移動存儲設備多媒體

關于移動存儲設備多媒體第1頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五

多年來，人們一直試圖借助各式各樣的方式，把信息從一臺電腦傳輸?shù)搅硪慌_電腦。下面介紹一些最優(yōu)秀的存儲方式和湮沒于歷史中的存儲方式。使用史上最早電腦的大膽用戶通過接到一排排插座上的跳線，給那些龐大的電子機器編排程序。由于當時電腦寥寥無幾(又互不兼容)，使用數(shù)字技術的先驅們基本上不需要可以移植的軟件：程序是固定不動的。不過，IBM等公司很快開始銷售多款完全同樣的電腦，于是用戶需要用一種更有效地給電腦編程的方法，以便程序從一臺電腦移植到另一臺電腦，并且以后輕松重新裝入程序。電腦移動存儲介質(zhì)的歷史由此拉開了帷幕，從許多方面來看，這部歷史的主題圍繞軟件分發(fā)：移動存儲介質(zhì)的第一項任務是，在不需要從頭開始重新編程的情況下分享軟件。下面我們重溫在過去的60年間工程師們?nèi)绾蜗敕皆O法來解決這個問題。第2頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五穿孔紙帶

早期電腦大多數(shù)使用一卷卷紙帶，紙帶通過上面的孔來存儲信息。ColossusMark1(1944年)等一些早期電腦完全靠紙帶實時提供的數(shù)據(jù)來運行。ManchesterMark1(1949年)等后期電腦從紙帶上讀入程序，并將程序存儲在一種原始的電子存儲器中，以便之后執(zhí)行。后來30年間的各種電腦繼續(xù)使用紙帶用于輸入和輸出，這種介質(zhì)在70年代中期一度卷土重來，當時個人電腦黑客被穿孔紙帶的低成本所吸引。第3頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第4頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五穿孔卡片穿孔卡片的起源可以追溯至19世紀初的織布機：織布機靠穿孔卡片來傳達定義及控制機器編織動作的指令。1890年，美籍德裔統(tǒng)計學家HermanHollerich將穿孔卡片的想法運用于美國人口普查的數(shù)據(jù)制表，他創(chuàng)辦了一家公司(后來漸漸成為IBM)，將穿孔卡片用于制表機。IBM在50年代開始生產(chǎn)通用電腦時，將穿孔卡片用于存儲及輸入數(shù)據(jù)，很快其他許多電腦廠商也開始采用各種類型的穿孔卡片。許多廠商使用80列卡片，每列存儲一個字符。一直到2002年，IBM仍在研究穿孔卡片技術：一種系統(tǒng)能夠在一張郵票大小的表面上存儲2500萬頁的數(shù)據(jù)。第5頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第6頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五數(shù)據(jù)磁帶

UNIVACI(1951年)在數(shù)據(jù)存儲領域開創(chuàng)了一股新風：使用磁帶。IBM很快開始將一盤盤磁性磁帶(類似當時的錄音磁帶)用于存儲電腦數(shù)據(jù)，業(yè)界的其余廠商亦步亦趨。通常開盤式貯存的電腦磁帶一般由薄薄的塑料條組成，塑料條上面涂有磁敏感材料，那樣通過嵌在特殊磁帶驅動器里面的電子磁頭，電腦可進行讀寫操作。

當時生產(chǎn)的眾多電腦機型(尤其是大型機和小型機)使用開盤式磁帶作為海量存儲介質(zhì)，這種狀況一直持續(xù)到七八十年代，后來越來越多的設計人員改用盒式磁帶。第7頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第8頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第一批移動磁盤

IBM在1963年推出了第一部帶移動磁盤的硬驅：IBM1311。它使用可更換的磁盤組，每個磁盤組里面有六只直徑為14英寸的磁盤。每個磁盤組可存儲大約2MB的數(shù)據(jù)。70年代的許多硬驅都裝有磁盤組，比如DECRK05，小型電腦公司經(jīng)常使用磁盤組來分發(fā)軟件。

第9頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第10頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五盒式磁帶60年代，電腦廠商開始將一卷卷微型磁性磁帶放到硬質(zhì)塑料盒中。與更大的開盤式磁性磁帶相比，這些盒式磁帶更堅固耐用，更便于攜帶，用起來更方便;到了七八十年代，作為容量越來越大的磁盤的備份介質(zhì)，盒式磁帶越來越受歡迎。與早期的開盤式系統(tǒng)一樣，盒式磁帶系統(tǒng)也具有容量靈活的優(yōu)點。需要增加存儲容量時，磁帶廠商只要生產(chǎn)可容納更多磁帶的盒子。更多的磁帶意味著更大的空間。如今，像800GBLTOUltrium(左下圖)這樣的盒式磁帶仍用于大規(guī)模的服務器備份，不過由于硬盤到硬盤傳輸日漸受寵，盒式磁帶在過去十年的人氣有所減弱。第11頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第12頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五打印在紙上70年代，作為當時新穎的一類設備，個人電腦相對比較便宜，吸引了家用電腦愛好者，但許多電子數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)對于這些用戶來說太貴了。其中一款早期電腦：MITSAltair(被我們評為歷史上最值得收藏的個人電腦之一)就不配備任何存儲介質(zhì);用戶只好改而通過電腦前面板上的開關來錄入程序(左上角顯示了一個程序)。在個人電腦的早期階段，用戶經(jīng)常用手將程序寫下來，然后通過開關來錄入。后來，許多雜志仍印刷及分發(fā)程序列表，以便用戶將程序錄入到80年代廉價的家用電腦中。第13頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第14頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五軟盤IBM在1971年推出了第一部商用軟驅。與它配套使用的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AlanShugart為個人電腦研制出了新的5.25英寸軟驅。這種大軟盤大小直到80年代的后半期都是整個行業(yè)的標準，直到后來索尼的3.5英寸軟盤格式(1981年發(fā)明)主導了市場。不過到2002年，人們開始問別人：“你的軟驅最近為你干過啥事嗎?”第15頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第16頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五小型帶盒60年代，飛利浦公司開發(fā)出了小型帶盒(塑料外殼里面有兩小盤磁帶)，這是一種音頻記錄格式?；萜找欢葘⑦@種格式用在其惠普9830(1972年)中，但小型帶盒直到幾年后才流行起來，廣泛用于數(shù)字數(shù)據(jù)存儲，當時渴望廉價存儲介質(zhì)的電腦黑客看中了這種格式。這種存儲介質(zhì)在70年代末80年代初的廉價電腦中依然很盛行，那是由于介質(zhì)和驅動器都非常便宜(許多電腦可以通過標準的盒式磁帶播放機來裝入及保存數(shù)據(jù))。第17頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第18頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五ROM卡匣ROM卡匣是一塊電路板，里面有一塊只讀存儲器(ROM)芯片和一個接口，用堅固外殼封裝起來。這種卡匣可用于裝載游戲或程序。1976年，仙童半導體公司發(fā)明了可與仙童ChannelF視頻游戲系統(tǒng)結合使用的ROM軟件卡匣。不久，Atari800(1979年)和TI-99/4(1979年)等家用電腦采用ROM卡匣，用于簡單的軟件裝載和分發(fā)。蓮花公司甚至為IBMPCjr(1984年)開發(fā)了基于ROM卡匣的Lotus1-2-3版本。ROM卡匣速度快、使用簡便，但價格也相對較高——這個缺點決定了它的命運。第19頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第20頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五各種新式軟盤80年代，許多公司嘗試開發(fā)非傳統(tǒng)的軟盤格式。這樣一種“軟盤”(頂部中間)根本就不是軟盤：ZXMicrodrive磁帶(有時又叫“帶狀軟盤”)里面有一卷環(huán)狀磁性磁帶，類似8音軌磁帶。這方面的其他試驗產(chǎn)品包括：蘋果的FileWare(右圖)，安裝在第一臺蘋果Lisa電腦是(最近被《NetworkWorld》評為蘋果歷史上最糟糕的產(chǎn)品之一);3英寸微型軟盤(左下圖);以及很少見的2英寸LT-1軟盤(左上圖)，它只用于1989年的ZenithMinisport便攜式電腦中。其他試驗的結果應用于小眾產(chǎn)品中，但沒一個像5.25英寸和3.5英寸軟盤格式那樣主導市場。第21頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五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)字數(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驅動器。12厘米格式光盤在過去的25年間經(jīng)歷了進一步的發(fā)展，結果帶來了容量更高的磁盤，比如DVD、HD-DVD和藍光光盤。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。90年代末，隨著光介質(zhì)越來越便宜，這種存儲介質(zhì)取代了軟盤，用于處理大多數(shù)的日常數(shù)據(jù)傳輸。第22頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第23頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五磁光存儲介質(zhì)與光盤一樣，磁光(MO)磁盤也旨在通過激光來進行光學讀取。但與光盤和CD-R不一樣——前者根本不允許寫數(shù)據(jù)，后者只允許寫一次，大多數(shù)磁光磁盤允許用戶在磁盤上多次寫入及擦除數(shù)據(jù)。這是借助一種特殊磁性工藝來實現(xiàn)的，這種工藝與激光共同完成數(shù)據(jù)存儲。第一部眾所周知的磁光驅動器配備在NeXT電腦(1988年，右下圖)上，使用256MB可重寫介質(zhì)。最有名的磁光格式是索尼MiniDisc(1992年，頂部中間)，這款音頻介質(zhì)還有一個不大流行的可用于電腦的同類產(chǎn)品，名為MD-DATA(左上圖)。各種磁光驅動器和磁盤現(xiàn)在仍在生產(chǎn)，但由于容量相對較低，成本相對較高，因而成為小眾產(chǎn)品。第24頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五艾美加和Zip驅動器80年代，艾美加憑借BernoulliBox進入了移動存儲行業(yè)，該產(chǎn)品在大尺寸的磁盤盒上可存儲10MB或20MB的數(shù)據(jù)。后來這項技術經(jīng)改良后推出了Zip驅動器(1994年)，可在廉價的3.5英寸磁盤上存儲100MB的數(shù)據(jù)。人們之所以喜愛這種格式，是因為它價格便宜，容量又大;Zip驅動器在整個90年代都十分暢銷。但CD-R可以存儲更多的數(shù)據(jù)(650MB);當CD-R磁盤的單價跌至幾美分后，Zip驅動器的銷量驟減。艾美加先后推出了容量為250MB和750MB的驅動器，試圖與時俱進，但勝負已定：CD-R已經(jīng)成為贏家。Zip漸漸湮沒在歷史長河中。第25頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第26頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五光軟盤InsightPeripherals公司在1992年推出了第一部“光軟驅動器”。它可在一張?zhí)厥獾?.5英寸磁性軟盤(左上圖)上存儲21MB的數(shù)據(jù)。不像一些非傳統(tǒng)的存儲格式，這種大有希望的存儲格式與傳統(tǒng)的3.5英寸軟盤向后兼容。光軟盤的容量很大，關鍵在于“軟盤-光盤”混合系統(tǒng)結合了傳統(tǒng)的磁性介質(zhì)和基于激光的磁頭跟蹤機制(可以更精準地寫數(shù)據(jù))，因而每張盤上有更多的磁軌(結果有更大的存儲量)。90年代末，兩種向后兼容的新型光軟盤格式問世：ImationLS-120SuperDisk(120MB，右下圖)和索尼HiFD(150MB，右上圖)，準備與艾美加Zip驅動器一較高低。不過到頭來，它們都敗給了CD-R。第27頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五百花齊放的移動存儲介質(zhì)Zip驅動器在90年代中后期大獲成功之后，很快出現(xiàn)了一大批競爭者和跟風者，希望從Zip地方分得一杯羹。艾美加最有名的競爭對手是SyQuest：該公司發(fā)布了多款驅動器，如SyJet、SparQ、EZFlyer和EZ135，卻不料瓜分和稀釋了自己的市場。另一個大有希望但鮮為人知的競爭對手是CastlewoodOrb，它可在類似Zip的磁盤上存儲2.2GB的數(shù)據(jù)。最后，艾美加自己也試圖用其他種類的移動存儲介質(zhì)來擴充Zip產(chǎn)品線，從大容量移動硬盤(1GB和2GB的JazDrive)到微型40MBClick驅動器，但是都沒有像Zip那樣火起來。第28頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第29頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五并非曇花一現(xiàn)的閃存

東芝在80年代初發(fā)明了NAND閃存，但這項技術直到90年代末數(shù)碼相機和個人數(shù)字助理(PDA)掀起熱潮才大行其道，價格隨之急劇下跌。此后，NAND閃存出現(xiàn)了眾多格式，從大尺寸的專有卡(用于早期的手持電腦)到PC卡，到閃存卡、SM卡、安全數(shù)字卡、記憶棒卡和xD圖像卡，不一而足。閃存介質(zhì)之所以很流行，是因為它是完全固態(tài)的，沒有活動部件。閃存卡只需少量的電就能工作，堅固耐用;這些年來，存儲空間呈幾何級數(shù)增長，而介質(zhì)本身的成本仍然相對較低。第一塊閃存卡只能存儲2MB的數(shù)據(jù);如今，可以存儲128GB的數(shù)據(jù)。第30頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第31頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五迷你移動存儲盤IBM/東芝發(fā)布的這張新聞照片要展現(xiàn)的不是一只水豚大小的倉鼠，而是一塊閃存卡大小的微型硬盤，名為Microdrive。2003年問世的這種微硬盤在微型化方面做到了極致，一度以很低成本提供很高的存儲容量和性能，后來容量更大的閃存介質(zhì)讓那些優(yōu)勢黯然失色。

蘋果iPod(2001年)及其他媒體播放器使用了類似的旋轉磁盤設備，但Microdrive天生不牢固、耗電量大和存儲容量有限，很快讓設備廠商(和家里的寵物)頗感沮喪。這種存儲格式已經(jīng)快要淘汰了。第32頁，共38頁，2022年，5月20日，15點0分，星期五第33頁，共38頁，2022年，5月