信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

1、信息存儲(chǔ)發(fā)展史遠(yuǎn)古信息存儲(chǔ)1 .結(jié)繩記事結(jié)繩記事是文字發(fā)明前，人們所使用的一種記事方法。即在一條繩子上打結(jié)，用以 記事。上古時(shí)期的中國(guó)及秘魯印地安人皆有此習(xí)慣，即到近代，一些沒(méi)有文字的民族，仍然 采用結(jié)繩記事來(lái)傳播信息上古無(wú)文字，結(jié)繩以記事。星.系辭下:上古結(jié)繩而治,后世圣人易之以書契。” 孔穎達(dá)疏:結(jié)繩者，鄭康成注云,事大大結(jié)其繩，事小小結(jié)其繩，義或然也。晉葛洪抱樸子.鈞世：“若舟車之代步涉，文墨之改結(jié)繩，諸后作而善于前事?！焙?以指上古時(shí)代。例如：直理（Quipu或klupu）是古代印加人的一種結(jié)繩記事的方法,用來(lái)計(jì)數(shù)或者記錄歷史。它是由許多顏色的繩結(jié)編成的。這種結(jié)繩記事方法已經(jīng)失傳，目前

2、 還沒(méi)有人能夠了解其全部含義。結(jié)繩記事（計(jì)數(shù)）：原始社會(huì)創(chuàng)始的以繩結(jié)形式反映客觀經(jīng)濟(jì)活動(dòng)及其數(shù)量關(guān)系的記錄方式。結(jié)繩記事（計(jì)數(shù)）是被原始先民廣泛使用的記錄方式 之一。文獻(xiàn)記載：“上古結(jié)繩而治，后世圣人易以書契，百它以治，萬(wàn)民以察（易系辭下）。 雖然目前末發(fā)現(xiàn)原始先民遺留下的結(jié)繩實(shí)物，但原始社會(huì)繪畫遺存中的網(wǎng)紋圖、陶器上的 繩紋和陶制網(wǎng)墜等實(shí)物均提示出先民結(jié)網(wǎng)是當(dāng)時(shí)漁獵的主要條件，因此，結(jié)繩記事（計(jì)數(shù)） 作為當(dāng)時(shí)的記錄方式具有客觀基礎(chǔ)的。其結(jié)繩方法，據(jù)古書記載為：“事大，大結(jié)其繩：事小，小結(jié)其繩，之多少，隨物眾寡”（易九家言），即根據(jù)事件的性質(zhì)、規(guī)?；蛩鏀?shù) 量的不同結(jié)系出不同的繩結(jié)。民族學(xué)資料

3、表明，近現(xiàn)代有些少數(shù)民族仍在采用結(jié)繩的方式來(lái) 記錄客觀活動(dòng)2 .甲骨文文字紙張甲骨文是業(yè)已發(fā)現(xiàn)的古代文字中時(shí)代最早、體系較為完整的文字。甲骨文主要指殷墟史世 文，又稱為“殷墟文字”、“殷契”，是殷商時(shí)代刻在星田獸竹上的文字。19世紀(jì)末年在殷代業(yè) 城遺址被今河南安陽(yáng)小屯發(fā)現(xiàn),繼承了圓文的造字方法，是中國(guó)疝代后期（前14前11世紀(jì)）王室用于占卜記事而刻（或?qū)懀┰邶敿缀瞳F骨上的文字。古人以上等蠶繭抽絲織綢，剩下的惡繭、病繭等則用漂絮法制取絲綿。漂絮完畢，筮席上會(huì) 遺留一些殘紫。當(dāng)漂絮的次數(shù)多了，諼席上的殘絮便積成一層纖維薄片，經(jīng)晾干之后剝離下 來(lái)，可用于書寫。這種漂絮的副產(chǎn)物數(shù)量不多，在古書上稱它為

4、赫蹦或方絮。這表明了中國(guó) 造紙術(shù)的起源同絲絮有著淵源關(guān)系。東漢元興元年（105）蔡倫發(fā)明造紙術(shù)。他用樹皮、麻 頭及敝布、魚網(wǎng)等植物原料，經(jīng)過(guò)挫、搗、抄、烘等工藝制造的紙，是現(xiàn)代紙的淵源。公 元三到六世紀(jì)的魏晉南北朝時(shí)期，我國(guó)造紙術(shù)不斷革新。在原料方面，除原有的麻、楮外, 又?jǐn)U展到用桑皮、藤皮造紙。蔡倫首先使用樹皮造紙，樹皮是比麻類豐富得多的原料，這 可以使紙的產(chǎn)量大幅度的提高。樹皮中所含的木素、果膠、蛋白質(zhì)遠(yuǎn)比麻類高，因此樹皮的 脫膠、制漿要比麻類難度大。這就促使蔡倫改進(jìn)造紙的技術(shù)。西漢時(shí)利用石灰水制漿，東漢 時(shí)改用草木灰水制漿，草木灰水有較大的堿性，有利于提高紙漿的質(zhì)量。現(xiàn)代信息存儲(chǔ)技術(shù)1.

5、磁介質(zhì)存儲(chǔ)技術(shù)1 .磁帶UNIXAC-I第一次采用磁帶機(jī)作外存儲(chǔ)器，首先用奇偶校驗(yàn)方法和雙重運(yùn)算線路來(lái)提高系統(tǒng) 的可靠性，并最先進(jìn)行了自動(dòng)編程的試驗(yàn)。磁帶是所有存儲(chǔ)器設(shè)備發(fā)展中單位存儲(chǔ)信息成本最低、容量最大、標(biāo)準(zhǔn)化程度最高的常用存 儲(chǔ)介質(zhì)之一。它互換性好、易于保存，近年來(lái)，由于采用了具有高糾錯(cuò)能力的編碼技術(shù)和即 寫即讀的通道技術(shù)，大大提高了磁帶存儲(chǔ)的可靠性和讀寫速度。根據(jù)讀寫磁帶的工作原理可 分為螺旋掃描技術(shù)、線性記錄（數(shù)據(jù)流）技術(shù)、DLT技術(shù)以及比較先進(jìn)的LTO技術(shù)。根據(jù)讀寫磁帶的工作原理，磁帶機(jī)可以分為六種規(guī)格。其中兩種采用螺旋掃描讀寫方式的是 而向工作組級(jí)的DAT （4inm）磁帶機(jī)和面

6、向部門級(jí)的8mm磁帶機(jī)，另外四種則是選用數(shù)據(jù) 流存儲(chǔ)技術(shù)設(shè)計(jì)的設(shè)備，它們分別是采用單磁頭讀寫方式、磁帶寬度為1/4英寸、而向低端 應(yīng)用的Travan和DC系列，以及采用多磁頭讀寫方式、磁帶寬度均為1/2英寸、而向高端應(yīng) 用的DLT和IBM的3480/3490/3590系列等。磁帶庫(kù)是基于磁帶的備份系統(tǒng)，它能夠提供同樣的基本自動(dòng)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)功能，但同時(shí)具 有更先進(jìn)的技術(shù)特點(diǎn)。它的存儲(chǔ)容量可達(dá)到數(shù)百PB,可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)備份、自動(dòng)搜索磁帶，也可以在驅(qū)動(dòng)管埋軟件控制卜實(shí)現(xiàn)智能恢復(fù)、實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份過(guò)程完全 擺脫了人工干涉。磁帶庫(kù)不僅數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大得多，而且在備份效率和人工占用方面擁有無(wú)可

7、比擬的優(yōu)勢(shì)。在網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)中，磁帶庫(kù)通過(guò)SAN （Storage Area Network,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）系統(tǒng)可形成網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 系統(tǒng)，為企業(yè)存儲(chǔ)提供有力保障，很容易完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問(wèn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份或通過(guò)磁帶鏡像 技術(shù)實(shí)現(xiàn)多磁帶庫(kù)備份，無(wú)疑是數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、ERP等大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的良好存儲(chǔ)設(shè)備。磁帶2 .磁鼓1953年，第一臺(tái)磁鼓應(yīng)用于1BM701,它是作為內(nèi)存儲(chǔ)器使用的。磁鼓是利用鋁鼓筒表面涂 覆的磁性材料來(lái)存儲(chǔ)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(dòng)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(lái)的 磁盤存儲(chǔ)器打卜了基礎(chǔ)。磁鼓最大的缺點(diǎn)是利用率不高，一

8、個(gè)大圓柱體只有表面一層用于存儲(chǔ)，而磁盤的兩 面都利用來(lái)存儲(chǔ)，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。 磁 鼓是攝像機(jī)的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到記錄后的質(zhì)量，因此在使用中應(yīng)倍加呵護(hù), 以延長(zhǎng)其使用壽命。一種磁鼓，包含有：固定磁鼓，固定地安裝在卡座上：旋轉(zhuǎn)磁鼓，可旋轉(zhuǎn)地與固定磁鼓 同軸安裝，且具有若干個(gè)磁頭；笫一變換器，安裝在旋轉(zhuǎn)磁鼓上并與磁頭電連接，用于向/ 從磁頭發(fā)送和接收電信號(hào)；第一變換器，與第一變換器對(duì)置安裝在固定磁鼓上，用于發(fā)送并 接收電信號(hào)而不與第一變換器接觸；若干信道，獨(dú)立繞制在第二變換器上并構(gòu)成信號(hào)傳輸路徑；短路環(huán)，繞制在第二變換器的信道之間，用于防止其間的

9、信號(hào)交叉：以及 電線，與若干信道電連接，且具有一條與短路環(huán)相連的地線用于接地。激光打印機(jī)硒鼓按組合方式的不同可以分為三類：即一體化硒、一體化硒鼓和三體化硒鼓。 一體化硒鼓是光導(dǎo)鼓（感光鼓）、磁鼓（顯影輯）以及墨粉盒合為體的硒鼓，這種硒鼓在設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)上原則上不允許用戶填加墨粉。二體化硒鼓是指硒鼓分為兩個(gè)部分，一部分為光導(dǎo)鼓, 另一部分為磁鼓與墨粉盒，用戶用完墨粉后，只要更換磁鼓與墨粉盒部件，而不用更換光導(dǎo) 鼓。三體化硒鼓是指硒鼓分為三個(gè)獨(dú)立的部分：即光導(dǎo)鼓、磁鼓、墨粉盒。用戶用完墨粉后 只要更換墨粉盒，就是大家通常所說(shuō)的鼓粉分離技術(shù)。對(duì)于二體和三體硒鼓，其光導(dǎo)鼓也是 有一定的使用壽命。3 .磁芯

10、磁芯：磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。例如，缽鋅鐵 氧體和銀-鋅鐵氧體是典型的磁芯體材料,鎰-鋅鐵氧體具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的特點(diǎn), 且在低于1MHz的頻率時(shí)，具有較低損耗的特性。銀鋅鐵氧體具有極高的阻抗率、不到幾 百的低磁導(dǎo)率等特性，及在高于1MHz的頻率亦產(chǎn)生較低損耗等。鐵氧體磁芯用于各種電子 設(shè)備的線圈和變壓器中。美國(guó)物理學(xué)家王安1950年提出了利用磁性材料制造存儲(chǔ)器的思想福雷斯特則將這一 思想變成了現(xiàn)實(shí)。為了實(shí)現(xiàn)磁芯存儲(chǔ)，福雷斯特需要一種物質(zhì)，這種物質(zhì)應(yīng)該有一個(gè)非常 明確的磁化閾值。他找到在新澤西生產(chǎn)電視機(jī)用鐵氧體變換器的一家公司的德國(guó)老陶瓷專家, 利用熔化鐵

11、礦和氧化物獲取了特定的磁性質(zhì)。 對(duì)磁化有明確閾值是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。這種 電線的網(wǎng)格和芯子織在電線網(wǎng)上,被人稱為芯子存儲(chǔ)，它的有關(guān)專利對(duì)發(fā)展計(jì)算機(jī)非常關(guān)鍵。這個(gè)方案可靠并且穩(wěn)定。磁化相對(duì)來(lái)說(shuō)是永久的，所以在系統(tǒng)的電源關(guān)閉后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)仍 然保留著。既然磁場(chǎng)能以電子的速度來(lái)閱讀，這使交互式計(jì)算有了可能。更進(jìn)一步，因?yàn)槭?電線網(wǎng)格，存儲(chǔ)陣列的任何部分都能訪問(wèn)，也就是說(shuō)，不同的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在電線網(wǎng)的不同 位置，并且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）,它是 交互式計(jì)算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉(zhuǎn)讓給麻省理工學(xué)院，學(xué)院每年靠這些專利收到1500萬(wàn)2000萬(wàn)美元。最先獲得這些

12、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(lái)，所有大型和 中型計(jì)算機(jī)也采用了這一系統(tǒng)。磁芯存儲(chǔ)從20世紀(jì)50年代、60年代，直至70年代初， 直是計(jì)算機(jī)主存的標(biāo)準(zhǔn)方式。哈W”（磁芯）4 .他盤磁盤計(jì)兌機(jī)的外部存儲(chǔ)器中也采用了類似磁內(nèi)的裝置，比較常用的一種叫磁盤,將圓形的磁性盤 片裝在一個(gè)方的密封盒子里，這樣做的目的是為了防止磁盤表面劃傷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。硬盤發(fā)展從第一塊硬盤RAMAC的問(wèn)世到現(xiàn)在單碟容枇高達(dá)250GB多的硬盤，硬盤也經(jīng)歷了幾 代的發(fā)展，以下是其發(fā)展歷史。1.1956年9月，也世的一個(gè)工程小組向世界展示了第一臺(tái)

13、磁盤存:儲(chǔ)系統(tǒng) IBM 350 RAMAC ( Random Access Method of Accounting and Control), 其磁頭可以直接移動(dòng)到盤片上的任何一塊存儲(chǔ)區(qū)域，從而成功地實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)存儲(chǔ)，這套系統(tǒng) 的總?cè)萘恐挥?MB,共使用了 50個(gè)直徑為24英寸的磁盤，這些盤片表面涂有一層磁性物 質(zhì)，它們被登起來(lái)固定在一起，繞著同一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。此款RAMAC當(dāng)時(shí)主要應(yīng)用于飛機(jī)預(yù) 約、自動(dòng)銀行、醫(yī)學(xué)診斷及太空領(lǐng)域。2.1968年IBM公司首次提出“溫徹斯特/Winchester”技術(shù)，探討對(duì)硬盤技術(shù)做重大改造的可能性。“溫徹斯特”技術(shù)的精隋是：“密封、固定并高 速旋轉(zhuǎn)的鍍磁盤片，磁

14、頭沿盤片徑向移動(dòng)，磁頭懸浮在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的盤片上方，而不與盤片直 接接觸”，這也是現(xiàn)代絕大多數(shù)硬盤的原型。3.1973年IBM公司制造出第一臺(tái)采用“溫徹期特”技術(shù)的硬盤，從此硬盤技術(shù)的發(fā)展有了正確的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。它的容量為60MB,轉(zhuǎn)速 略低于3000RPM,采用4張14英寸盤片，存儲(chǔ)密度為每平方英寸1.7MB。4,1979年，IBM再次發(fā)明了薄膜磁頭，為進(jìn)一步減小硬盤體積、增大容量、提高讀寫速度提供了可能。 5.80年代末期IBM發(fā)明的MR (Magneto Resis年0磁阻是對(duì)硬盤技術(shù)發(fā)展的又一項(xiàng)重大貢 獻(xiàn)，這種磁頭在讀取數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)信號(hào)變化相當(dāng)敏感，使得盤片的存儲(chǔ)密度比以往每英寸20MB 提高了數(shù)

15、十倍。6.1991年IBM生產(chǎn)的3.5英寸的硬盤使用了 MR磁頭，使硬盤的容量首次達(dá)到了 1GB,從此硬盤容量開(kāi)始進(jìn)入了 GB數(shù)量級(jí)。7.1999年9月7日，Maxtor宣布了首塊單碟容量高達(dá)10.2GB的&A跡也，從而把硬盤的容量引入了一個(gè)新的里程碑。 8.2000年2月23日，希捷發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達(dá)15, 000RPM的Cheetah X15系歹U硬盤，其平均 尋道時(shí)間僅3.9ms,它也是到目前為止轉(zhuǎn)速最高的硬盤：其性能相當(dāng)于閱讀一整部 Shakespeare只花.15秒。此系列產(chǎn)品的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)48MB/s,數(shù)據(jù)緩存為416MB, 支持LHta160/m SCSI及Fibre Chan

16、neK光纖通道),這將硬盤外部數(shù)據(jù)傳輸率提高到了 160MB200MB&總得來(lái)說(shuō)，希捷的此款(”捷豹)CheetahX15系列將硬盤的性能提升到 了一個(gè)全新的高度。9.2000年3月16日，硬盤領(lǐng)域又有新突破，第一款“玻璃硬盤”問(wèn)世，這就是IBM推出的Deskstar 75Gxp及Deskstar 40GV,此兩款硬盤均使用玻璃取代 傳統(tǒng)的鋁作為盤片材料，這能為硬盤帶來(lái)更大的平滑性及更高的堅(jiān)固性。另外玻璃材料在高 轉(zhuǎn)速時(shí)具有更高的穩(wěn)定性。此外Deskstar 75GXP系列產(chǎn)品的最高容量達(dá)75GB,而Deskstar 40GV的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度則高達(dá)14.3十億數(shù)據(jù)位/每平方英寸,這再次刷新數(shù)據(jù)存

17、儲(chǔ)密度世界 記錄軟盤軟盤(FloppyDisk)是個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)中最早使用的可移介質(zhì)。軟盤的讀寫是通過(guò)軟盤 驅(qū)動(dòng)器完成的。軟盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)能接收可移動(dòng)式軟盤，目前常用的就是容量:為1.44MB的3.5 英寸軟盤。軟盤存取速度慢，容量也小，但可裝可卸、攜帶方便。作為一種可移貯存方法， 它是用于那些需要被物理移動(dòng)的小文件的理想選擇。軟盤驅(qū)動(dòng)器是電腦一個(gè)不可缺少的部件，在必要的時(shí)候，它可以為我們啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，還能用它來(lái)傳遞和備份一些比較小的文件。軟盤都是3.5英寸的，通常簡(jiǎn)稱3寸。3寸軟盤都有一個(gè)塑料外殼,比較硬，它的作用是保護(hù)里 邊的盤片。盤片上涂有一層磁性材料（如氧化鐵）,它是記錄數(shù)據(jù)的介質(zhì)。在

18、外殼和盤片之間 有一層保護(hù)層，防止外殼對(duì)盤片的磨損。軟盤插入驅(qū)動(dòng)器時(shí)是有反正的，3寸盤一般不會(huì)插 錯(cuò)（放錯(cuò)了是插不進(jìn)的）。通常使用的軟盤容量是L44M?？梢苿?dòng)磁盤xmMown可移動(dòng)磁盤盤符許多移動(dòng)存儲(chǔ)裝置在電腦上都顯示為“可移動(dòng)磁盤”，其中最主要的是移動(dòng)硬盤，U盤和MP3 等可與計(jì)算機(jī)設(shè)備分離并在斷電后仍可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的可移動(dòng)設(shè)備?？梢苿?dòng)磁盤從字面上講就是可以移動(dòng)的磁盤，而磁盤是一種存儲(chǔ)設(shè)備，故可移動(dòng)磁 盤可移動(dòng)磁盤就是可移動(dòng)的存儲(chǔ)設(shè)備。目前應(yīng)該分為兩大類：基于芯片存儲(chǔ)的U盤或閃盤，另一類 是基于硬盤的移動(dòng)硬盤。移動(dòng)硬盤又因硬盤的不同，而分為筆記本移動(dòng)硬盤和臺(tái)式機(jī)移動(dòng)硬 盤。一般可移動(dòng)硬盤都是

19、通過(guò)USB接口與電腦相連。2 .光介質(zhì)存儲(chǔ)技術(shù)光盤以光信息做為存儲(chǔ)物的雌。用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種物品。分不可擦寫光盤，如 CD-ROM, DVD-ROM 等：和可擦寫光盤，如 CD-RW, DVD-RAM 等。定義：高密度光盤（CompactDisc）是近代發(fā)展起來(lái)不同于出生載體的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)光盤，用聚焦的氫離子邀當(dāng)束處理記錄介質(zhì)的方法存儲(chǔ)和再生信息，又稱激光光盤.由于軟盤的容量太小,光盤憑借大容量得以廣泛使用。我們聽(tīng)的CD是一種光盤，看的VCD、 DVD也是一種光盤。光盤（港臺(tái)稱之為光碟）的發(fā)展歷程紙的發(fā)明極大地促進(jìn)了人類文明的進(jìn)步，它 記載了人類文明的發(fā)展史，造就了一批新興的工業(yè)。從信息存儲(chǔ)的

20、角度看，CD-ROM完全 可以看成一種新型的紙。一張小小的塑料圓盤，其直徑不過(guò)12厘米（5英寸），重量不過(guò)20 克，而存儲(chǔ)容量卻高達(dá)600多兆字節(jié)。如果單純存放文字，一張CD-ROM相當(dāng)于15萬(wàn)張 16開(kāi)的紙，足以容納數(shù)百部大部頭的著作。但是，CD-ROM在記錄信息原理上卻與紙大相 徑庭，CD-ROM盤上信息的寫入和讀出都是通過(guò)激光來(lái)實(shí)現(xiàn)的。激光通過(guò)聚焦后，可獲得 直徑約為1微米（阿）的光束。據(jù)此，苞基飛利浦（Philips）公司的研究人員開(kāi)始使用激光光 束來(lái)進(jìn)行記錄和重放信息的研究。1972年，他們的研究獲得了成功，1978年投放市場(chǎng)。最 初的產(chǎn)品就是大家所熱知的激光視盤（LD、LaserEsionDisc）系統(tǒng)。從LD的誕生至今，光 盤有了很大的發(fā)展，它經(jīng)歷了三個(gè)階段：二LD-激光視盤：二CD-DA激光唱盤;二 CD-ROM3 .納米存儲(chǔ)技術(shù)納米是一種長(zhǎng)度單位，符號(hào)為nm。1納米=1亳微米，約為10個(gè)原子的長(zhǎng)度。假設(shè) 一根頭發(fā)的直徑為0.05亳米，把它徑向平均剖