حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟ معضل کمبود حافظه براي ثبت و ذخيره‌سازي اطلاعات از ابتداي ظهور رايانه‌ها وجود داشته است. شايد اکثر ما دوراني را که اطلاعات خود را با فلاپي جابه‌جا مي‌کرديم، به ياد بياوريم و استفاده از آن ابزارها در دوران فعلي به هيچ عنوان قابل تصور نباشد.
در طول تاريخ رايانه، “فضاي ذخيره‌سازي دايم” يکي از جنبه‌هاي دردسرآفرين بوده است و بيش از هر عامل ديگري براي کاربر، ايجاد محدوديت کرده است. از زماني که رايانه‌ها از کارت‌هاي پانچ و نوارهاي مغناطيسي براي دريافت داده‌هاي ورودي و ذخيره‌سازي آن‌ها در هارد ديسکي به اندازه‌ي يخچال استفاده مي‌کردند، تا دنياي ديجيتال امروز استفاده از حافظه‌هاي غير فرار از موارد مورد اهميت بوده است.
براي درک تفاوت ميان سيستم ذخيره‌سازي رايانه و حافظه‌ي رايانه (حافظه‌ي فرار: DRAM) بايد به گذشته برگرديم. زماني که IBM کارت پانچ‌هاي معروفش را به دنيا معرفي کرد.
کارت پانچ و نوار
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟
خيلي سال‌ها قبل‌تر از اين که رايانه‌هاي ديجيتالي در سال 1940 پديدار شوند، کارت‌هاي پانچ جهت ذخيره‌ي داده‌هاي ورودي به داخل سيستم‌هاي مکانيکي، از دستگاه‌هاي بافندگي و پيانو گرفته تا ماشين‌هاي جدول‌بندي داده، مورد استفاده قرار مي‌گرفت و درست نقطه‌ي شروع ماجرا از همين‌جا آغاز شد.
چنانچه به سال‌هاي 1920 و 1930 برگرديم شاهد اين موضوع خواهيم بود که IBM شرکتي متخصص در عرصه‌ي ساخت کارت پانچ و ماشين‌هاي جدول‌بندي است. اين ماشين‌ها و کارت‌ها به موسسات مجاز مانند دولت آمريکا اجازه مي‌دادند که حجم زيادي از اطلاعات مانند اطلاعات مربوط به مشاغل، امنيت اجتماعي و نتايج حاصل از سرشماري‌ها را پردازش کنند. سال 1937 بود که IBM روزانه 10 ميليون کارت پانچ توليد مي‌کرد. البته با در نظر گرفتن اين نکته که توليد آن‌ها تا سال 1950 بيشتر طول نکشيد، اين آمار تعجب‌آور نخواهد بود.
کارت پانچ با استاندارد 80 ستون ( در تصوير بالا ) تنها قادر به ذخيره‌سازي 70 بايت داده بود. از اين رو کل آن 10ميليون کارت پانچ، تنها قادر بود که 679 مگابايت داده را ذخيره کند.
نوار مغناطيسي
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟
سال 1951 نخستين رايانه‌ي تجاري با نام يونيواک UNIVAC عرضه شد که شامل بخشي به نام يونيورسو UNIVERSO بود. يونيورسو اطلاعات نوار مغناطيسي را بازخواني مي‌کرد. اين نوار از يک رشته‌ي نازک مسي نيکل‌اندود ساخته شده بود. (به جاي پلاستيکي فلزي بود) اين نوار مغناطيسي در مقايسه با کارت‌هاي پانچ از توانايي بيشتري براي ذخيره‌ي داده برخوردار بود و مي‌توانست 7200 کاراکتر در ثانيه را انتقال دهد.
در همان زمان بود که IBM در زمينه‌ي ذخيره‌سازي اطلاعات روي نوار پلاستيکي پوشيده شده از مواد فرومغناطيس مشغول به کار شد. اين نوع نوار شباهت زيادي به نوار کاست‌هاي صوتي داشت. نوارهاي جديد IBM در 700 رايانه مورد استفاده قرار گرفت و در سال 1952 معرفي شد. موفقيت تجاري و سهولت توليد اين نوارها باعث شد که به سرعت جايگزين کارت‌هاي پانچ شوند و براي ذخيره‌ي اطلاعات رايانه‌ها مورد استفاده قرار گيرند.
درام مغناطيسي
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟
درام مغناطيسي تشکيل دهنده‌ي هارد ديسک است که سيلندرهاي فلزي آن از مواد ضبط کننده‌ي فرومغناطيس پوشيده شده و مشابه نوارهاي مغناطيسي است. مانند يک هارد ديسک، درام‌هاي مغناطيسي هم داراي چند هد هستند. با اين تفاوت که هدهاي درام مغناطيسي به جاي جستجوي اطلاعات در انتظار قرارگيري سکتور مغناطيسي در جهت درست هستند. اندازه و سرعت درام‌ها متفاوت است. يکي از موفق‌ترين مدل‌هاي اين نوع درام‌ها، مدل کوچکي از IBM است که 4 اينچ قطر و 16 اينچ طول دارد. اين درام‌ها با چرخش 12500 دور بر ثانيه اطلاعات را به شکل سريعي جستجو مي‌کنند. درام‌هاي مغناطيسي به طور گسترده در ظرفيت‌هاي متنوع، موجود هستند اما در حالت کلي مي‌توانند چند هزار بايت اطلاعات را ذخيره کنند.
درام‌هاي مغناطيسي، حافظه‌ي اصلي تمام رايانه‌هاي الکتريکي موجود تا پايان دهه‌ي 1950 بودند. زماني که حافظه‌ي مغناطيسي هسته‌اي و ديسک‌هاي سخت پديد آمد.
حافظه مغناطيسي هسته‌اي
براي مدت زمان بسيار طولاني تا دهه‌ي 1980، تنها راه خواندن و نوشتن داده‌هاي غير فرار استفاده از مغناطيس کنترلي بود. کارت‌هاي پانچ و نوار مغناطيسي مورد استفاده در آن‌ها براي داده‌هاي ورودي به کار گرفته مي‌شد اما از سرعت بسيار کمي برخوردار بودند. با ورود حافظه‌ي مغناطيسي هسته‌اي، اولين حافظه‌ي غير فرار تصادفي (RAM) وارد عرصه شد.
حافظه‌ي مغناطيسي هسته‌اي با تنظيم خاصيت مغناطيسي بسيار کوچک حلقه‌هاي فريت (به ضخامت 2mm) توانايي خواندن و نوشتن داده‌ها را دارد. با قرار دادن حافظه‌ي هسته‌اي زير لنز ميکروسکوپ مي‌توان فهميد که اين ساختار با دست هم قابل ساختن است. در ابتدا توليدکنندگان پوشاک از حافظه‌ي هسته‌اي براي فرآيندهاي توليد خود در ساخت محصولات کاملا يکسان استفاده مي‌کردند. هر چند که حافظه‌ي اصلي اوايل دهه‌ي 50 اختراع شد اما باز هم جايگزين درام‌هاي مغناطيسي نشد. با اين وجود، در دهه‌ي 60 بود که قيمت اين نوع حافظه ارزان‌تر شد و توانست روي کار بيايد.
درايو هارد ديسک
در حالي که حافظه‌ي مغناطيسي هسته‌اي جايگزين درام مغناطيسي براي حافظه‌ي تصادفي رايانه (RAM) شد، نوار مغناطيسي هنوز هم تنها گزينه‌ي موجود براي ذخيره‌سازي طولاني مدت اطلاعات بود. از اين رو بنا به نظر IBM به نوع جديدي از حافظه نياز بود که حد فاصل RAM و نوار مغناطيسي عمل کند. راه حل کار، ذخيره‌سازي با دسترسي تصادفي بود (آنچه که ما امروز آن را به عنوان ذخيره‌سازي ثانويه مي‌شناسيم). بنابراين، در سال 1953 پس از گذر سال‌ها تجربه‌ي درام مغناطيسي و نوار، آي بي ام موفق به توليد درايو هارد ديسک شد.
اولين درايو هارد ديسک در سال 1956 در محصول IBM 305 RAMAC به کار گرفته شد. ابعاد خود رايانه با اندازه‌هاي 9.5 متر در 15 متر حجيم محسوب مي‌شد و حجم درايو ذخيره‌سازي که اولين هارد ديسک تجاري بود به 1.5 مترمکعب مي‌رسيد. اين درايو شامل 50 پلاتر (ديسک گردان) به قطر 24 اينچ (معادل 61 سانتي‌متر) بود که ظرفيت کل آن به 5 ميليون کاراکتر (5 مگابايت) مي‌رسيد. اين مقدار معادل استفاده از 64000 کارت پانچ بود. در اين هارد ديسک فقط از دو هد براي خواندن و نوشتن آرايه‌هاي کل پلاتر استفاده مي‌شد. پلاترها تنها 1200 دور بر دقيقه مي‌چرخيدند که همين امر، متوسط زمان دسترسي به اطلاعات را خيلي کند مي‌کرد.
سال 1961، IBM ديسک ذخيره‌سازي 1301 را عرضه کرد. اين ديسک اولين درايوي بود که علاوه بر هد متحرک، از يک هد به ازاي هر صفحه‌ي پلاتر استفاده مي‌کرد. ديگر ويژگي‌هاي فيزيکي ديسک‌هاي سخت از آن زمان تا کنون ثابت باقي مانده است.
فلاپي ديسک
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته
اواخر دهه‌ي 60، زماني که هنوز از کارت‌هاي پانچ و نوارهاي مغناطيسي براي انتقال اطلاعات رايانه استفاده مي‌شد، IBM دست به ارايه‌ي ابزاري قابل حمل، ارزان‌قيمت و قابل اعتماد به نام فلاپي ديسک زد. اولين فلاپي ديسک، که در سال 1971 منتشر شد، داراي قطر 8 اينچ بود و مي‌توانست تنها 80 کيلوبايت اطلاعات را فقط به صورت خواندني ذخيره کند. (تصوير آن را در بالا مشاهده مي‌کنيد). پس از آن در سال 1972 شرکت ممورکس (Memorex) اولين فلاپي ديسک خواندني/ نوشتني را ابداع کرد و در سال 1973 شرکت IBM شروع به جايگزيني کارت پانچ خوان‌ها با درايوهاي فلاپي کرد.
با گذر زمان، معلوم شد که ديسک‌هاي 8 اينچي براي استفاده در ريزرايانه‌ها بسيار بزرگ هستند. از اين رو در دهه‌ي 70 بود که ديسک‌هاي 51.4 اينچي به عرصه‌ي ظهور رسيدند. هر چند که اين درايوها قادر به ذخيره‌ي کمتري از داده‌ها بودند، اما توليد ارزان‌تري داشتند.
اوايل دهه‌ي 80، درايوهاي مقرون به صرفه و فلاپي‌ها نقش مهمي در روي کار آوردن رايانه‌هاي خانگي و اداري مانند IBM PC و Commodore 64 ايفا کردند. اين گونه بود که درام‌هاي مغناطيسي و کارت‌هاي پانچ به تاريخ پيوستند و تا پايان قرن از فلاپي براي توزيع و ذخيره‌ي نرم‌افزارها استفاده مي‌شد.
ديسک‌هاي نوري
حافظه های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته
ديسک‌هاي نوري قبل از سال 1958 اختراع شده بودند. سال 1972 بود که از اولين نمونه‌ي کاربردي اين ديسک‌ها به شکل يک ديسک ليزري با عرض 12 اينچ رونمايي شد! هر چند که تا قبل از سال 1978 اين نوع ديسک نتوانست به بازار راه پيدا کند. البته آن زمان نوارهاي ارزان قيمت VHS چندين سال بود که در بازار جولان مي‌دادند و ديسک ليزري در اين ميان دست و پا گير و گران‌قيمت محسوب مي‌شد. از اين رو هيچ گاه شانس اين را پيدا نکرد که حضور فعالي در بازار از خود نشان دهد و به عنوان يک فضاحت تجاري بزرگ شناخته شد.
با اين حال، زندگينامه‌ي خويشاوندان نسل بعد ديسک ليزري کمي پايان خوش‌تري داشت. اولين ديسک صوتي در سال 1982 خود را معرفي کرد و برنده‌ي رقابت با نوارهاي مغناطيسي موجود در آن دوران شد. اوايل دهه‌ي 80 بود که ديسک‌هاي خواندني CD-ROM وارد بازار شدند و در سال 1990 سوني و فيليپس اولين محصول CD-R را ارايه دادند. اواسط دهه‌ي 90 زمزمه‌هايي مبني بر کافي بودن درايوهاي CD-ROM براي توزيع سيستم عامل‌هايي مانند ويندوز 95 پيچيد و اينچنين شد که تا پايان دهه‌ي 1990، ديسک‌هاي نوري جايگزين برادران خود يعني فلاپي‌ها شدند.
فلش مموري
شروع اين سفر از ابزارهاي ذخيره‌سازي مغناطيسي شروع شد و به پيوند مبارک تکنولوژي ترانزيستورهاي سيليکوني و حافظه‌ي غيرفرار ختم شد. اولين ترانزيستور سيليکوني در سال 1954 توسط کمپاني “تگزاس اينسترومنتس” (Texas Instrument) ساخته شد و چند سال بعد در سال 1958، نخستين مدار يکپارچه به وسيله‌ي همين شرکت توليد شد. در دهه‌هاي 60 و 70 ميلادي هزاران ترانزيستور به شکل تراشه‌هاي سيليکوني فشرده شدند و انقلابي عظيم در قيمت رايانه به راه انداختند. به طوري که هزينه را از ميليون‌ها دلار به هزاران دلار کاهش دادند!
سپس در سال 1980 شرکت توشيبا اولين تراشه‌ي فلش مموري را توليد کرد. نام “فلش” از اين واقعيت اقتباس شد که اطلاعات ذخيره شده تنها به وسيله اشعه‌ي ماوراي بنفش قابل پاک شدن است. پس از سال‌ها انتظار در سال 1994 اولين کارت حافظه‌هاي CompactFlash از نوع NOR و در سال 1995 کارت حافظه‌هاي SmartMedia از نوع NAND وارد بازار شدند. در تراشه‌هاي مدرن فلش مموري از يک ترانزيستور عايق با گيت شناور استفاده شده است که با به دام انداختن موثر الکترون‌ها، ميزان ارزش باينري آن‌ها را حفظ مي‌کند. ظرفيت حافظه‌ي اين فلش‌ها از 2 مگابايت شروع شد و به سرعت با بهبود فرآيندهاي ساخت و توليد و کاهش سايز ترانزيستورها افزايش پيدا کرد.
کارت‌هاي مالتي مديا (MultiMediaCard)، سکيور ديجيتال (Secure Digital cards)، مموري استيک (Memory Stick)، ميني اس‌دي (miniSD)، ميکرو اس‌دي (microSD)، درايوهاي USB thumb/pen و درايو حالت جامد (SSD) نيز در مسيري رو به آينده حرکت مي‌کنند.
منبع:zoomit.ir
