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؟

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟ معضل کمبود حافظه برای ثبت و ذخیره‌سازی اطلاعات از ابتدای ظهور رایانه‌ها وجود داشته است. شاید اکثر ما دورانی را که اطلاعات خود را با فلاپی جابه‌جا می‌کردیم، به یاد بیاوریم و استفاده از آن ابزارها در دوران فعلی به هیچ عنوان قابل تصور نباشد.

در طول تاریخ رایانه، “فضای ذخیره‌سازی دایم” یکی از جنبه‌های دردسرآفرین بوده است و بیش از هر عامل دیگری برای کاربر، ایجاد محدودیت کرده است. از زمانی که رایانه‌ها از کارت‌های پانچ‌‌ و نوارهای مغناطیسی برای دریافت داده‌های ورودی و ذخیره‌سازی آن‌ها در هارد دیسکی به اندازه‌ی یخچال استفاده می‌کردند، تا دنیای دیجیتال امروز استفاده از حافظه‌های غیر فرار از موارد مورد اهمیت بوده است.
برای درک تفاوت میان سیستم ذخیره‌سازی رایانه و حافظه­‌ی رایانه (‌حافظه‌ی فرار: DRAM) باید به گذشته برگردیم. زمانی که IBM کارت پانچ‌های معروفش را به دنیا معرفی کرد‌.

کارت پانچ‌ و نوار
حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

خیلی سال‌ها قبل‌تر از این که رایانه‌های دیجیتالی در سال 1940 پدیدار شوند، کارت‌های پانچ جهت ذخیره‌ی داده‌های ورودی به داخل سیستم‌های مکانیکی، از دستگاه‌های بافندگی و پیانو گرفته تا ماشین‌های جدول‌بندی داده، مورد استفاده قرار می‌گرفت و درست نقطه‌ی شروع ماجرا از همین‌جا آغاز شد.
چنانچه به سال‌های 1920 و 1930 برگردیم شاهد این موضوع خواهیم بود که IBM شرکتی متخصص در عرصه‌ی ساخت کارت پانچ و ماشین‌های جدول‌بندی است. این ماشین‌ها و کارت‌ها به موسسات مجاز مانند دولت آمریکا اجازه می‌دادند که حجم زیادی از اطلاعات مانند اطلاعات مربوط به مشاغل، امنیت اجتماعی و نتایج حاصل از سرشماری‌ها را پردازش کنند. سال 1937 بود که IBM روزانه 10 میلیون کارت پانچ تولید می‌کرد. البته با در نظر گرفتن این نکته که تولید آن‌ها تا سال 1950 بیشتر طول نکشید، این آمار تعجب‌آور نخواهد بود.
کارت پانچ با استاندارد 80 ستون ( در تصویر بالا ) تنها قادر به ذخیره‌سازی 70 بایت داده بود. از این رو کل آن 10میلیون کارت پانچ، تنها قادر بود که 679 مگابایت داده را ذخیره کند.

نوار مغناطیسی
حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

سال 1951 نخستین رایانه‌ی تجاری با نام یونیواک UNIVAC عرضه شد که شامل بخشی به نام یونیورسو UNIVERSO بود. یونیورسو اطلاعات نوار مغناطیسی را بازخوانی می‌کرد. این نوار از یک رشته‌ی نازک مسی نیکل‌اندود ساخته شده بود. (به جای پلاستیکی فلزی بود) این نوار مغناطیسی در مقایسه با کارت‌های پانچ از توانایی بیشتری برای ذخیره‌ی داده برخوردار بود و می‌توانست 7200 کاراکتر در ثانیه را انتقال دهد.

در همان زمان بود که IBM در زمینه‌ی ذخیره‌سازی اطلاعات روی نوار پلاستیکی پوشیده شده از مواد فرومغناطیس مشغول به کار شد. این نوع نوار شباهت زیادی به نوار کاست‌های صوتی داشت. نوارهای جدید IBM در 700 رایانه مورد استفاده قرار گرفت و در سال 1952 معرفی شد. موفقیت تجاری و سهولت تولید این نوارها باعث شد که به سرعت جایگزین کارت‌های پانچ شوند و برای ذخیره‌ی اطلاعات رایانه‌ها مورد استفاده قرار گیرند.

درام مغناطیسی
حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته به چه صورت بودند؟

درام مغناطیسی تشکیل دهنده‌ی ‌هارد دیسک است که سیلندرهای فلزی آن از مواد ضبط کننده‌ی فرومغناطیس پوشیده شده و مشابه نوارهای مغناطیسی است. مانند یک هارد دیسک، درام‌های مغناطیسی هم دارای چند هد هستند. با این تفاوت که هدهای درام مغناطیسی به جای جستجوی اطلاعات در انتظار قرارگیری سکتور مغناطیسی در جهت درست هستند. اندازه و سرعت درام‌ها متفاوت است. یکی از موفق‌ترین مدل‌های این نوع درام‌ها، مدل کوچکی از IBM است که 4 اینچ قطر و 16 اینچ طول دارد. این درام‌ها با چرخش 12500 دور بر ثانیه اطلاعات را به شکل سریعی جستجو می‌کنند. درام‌های مغناطیسی به طور گسترده در ظرفیت‌های متنوع، موجود هستند اما در حالت کلی می‌توانند چند هزار بایت اطلاعات را ذخیره کنند.
درام‌های مغناطیسی، حافظه‌ی اصلی تمام رایانه‌های الکتریکی موجود تا پایان دهه‌ی 1950 بودند. زمانی که حافظه‌ی مغناطیسی هسته‌ای و دیسک‌های سخت پدید آمد.

حافظه مغناطیسی هسته‌ای

برای مدت زمان بسیار طولانی تا دهه‌ی 1980، تنها راه خواندن و نوشتن داده‌های غیر فرار استفاده از مغناطیس کنترلی بود. کارت‌های پانچ و نوار مغناطیسی مورد استفاده در آن‌ها برای داده‌های ورودی به کار گرفته می‌شد اما از سرعت بسیار کمی ‌برخوردار بودند. با ورود حافظه‌ی مغناطیسی هسته‌ای، اولین حافظه‌ی غیر فرار تصادفی (RAM) وارد عرصه شد.
حافظه‌ی مغناطیسی هسته‌ای با تنظیم خاصیت مغناطیسی بسیار کوچک حلقه‌های فریت (‌به ضخامت 2mm) توانایی خواندن و نوشتن داده‌ها را دارد. با قرار دادن حافظه‌ی هسته‌ای زیر لنز میکروسکوپ می‌توان فهمید که این ساختار با دست هم قابل ساختن است. در ابتدا تولیدکنندگان پوشاک از حافظه‌ی هسته‌ای برای فرآیندهای تولید خود در ساخت محصولات کاملا یکسان استفاده می‌کردند. هر چند که حافظه‌ی اصلی اوایل دهه‌ی 50 اختراع شد اما باز هم جایگزین درام‌های مغناطیسی نشد. با این وجود، در دهه‌ی 60 بود که قیمت این نوع حافظه ارزان‌تر شد و توانست روی کار بیاید.

درایو هارد دیسک

در حالی که حافظه‌ی مغناطیسی هسته‌ای جایگزین درام مغناطیسی برای حافظه‌ی تصادفی رایانه (RAM) شد، نوار مغناطیسی هنوز هم تنها گزینه‌ی موجود برای ذخیره‌سازی طولانی مدت اطلاعات بود. از این رو بنا به نظر IBM به نوع جدیدی از حافظه نیاز بود که حد فاصل RAM و نوار مغناطیسی عمل کند. راه حل کار، ذخیره‌سازی با دسترسی تصادفی بود (آنچه که ما امروز آن را به عنوان ذخیره‌سازی ثانویه می‌شناسیم). بنابراین، در سال 1953 پس از گذر سال‌ها تجربه‌ی درام مغناطیسی و نوار، آی بی ام موفق به تولید درایو‌ هارد دیسک شد.

اولین درایو هارد دیسک در سال 1956 در محصول IBM 305 RAMAC به کار گرفته شد. ابعاد خود رایانه با اندازه‌های 9.5 متر در 15 متر حجیم محسوب می‌شد و حجم درایو ذخیره‌سازی که اولین هارد دیسک تجاری بود به 1.5 مترمکعب می‌رسید. این درایو شامل 50 پلاتر (دیسک گردان) به قطر 24 اینچ (معادل 61 سانتی‌متر) بود که ظرفیت کل آن به 5 میلیون کاراکتر (5 مگابایت) می‌رسید. این مقدار معادل استفاده از 64000 کارت پانچ بود. در این هارد دیسک فقط از دو هد برای خواندن و نوشتن آرایه‌های کل پلاتر استفاده می‌شد. پلاترها تنها 1200 دور بر دقیقه می‌چرخیدند که همین امر، متوسط زمان دسترسی به اطلاعات را خیلی کند می‌کرد.

سال 1961، IBM دیسک ذخیره‌سازی 1301 را عرضه کرد. این دیسک اولین درایوی بود که علاوه بر هد متحرک، از یک هد به ازای هر صفحه‌ی پلاتر استفاده می‌کرد. دیگر ویژگی‌های فیزیکی دیسک‌های سخت از آن زمان تا کنون ثابت باقی مانده است.

فلاپی دیسک
حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته

اواخر دهه‌ی 60، زمانی که هنوز از کارت‌های پانچ و نوارهای مغناطیسی برای انتقال اطلاعات رایانه استفاده می‌شد، IBM دست به ارایه‌ی ابزاری قابل حمل، ارزان‌قیمت و قابل اعتماد به نام فلاپی دیسک زد. اولین فلاپی دیسک، که در سال 1971 منتشر شد، دارای قطر 8 اینچ بود و می‌توانست تنها 80 کیلوبایت اطلاعات را فقط به صورت خواندنی ذخیره کند. (تصویر آن را در بالا مشاهده می‌کنید). پس از آن در سال 1972 شرکت ممورکس (Memorex) اولین فلاپی دیسک خواندنی/ نوشتنی را ابداع کرد و در سال 1973 شرکت IBM شروع به جایگزینی کارت پانچ خوان‌ها با درایوهای فلاپی کرد.

با گذر زمان، معلوم شد که دیسک‌های 8 اینچی برای استفاده در ریزرایانه‌ها بسیار بزرگ هستند. از این رو در دهه‌ی 70 بود که دیسک‌های 51.4 اینچی به عرصه‌ی ظهور رسیدند. هر چند که این درایوها قادر به ذخیره‌ی کمتری از داده‌ها بودند، اما تولید ارزان‌تری داشتند.

اوایل دهه‌ی 80، درایوهای مقرون به صرفه و فلاپی‌ها نقش مهمی در روی کار آوردن رایانه‌های خانگی و اداری مانند IBM PC و Commodore 64 ایفا کردند. این گونه بود که درام‌های مغناطیسی و کارت‌های پانچ به تاریخ پیوستند و تا پایان قرن از فلاپی برای توزیع و ذخیره‌ی نرم‌افزارها استفاده می‌شد.

دیسک‌های نوری
حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته

حافظه‌ های ذخیره سازی اطلاعات در گذشته

دیسک‌های نوری قبل از سال 1958 اختراع شده بودند. سال 1972 بود که از اولین نمونه‌ی کاربردی این دیسک‌ها به شکل یک دیسک لیزری با عرض 12 اینچ رونمایی شد! هر چند که تا قبل از سال 1978 این نوع دیسک نتوانست به بازار راه پیدا کند. البته آن زمان نوارهای ارزان قیمت VHS چندین سال بود که در بازار جولان می‌دادند و دیسک لیزری در این میان دست و پا گیر و گران‌قیمت محسوب می‌شد. از این رو هیچ گاه شانس این را پیدا نکرد که حضور فعالی در بازار از خود نشان دهد و به عنوان یک فضاحت تجاری بزرگ شناخته شد.
با این حال، زندگینامه‌ی خویشاوندان نسل بعد دیسک لیزری کمی پایان خوش‌تری داشت. اولین دیسک صوتی در سال 1982 خود را معرفی کرد و برنده‌ی رقابت با نوارهای مغناطیسی موجود در آن دوران شد. اوایل دهه‌ی 80 بود که دیسک‌های خواندنی CD-ROM وارد بازار شدند و در سال 1990 سونی و فیلیپس اولین محصول CD-R را ارایه دادند. اواسط دهه‌ی 90 زمزمه‌هایی مبنی بر کافی بودن درایوهای CD-ROM برای توزیع سیستم عامل‌هایی مانند ویندوز 95 پیچید و اینچنین شد که تا پایان دهه‌ی 1990، دیسک‌های نوری جایگزین برادران خود یعنی فلاپی‌ها شدند.

فلش مموری

شروع این سفر از ابزارهای ذخیره‌سازی مغناطیسی شروع شد و به پیوند مبارک تکنولوژی ترانزیستورهای سیلیکونی و حافظه‌ی غیرفرار ختم شد. اولین ترانزیستور سیلیکونی در سال 1954 توسط کمپانی “تگزاس اینسترومنتس” (Texas Instrument) ساخته شد و چند سال بعد در سال 1958، نخستین مدار یکپارچه به وسیله‌ی همین شرکت تولید شد. در دهه‌های 60 و 70 میلادی هزاران ترانزیستور به شکل تراشه‌های سیلیکونی فشرده شدند و انقلابی عظیم در قیمت رایانه به راه انداختند. به طوری که هزینه را از میلیون‌ها دلار به هزاران دلار کاهش دادند!
سپس در سال 1980 شرکت توشیبا اولین تراشه‌ی فلش مموری را تولید کرد. نام “فلش” از این واقعیت اقتباس شد که اطلاعات ذخیره شده تنها به وسیله اشعه‌ی ماورای بنفش قابل پاک شدن است. پس از سال‌ها انتظار در سال 1994 اولین کارت حافظه‌های CompactFlash از نوع NOR و در سال 1995 کارت حافظه‌های SmartMedia از نوع NAND وارد بازار شدند. در تراشه‌های مدرن فلش مموری از یک ترانزیستور عایق با گیت شناور استفاده شده است که با به دام انداختن موثر الکترون‌ها، میزان ارزش باینری آن‌ها را حفظ می‌کند. ظرفیت حافظه‌ی این فلش‌ها از 2 مگابایت شروع شد و به سرعت با بهبود فرآیندهای ساخت و تولید و کاهش سایز ترانزیستورها افزایش پیدا کرد.
کارت‌های مالتی مدیا (MultiMediaCard)، سکیور دیجیتال (Secure Digital cards)، مموری استیک (Memory Stick)، مینی اس‌دی (miniSD)، میکرو اس‌دی (microSD)، درایوهای USB thumb/pen و درایو حالت جامد (SSD) نیز در مسیری رو به آینده حرکت می‌کنند.

منبع:zoomit.ir