存儲器修改稿

1、存儲器鐘玉峰數(shù)據(jù)存儲是人類千百年來都在應(yīng)用并且探索的主題。在原始社會，人類用樹枝和石頭來記錄數(shù)據(jù)。后來，人類創(chuàng)造了鐵器，用鐵器在石頭上刻畫一些象形文字來記錄數(shù)據(jù)。而此時，語言還沒有形成，人們記錄的東西只有自己才可以看懂。隨著人類相互之間交流的愿望越來越迫切，逐漸形成了通用的象形文字。有了文字之后，人們對每個文字加上了聲音的表達，就形成了語言，也就是將一種形式的信息，轉(zhuǎn)換成另一種形式的信息。人們用文字作為交流工具，將自己大腦產(chǎn)生的信息，通過這種方式傳遞給其他人。這和網(wǎng)絡(luò)通信的模型是一樣的，計算機將數(shù)據(jù)利用TCP/IP協(xié)議，先通過網(wǎng)卡編碼，再在線纜上傳輸，最終到達目的地。人類將大腦中的數(shù)據(jù)，變成語

2、言編碼，然后通過嗓子的振動，通過空氣這個大廣播網(wǎng)，傳遞給網(wǎng)內(nèi)的每個人。后來，人們將文字刻在竹片上保存。再后來，蔡倫發(fā)明了造紙技術(shù)，使得人們可以將信息寫到紙上，紙張摞起來就形成了書本。后來，畢升用泥活字革新了印刷術(shù)，開始了書本的印刷。再后來，激光打印取代了活字板。再后來，紙帶、軟盤、硬盤、光盤等方式出現(xiàn)了。下面就給大家詳細(xì)介紹一下存儲媒介的發(fā)展歷程。打孔紙卡和穿孔紙帶 打孔紙卡是最早的數(shù)據(jù)存儲媒介了，在1725年由Basile Bouchon發(fā)明出來，用來保存印染布上的圖案。但是關(guān)于它的第一個真正的專利權(quán)，是Herman HollerITh在1884年9月23日申請的，這個發(fā)明用了將近

3、100年，一直用到了20世紀(jì)70年代。上圖是打孔紙卡的典型例子-它制成于1972年，上面可以打90列孔。顯然你可以看出，這張卡片上能存儲的數(shù)據(jù)少的可憐，事實上幾乎沒有人真的用它來存數(shù)據(jù)。一般它是用來保存不同計算機的設(shè)置參數(shù)的。Alexander Bain(傳真機和電傳電報機的發(fā)明人)在1846年最早使用了穿孔紙帶。紙帶上每一行代表一個字符，顯然穿孔紙帶的容量比打孔紙卡大多了。存儲器設(shè)備發(fā)展之汞延遲線1950年，世界上第一臺具有存儲程序功能的計算機EDVAC由馮.諾依曼博士領(lǐng)導(dǎo)設(shè)計。它的主要特點是采用二進制，使用汞延遲線作存儲器，指令和程序可存入計算機中。1951年3月，由ENIAC的主要設(shè)計者

4、莫克利和?？颂卦O(shè)計的第一臺通用自動計算機UNIVAC-I交付使用。它不僅能作科學(xué)計算，而且能作數(shù)據(jù)處理。汞延遲線是基于汞在室溫時是液體，同時又是導(dǎo)體，每比特數(shù)據(jù)用機械波的波峰（1）和波谷（0）表示。機械波從汞柱的一端開始，一定厚度的熔融態(tài)金屬汞通過一振動膜片沿著縱向從一端傳到另一端，這樣就得名“汞延遲線”。在管的另一端，傳感器得到每一比特的信息，并反饋到起點。設(shè)想是汞獲取并延遲這些數(shù)據(jù)，這樣它們便能存儲了。這個過程是機械和電子的奇妙結(jié)合。缺點是由于環(huán)境條件的限制，這種存儲器方式會受各種環(huán)境因素影響而不精確。存儲器設(shè)備發(fā)展之磁帶在1950年代，IBM最早把盤式磁帶用在數(shù)據(jù)存儲上。因為一卷磁帶可以

5、代替1萬張打孔紙卡，于是它馬上獲得了成功，成為直到80年代之前最為普及的計算機存儲設(shè)備。在80年代末的時候，大家都聚在一起看老電影，當(dāng)時看待巨大的圓盤來回轉(zhuǎn)，這就是盤式磁帶。磁帶首次用來作為數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)是在1951年，被稱為UNISERVO，是UNIVAC I型計算機主要的I/O設(shè)備。有效傳輸速率為每秒7,200字節(jié)。這些磁帶都是金屬的，總共有1200英尺長(365米)，所以非常沉。盒式錄音磁帶應(yīng)該是80年代人小時候珍貴的記憶之一。它顯然也是磁帶的一種，可是它實在是太普及了，所以要專門說一下。這是飛利浦公司在1963年發(fā)明的，可是直到1970年代才開始流行開來。存儲器設(shè)備發(fā)展之磁鼓磁鼓存儲器

6、于1932年發(fā)明出來(奧地利)，廣泛應(yīng)用于上世紀(jì)五、六十年代。1953年，隨著存儲器設(shè)備發(fā)展，第一臺磁鼓應(yīng)用于IBM 701，它是作為內(nèi)存儲器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面涂覆的磁性材料來存儲數(shù)據(jù)的。鼓筒旋轉(zhuǎn)速度很高，因此存取速度快。它采用飽和磁記錄，從固定式磁頭發(fā)展到浮動式磁頭，從采用磁膠發(fā)展到采用電鍍的連續(xù)磁介質(zhì)。這些都為后來的磁盤存儲器打下了基礎(chǔ)。磁鼓最大的缺點是利用率不高，一個大圓柱體只有表面一層用于存儲，而磁盤的兩面都利用來存儲，顯然利用率要高得多。因此，當(dāng)磁盤出現(xiàn)后，磁鼓就被淘汰了。存儲器設(shè)備發(fā)展之磁芯美國物理學(xué)家王安1950年提出了利用磁性材料制造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想

7、變成了現(xiàn)實。為了實現(xiàn)磁芯存儲，福雷斯特需要一種物質(zhì)，這種物質(zhì)應(yīng)該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產(chǎn)電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家，利用熔化鐵礦和氧化物獲取了特定的磁性質(zhì)。最先獲得這些專利許可證的是IBM，IBM最終獲得了在北美防衛(wèi)軍事基地安裝“旋風(fēng)”的商業(yè)合同。更重要的是，自20世紀(jì)50年代以來，所有大型和中型計算機也采用了這一系統(tǒng)。磁芯存儲從20世紀(jì)50年代、60年代，直至70年代初，一直是計算機主存的標(biāo)準(zhǔn)方式。存儲器設(shè)備發(fā)展之軟盤第一張軟盤，發(fā)明于1969年，當(dāng)時是一張8英寸的大家伙，可以保存80K的只讀數(shù)據(jù)。IBM在1971年推出了第一部商用軟驅(qū)。與它配套使用的

8、8英寸軟盤上面涂有磁性材料，永遠裝在塑料填套里面。用戶很快認(rèn)識到：與成堆的穿孔卡片相比，使用軟盤將數(shù)據(jù)裝入電腦來得速度更快、成本更低，還更省空間。1976年，軟盤的聯(lián)合發(fā)明人Alan Shugart為個人電腦研制出了新的5.25英寸軟驅(qū)。這種大軟盤直到80年代的后半期都是整個行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，直到后來索尼的3.5英寸軟盤格式(1981年發(fā)明)主導(dǎo)了市場。從早期的8英寸軟盤、5.25英寸軟盤到3.5英寸軟盤，主要為數(shù)據(jù)交換和小容量備份之用。其中，3.5英寸1.44MB軟盤占據(jù)計算機的標(biāo)準(zhǔn)配置地位近20年之久，之后出現(xiàn)過24MB、100MB、200MB的高密度過渡性軟盤和軟驅(qū)產(chǎn)品。然而，由于USB接口的

9、閃存出現(xiàn)，軟盤作為數(shù)據(jù)交換和小容量備份的統(tǒng)治地位已經(jīng)動搖，不久就退出存儲器設(shè)備發(fā)展歷史舞臺。存儲器設(shè)備發(fā)展之硬盤1956年9月13日，IBM發(fā)布了305 RAMAC硬盤機。與之相關(guān)的計算機平平無奇，可是在存儲容量方面有著革命性的變化它可以存儲“海量”的數(shù)據(jù)，“高達”4.4MB（5百萬個字符），這些數(shù)據(jù)保存在50個24英寸的硬磁盤上。直到1961年，IBM生產(chǎn)了1000臺305計算機，IBM出租這些計算機的價格是每個月3千5百美元。目前，硬盤的面密度已經(jīng)達到每平方英寸100Gb以上，是容量、性價比最大的一種存儲設(shè)備。圖中的日立Deskstar 7K500，是第一個達到500G容量的硬盤-是最早的

10、IBM 305 RAMAC的12萬倍。近年來微硬盤的出現(xiàn)和快速發(fā)展為移動存儲提供了一種較為理想的存儲介質(zhì)。存儲器設(shè)備發(fā)展之光盤光盤起初是一種數(shù)字音頻存儲介質(zhì)，它是索尼與飛利浦兩家公司合作開展項目的產(chǎn)物，1982年首次面市。這種格式將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以?？淘谟蟹瓷浔骋r的塑料磁盤表面上的凹坑這種形式來存儲。激光可讀取凹坑。由于光盤是數(shù)字介質(zhì)，所以非常適合存儲電腦數(shù)據(jù)。沒過多久，索尼/飛利浦改動這種格式，開發(fā)出了電腦CD-ROM，在1985年生產(chǎn)出第一部商用CD-ROM驅(qū)動器。在上世紀(jì)80年代中期，光盤存儲器設(shè)備發(fā)展速度非?？欤群笸瞥隽薟ORM光盤、磁光盤（MO）、相變光盤（Phase Change Di

11、sk，PCD）等新品種。更重要的是1988年推出了可記錄光盤(CD-R)，這樣用戶可以把自己的數(shù)據(jù)寫到光盤上。20世紀(jì)90年代，DVD-ROM、CD-R、CD-R/W等開始出現(xiàn)和普及，光盤技術(shù)進一步向高密度發(fā)展，藍光光盤是不久將推出的下一代高密度光盤。多層多階光盤和全息存儲光盤正在實驗室研究之中。隨著光介質(zhì)越來越便宜，這種存儲介質(zhì)取代了軟盤，目前已成為計算機的標(biāo)準(zhǔn)存儲設(shè)備。存儲器設(shè)備發(fā)展之納米存儲納米是一種長度單位，符號為nm。1納米=1毫微米，約為10個原子的長度。假設(shè)一根頭發(fā)的直徑為0.05毫米，把它徑向平均剖成5萬根，每根的厚度即約為1納米。1988年，法國人首先發(fā)現(xiàn)了巨磁電阻效應(yīng)，到1997年，采用巨磁電阻原理的納米結(jié)構(gòu)器件已在美國面世，它在磁存儲，磁記憶和計算機讀寫磁頭等方面均有廣闊的應(yīng)用前景。1998年，美國明尼舒蘇達大學(xué)和普林斯頓大學(xué)制備成功量子磁盤，這種磁盤是由磁性納米