可動部品を備えたメモリ:「ドライブ」
可動部品を含むデジタルデータストレージの初期の形式は、打ち抜かれた紙のカードの形式でした。
ジョセフマリージャカードは1780年に織機を発明しました。この織機は、紙のカードに注意深く配置された穴によって設定された織りの指示に自動的に従いました。
これと同じ技術が1950年代に電子計算機に採用され、カードは機械的に読み取られ(穴を介した金属同士の接触)、空気圧で読み取られました(穴から空気が吹き込まれ、空気ノズルの背圧によって検出された穴の存在)。または光学的に(穴から光が差し込む)。
紙カードよりも優れているのは紙テープです。これは、データストレージと速度の要求が低く、耐久性が高く評価されている一部の産業環境(特にCNC工作機械業界)でまだ使用されています。
木部繊維紙の代わりにマイラー素材がよく使用され、テープの光学的読み取りが最も一般的な方法です。
磁気テープ(オーディオまたはビデオカセットテープと非常によく似ています)は、ストレージメディアの次の論理的な改善でした。
アーカイブや緊急復旧のための「バックアップ」データを保存して、他のより高速なデータ保存方法を実現する手段として、今日でも広く使用されています。
紙テープと同様に、磁気テープはランダムアクセスではなくシーケンシャルアクセスです。初期の家庭用コンピュータシステムでは、通常のオーディオカセットテープを使用してデータを変調形式で保存し、バイナリの1と0は異なる周波数で表されていました(FSKデータ通信と同様)。
アクセス速度はひどく遅いですが(テープからASCIIテキストを読んでいる場合は、コンピューターの画面に表示される文字のペースにほぼ追いつくことができます!)、安価でかなり信頼性がありました。
テープには、シーケンシャルアクセスであるという欠点がありました。この弱点に対処するために、ディスク型またはドラム型のメディアを備えた磁気ストレージ「ドライブ」が構築されました。
電気モーターは定速運動を提供しました。可動式の読み取り/書き込みコイル(「ヘッド」とも呼ばれます)が提供され、サーボモーターを介してドラムの高さまたはディスクの半径のさまざまな場所に配置でき、ほぼランダムにアクセスできます(読み取り/書き込みコイルが正しい位置に到達したら、ドラムまたはディスクが適切な位置に回転するのを待つ必要があります。
ディスクの形状は、ポータブルメディア、つまりフロッピーディスクに最適です。 生まれました。
フロッピーディスク(磁気メディアが薄くて柔軟性があるため、いわゆる)は元々直径8インチのフォーマットで作られていました。
その後、メディア粒子密度の進歩により実用化された5-1 / 4インチの品種が導入されました。すべてが同じであれば、ディスクが大きいほど、データを書き込むためのスペースが増えます。
ただし、ディスク基板上の酸化鉄材料の小さな粒子を小さくすることで、ストレージ密度を向上させることができます。
現在、3-1 / 2インチフロッピーディスクは、1.44 Mバイト(SCSIドライブでは2.88 Mバイト)の容量を持つ卓越したフォーマットです。
他のポータブルドライブフォーマットが普及しつつあり、IoMegaの100Mバイトの「ZIP」ディスクと1Gバイトの「JAZ」ディスクが一部のパーソナルコンピュータの元の機器として表示されています。
それでも、フロッピードライブには、過酷な環境にさらされ、メディアの読み取り、書き込み、およびスピンを行うドライブメカニズムから絶えず削除されるという欠点があります。
最初のディスクは密閉されたユニットであり、すべてのほこりやその他の粒子状物質から密閉されており、 絶対にありませんでした。 ポータブル。
メディアを密閉された環境に保つことで、エンジニアはほこりや偽の磁場を完全に回避することができました。
これにより、ヘッドと磁性体の間隔が大幅に狭くなり、磁性体にデータを書き込むための磁場の焦点が非常に狭くなりました。
次の写真は、約30Mバイトのストレージ容量のハードディスクドライブ「プラッタ」を示しています。サイズの参考のために、ボールペンが大皿の底の近くに設置されています:
最新のディスクドライブは、ハードマテリアルで作られた複数のプラッター(「ハードドライブ」という名前)を使用し、プラッターごとに複数の読み取り/書き込みヘッドを備えています。
頭と大皿の間のギャップは、人間の髪の毛の直径よりもはるかに小さいです。ハードディスクドライブ内の密閉された環境が外気で汚染されている場合、ハードドライブは使用できなくなります。ヘッドとプラッターの間にほこりがたまり、メディアの表面に損傷を与えます。
これは4つのプラッターを備えたハードドライブですが、ショットの角度では上部のプラッターしか表示できません。
このユニットには、ドライブモーター、読み取り/書き込みヘッド、および関連する電子機器が備わっています。容量は340Mバイトで、前の写真のボールペンとほぼ同じ長さです。
将来、非可動部品技術が機械式ドライブに取って代わることは避けられませんが、現在の最先端の電気機械式ドライブは、ストレージ密度と低コストで「ソリッドステート」不揮発性メモリデバイスに匹敵し続けます。 1998年に、約1/4のサイズ(最後のハードディスク写真の中央にある金属製のプラッターハブよりも小さい)の250Mバイトのハードドライブが発表されました。いずれにせよ、ストレージ密度と信頼性は間違いなく向上し続けるでしょう。
デジタルデータストレージテクノロジーの進歩の動機は、デジタルエンコードされた音楽の出現でした。
ソニーとフィリップスの合弁事業により、1980年代後半に「コンパクトオーディオディスク」(CD)が一般にリリースされました。
このテクノロジーは読み取り専用タイプであり、メディアはアルミニウムの薄膜で裏打ちされた透明なプラスチックディスクです。
バイナリビットは、低出力レーザービームの光路長を変化させるプラスチックのピットとしてエンコードされます。データは、アルミニウムで反射してフォトセル受信機に到達する低出力レーザー(通常の光よりも正確にビームを集束させることができる)によって読み取られます。
磁気テープに対するCDの利点は非常に大きいです。デジタルであるため、情報は破損に対して非常に耐性があります。
非接触動作であるため、演奏による摩耗はありません。光学的であるため、磁場の影響を受けません(磁気テープやディスク上のデータを簡単に破壊する可能性があります)。
空のディスクに書き込むために必要な高出力レーザーを含むCD「バーナー」ドライブを購入することができます。
音楽業界に続いて、ビデオエンターテインメント業界はデジタルビデオディスクの導入により、光ストレージのテクノロジーを活用してきました。 、またはDVD。
音楽CDと同じサイズのプラスチックディスクを使用するDVDは、ピットの間隔を狭くして、はるかに高いストレージ密度を実現します。
この密度の向上により、長編映画をDVDメディアにエンコードし、映画に関する雑学情報、監督のメモなどを完備することができます。
実用的な読み取り/書き込み光ディスク(CD-W)の開発に多くの努力が向けられています。明るいレーザー光にさらされると色が変化し、低強度の光で「読み取られる」化学物質を使用することに成功しました。これらの光ディスクは、標準のCDの銀色の下側とは対照的に、特徴的な色の表面によってすぐに識別されます。
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