συστήματα – servers κατά κύριο λόγο – χρησιμοποιούν μεγάλες μαγνητικές κασέτες για backup αρχείων.

 

Δισκέτα

Οι παλαιότεροι… “πίνουν νερό” στο όνομα της, οι νεότεροι τη γνωρίζουν μόνο ως το σύμβολο αποθήκευσης σε πολλές εφαρμογές. Οι πρώτες δισκέτες αναπτύχθηκαν τη δεκαετία του 1950, παρόλα αυτά εμπορικά διαθέσιμες έγιναν αρκετά αργότερα, το 1971 χάρη στην IBM.

Η δισκέτα μπορεί συνδυάστηκε με την έλευση στην αγορά των home υπολογιστών στα τέλη της δεκαετίας του 1970 και χάρη στην προσιτή τιμή τους και την ευκολία εγγραφής / ανάγνωσης έγιναν μια ιδιαίτερα δημοφιλής επιλογή για αποθηκευτικό μέσο από την αρχή της κυκλοφορίας τους μέχρι και τα μέσα του 1990.

Οι δισκέτες ήταν κατασκευασμένες από ένα ελαφρύ και εύκαμπτο υλικό για αυτό και ονομάζονταν floppy disks. Εσωτερικά αποτελούνταν από ένα μαγνητικό πλαστικό φιλμ σε μορφή δίσκου. Οι δημοφιλέστερες δισκέτες ήταν Μονής Πυκνότητας (Single Density – SD) ή Διπλής Πυκνότητας (Double Density – DD) και Μονής Πλευράς (Single Sided – SS) ή Διπλής Πλευράς (Double Sided – DS).

Έτσι σε δισκέτες ίδιου μεγέθους, η χωρητικότητα του εξαρτάται αρχικά από την πυκνότητα που αποθηκεύονται τα δεδομένα και σε δεύτερη φάση από το αν η δισκέτα μπορεί να εγγραφεί τόσο από την επάνω όσο και από την κάτω πλευρά.

Δισκέτες 8 ιντσών (αριστερά), 5,25 ιντσών (κέντρο) και 3,5 ιντσών (δεξιά) – Photo Credit: Wikipedia

Η πρώτη δισκέτα 8 ιντσών είχε χωρητικότητα 80KB, ενώ αργότερα έφτασαν να κυκλοφορούν και εκδόσεις των 1,2MB.

To 1976 έγινε διαθέσιμος ένας νέος τύπος δισκέτας, ίδιος σε λογική με τον αρχικό αλλά με μικρότερο μέγεθος στις 5,25 ίντσες, αρχικά με χωρητικότητα 360KB, ενώ έφτασε αργότερα και αυτός ο τύπος τα 1,2MB.

Το 1982 κυκλοφόρησαν δύο νέοι τύποι δισκέτας, μια έκδοση στις 3 ίντσες με χωρητικότητες στα 125KB και στα 500KB, μια επιλογή εμπορικά όχι ιδιαίτερα επιτυχημένη αφού δεν την επιλέξαν πολλοί κατασκευαστές για τα συστήματα τους.

Η δημοφιλέστερη έκδοση που έγινε διαθέσιμη το 1982 ήταν η δισκέτα 3,5 ιντσών με χωρητικότητες από τα 130KB έως και κάποιες εκδόσεις στα τέλη της δεκαετίας του 1990 που έφταναν τα 240MB. Οι δημοφιλέστερες εκδόσεις ήταν αυτές των 720KB (800ΚΒ για Mac και 880ΚΒ για την Amiga) και του 1,44ΜΒ (1,76MB για την Amiga).

Αν και οι δισκέτες άρχισαν να εγκαταλείπονται σταδιακά με την μαζική χρήση των οπτικών μέσων όπου προσφέραν σημαντικά υψηλότερες χωρητικότητες, είναι ενδιαφέρον ότι ακόμα και σήμερα μπορούμε – με αρκετό ψάξιμο είναι η αλήθεια – να βρούμε στην αγορά δισκέτες 3,5 ιντσών.

 

Οπτικοί δίσκοι

Οι οπτικοί δίσκοι δεν είναι κάτι τόσο καινούργιο, όσο τουλάχιστον φαντάζονται κάποιοι, για την εγγραφή και ανάγνωση δεδομένων. Όσον και αν σας φανεί απίθανο, η πρώτη ιστορικά εγγραφή οπτικού δίσκου έγινε το 1884  (όχι δεν είναι λάθος) όταν οι Alexander Graham Bell, Chichester Bell και Charles Sumner Tainter έγγραψαν ήχο σε ένα γυάλινο δίσκο χρησιμοποιώντας μια ακτίνα φωτός.

LaserDisc

Μετά το 1884 υπήρξαν και άλλες, όχι ιδιαίτερα δημοφιλείς, τεχνολογίες εγγραφής και αναπαραγωγής ήχου με τεχνολογίες φωτός. Η τεχνολογία εγγραφής δεδομένων όμως σε οπτικό δίσκο επινοήθηκε το 1958, παρόλα αυτά την είδαμε για πρώτη φορά αρκετά αργότερα, το 1972 και εμπορικά λίγο πιο μετά, το 1978 από μια συνεργασία μεταξύ των Philips και MCA η οποία σύντομα μετά την παρουσίαση διαλύθηκε.

Λίγο αργότερα, το 1981, μια συνεργασία μεταξύ των Philips και Sony μας έφερε το CD. Από τότε έχει προχωρήσει αρκετά η τεχνολογία εγγραφής οπτικών μέσων και έτσι ακολούθησε στα μέσα της δεκαετίας του 1990 το DVD και το 2006 το Blu-Ray και ενδιάμεσα αρκετά αντίστοιχα πρότυπα με πιο γνωστά το Video CD, το MiniDisc, το DVD-Audio και λίγο αργότερα το HD-DVD.

Οι τεχνολογίες των οπτικών δίσκων εξελίχθηκαν αρχικά για την εγγραφή ήχου και εικόνας, αλλά μέχρι και σήμερα χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό και για την εγγραφή δεδομένων.

 

Αποθηκευτικά μέσα τεχνολογίας Flash

Η ανάπτυξη των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων τη δεκαετία του 1980 και περισσότερο του 1990 έφερε στα χέρια των καταναλωτών ολοένα και μικρότερες συσκευές σε μέγεθος. Κάποιες από αυτές είχαν την ανάγκη να συνοδεύονται από αποθηκευτικά μέσα τα οποία θα έπρεπε να έχουν όχι μόνο την απαραίτητα χωρητικότητα αλλά σημαντικά μικρότερο μέγεθος και ακόμα υψηλότερες ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής δεδομένων.

 

Κάρτες μνήμης

Η εφεύρεση του Fujio Masuoka στην Toshiba το 1980 ήταν μια κάρτα μνήμης η οποία χρησιμοποιούσε τεχνολογία μνήμης flash. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιήθηκε για τον σχεδιασμό των πρώτων καρτών με βάση το πρότυπο PCMCIA, την πρώτη εμπορική εφαρμογή καρτών μνήμης.

Κάρτα μνήμης CompactFlash

Αργότερα είδαμε κάρτες βασισμένες στην παραπάνω τεχνολογία αλλά σε αρκετά μικρότερο μέγεθος με πρώτες τις κάρτες μνήμης CompactFlash, αργότερα τις SmartMedia και τις Miniature cards.

Κάρτα μνήμης microSD με adaptor για SD

Η αρχή της δεκαετίας του 2000 έφερε συσκευές όπως τα PDAs αλλά και δειλά κάποια κινητά τηλέφωνα να χρησιμοποιούν κάρτες μνήμης. Αυτή τη στιγμή στην αγορά κυριαρχούν SD Cards (Secure Digital Cards) τις οποίες θα βρούμε σε παραλλαγές όπως οι microSD για ακόμα μικρότερες συσκευές. Επιπλέον δεν σταματούν να κυκλοφορούν και νέου τύπου κάρτες όπως για παράδειγμα ο NM Cards της Huawei τις οποίες επιλέγει να χρησιμοποιεί στα smartphone της.

 

USB Flash Drive

Βασισμένα και αυτά στην ιδέα του Fujio Masuoka έρχονται με μια ιδιαίτερα απλή υλοποίηση και θεωρούνται εδώ και χρόνια ένα ιδιαίτερα ευέλικτο και εύκολο στη μεταφορά αποθηκευτικό μέσο.

Κυκλοφόρησαν για πρώτη φορά το 2000 με χωρητικότητα 8ΜΒ, ενώ σήμερα θα βρούμε στην αγορά διαθέσιμα USB Flash Drives με χωρητικότητες από 4GB έως και 1ΤΒ.

Αποθηκεύουν τα δεδομένα στη μνήμη τύπου NAND Flash, έρχονται συνήθως με θύρα USB έτσι ώστε να συνδέονται άμεσα σε οποιαδήποτε συσκευή έχει μια τέτοια υποδοχή, ζυγίζουν ελάχιστα, περίπου 50-60 gr και κάποιες φορές και λιγότερο, ενώ έχουν μέγεθος τόσο μικρό που μπορούν να βρίσκονται στο μπρελόκ με τα κλειδιά σας ή ακόμα και στη θήκη για κέρματα του πορτοφολιού σας χωρίς να ενοχλούν.

 

Solid State Drive – SSD

Αυτή τη στιγμή θεωρείτε ότι ταχύτερο σε επίπεδο αποθηκευτικού μέσου για έναν υπολογιστή και όχι άδικα. Η πρώτη εφαρμογή του όμως ήταν αρκετά παλιά το 1978 και όχι με μορφή flash μνήμης.

Το πρώτο εμπορικό SSD έγινε διαθέσιμο το 1991 από την SanDisk, είχε χωρητικότητα 20MB και ερχόταν με PCMCIA interface. Η τιμή του ήταν 1.000 δολάρια ΗΠΑ και χρησιμοποιούνταν από την IBM σε ένα φορητό υπολογιστή της σειράς ThinkPad. Αργότερα, το 1998 η SanDisk παρουσίασε δίσκους SSD σε μεγέθη 2,5 και 3,5 ιντσών με PATA interfaces.

Δίσκος SSD 2,5 ιντσών της Samsung

Το πλεονέκτημα τους ήταν οι υψηλές ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής δεδομένων, πολλαπλάσιες εκείνων ενός σκληρού δίσκου και το μειονέκτημα τους ότι τα block μνήμης έχουν πεπερασμένο αριθμό εγγραφών, σημαντικά μικρότερο από ένα σκληρό δίσκο.

Δίσκος NVMe SSD της Western Digital

Από τότε έχουν αυξηθεί σημαντικά οι διαθέσιμες χωρητικότητες των SSD και έχει βελτιωθεί ακόμα περισσότερο η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων. Η πλέον σημαντική βελτίωση τους όμως αφορά την αξιοπιστία τους ως προς το χρόνο και τις τεχνολογίες εγγραφής που πλέον χρησιμοποιούν ώστε να αυξάνεται ο χρόνος ζωής τους, ενώ παράλληλα έχουν μειωθεί σημαντικά οι τιμές τους. Πλέον βλέπουμε εγκατεστημένα SSD ακόμα και σε οικονομικά φορητά ή desktop συστήματα, αφού προσφέρονται σε τιμές λίγο υψηλότερες από εκείνες ενός σκληρού δίσκου.

 

Το μέλλον

Όλα δείχνουν ότι τα αποθηκευτικά μέσα για τα δεδομένα μας θα είναι διαθέσιμα και στο κοντινό μας μέλλον κυρίως σε μορφή μνήμης flash. Είτε ως USB Flash Drives, είτε ως κάρτες μνήμης, είτε ως δίσκοι SSD.

Παρόλα αυτά προσωπικά θεωρώ ότι θα δούμε αρκετά σύντομα δελεαστικά πακέτα για αποθηκευτικό χώρο στο cloud, πακέτα που ήδη μας προσφέρει πχ η Microsoft μέσω του OneDrive, η Google, υπηρεσίες όπως το DropBox και τόσα άλλα. Αυτό όμως που θα μας δελεάσει θα είναι ότι οι τιμές θα είναι τόσο χαμηλότερες που θα θεωρήσουμε ότι δεν υπάρχει λόγος να έχουμε στα χέρια μας ένα φυσικό μέσο αποθήκευσης των δεδομένων μας.

Σε γενικές γραμμές αυτό ισχύει και σήμερα, πόσο μάλλον στο κοντινό μέλλον. Παρόλα αυτά σημειώστε ότι αν θέλετε να είστε ο κάτοχος των δεδομένων σας θεωρώ ότι θα πρέπει να τα έχετε σε αποθηκευτικό μέσο δικής σας ιδιοκτησίας, διαθέσιμο και offline. Πείτε με παράξενο, γερο-περίεργο, είναι η άποψη μου, τουλάχιστον στην παρούσα φάση, μια θέση που πρέπει όλοι να σκεφτούμε όταν αφορά τα δικά μας δεδομένα.

Ακολουθήστε το Techblog.gr στο Google News για να μαθαίνετε πρώτοι και άμεσα όλα τα νέα άρθρα! Αν χρησιμοποιείτε RSS μπορείτε να προσθέσετε το Techblog.gr στη λίστα σας με αυτό τον σύνδεσμο https://techblog.gr/feed.

Παρακολουθήστε τα σχόλια
Να ειδοποιηθώ όταν
guest
3 Σχόλια
Oldest
Newest
Inline Feedbacks
View all comments
Σάκης

Και εγώ γεροπαράξενος είμαι. Εάν τα δεδομένα μου δεν μπορώ να τα αγγίξω δεν αισθάνομαι καλά.

Κώστας Κουργιάς

Πολύ ωραίο το άρθρο.Ξέχασες βέβαια να αναφερθείς στο mini disk της Sony (το οποίο πήγε άπατο βέβαια).Αν και κατατάσσεται στους οπτικούς δίσκους θεωρώ πως ήταν μια υποκατηγορία με τη δική της ιστορία που κάποιοι γεροπαράξενοι την ζήσαμε.

Κώστας Βλαχάκης

Καλημέρα, MiniDisc και DAT για τους παλιούς! Το εχω ακόμα το φορητό Sony minidic player και δουλευει κανονικά. Μάλιστα άκουγα και πρόσφατα μουσική από αυτό.

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί cookies για να βελτιώσει την εμπειρία χρήσης. Αποδοχή Περισσότερα