Эволюция носителей информации. Часть 1: от перфокарт до DVD
Технологии хранения данных активно совершенствуются со времен появления первых компьютеров. Еще вчера мы пользовались 1,44-мегабайтными дискетами, а сегодня в продаже можно найти 256-гигабатные флеш-накопители. А ведь это далеко не предел. Пока инженеры трудятся над созданием новых, более прогрессивных носителей информации, мы вспоминаем, как повлияли на компьютерную индустрию перфокарты, магнитные ленты и форматы CD и DVD.
С древнейших времен люди искали способы записи и хранения различной информации. Сначала они рисовали на скалах и глине. Затем появился пергамент, а позже — бумага. В XX веке с появлением первых компьютеров хранить информацию стало легче, но эволюция носителей информации лишь ускорилась. Казалось бы, еще вчера мы записывали нужные нам файлы на дискеты. А сегодня мы уже пользуемся 256-гигабайтными флешками! В общем, развитие технологий хранения информации не стоит на месте. Поэтому в этот раз мы вспоминаем, с чего же началась история компьютерных носителей информации, и расскажем о том, каких результатов добилась индустрия к концу XX века.
В таком виде сохраняли информацию в былые времена
История и причины появления компакт-кассет
В начале 60-х годов главным носителем являлся винил, поскольку стоимость катушечных магнитофонов была несколько выше, к тому же возня с заправкой ленты и прочие неудобства отпугивали массового слушателя музыки. Оба формата не годились для использования вне помещений, к тому же аппаратура для их воспроизведения была довольно громоздкой, а пластинки, кроме всего прочего, чутко реагировали на вибрации. Мир нуждался в более удобном и компактном носителе.
Фото Daniel Schludi
Первая аудиокассета, вышедшая под наименованием Compact Cassette, была представлена компанией Philips в 1963 году в Европе и в 1964 году в США. Новый формат имел заметно худшие характеристики по сравнению с катушками или винилом, но отличался скромными размерами и практичностью: достаточно было вставить кассету в кассетоприемник и нажать кнопку Play. Такой «картридж» легко помещался в карман и быстро нашел себя в салоне автомобиля.
За удобство приходилось расплачиваться упрощенными характеристиками. К примеру, ширина ленты в кассете составляет 3,8 мм против 6,35 мм в обычной бобине. Большая ширина гарантирует увеличенное расстояние между дорожками каналов, что позволяет уменьшить показатель их взаимопроникновения (crosstalk). Кроме этого, кассета проигрывает по скорости движения ленты: 4,76 см/сек против 9, 19, 38 и даже 78 см/сек в стационарном «бобиннике».
Список кассет и кассет с магнитной лентой
Картридж с магнитной лентой и кассета с магнитной лентой относятся к небольшому пластиковому блоку, содержащему отрезок магнитной ленты по крайней мере на одной катушке. Устройство может содержать вторую приемную бобину или взаимодействовать с такой катушкой в соответствующем ленточном накопителе . Известно, что существует по крайней мере 142 различных типа.
Фраза « кассетная лента» неоднозначна в том смысле, что не существует общего словарного определения 1 2 3, поэтому в зависимости от использования она имеет множество различных значений, например, любой из 106 различных типов аудиокассет, 4 видеокассеты 5 или кассеты с данными 6, перечисленные в Музее устаревших средств массовой информации .
Фраза « кассетная лента» также неоднозначна: в Музее устаревших средств массовой информации перечислены 36 различных типов картриджей для аудио, 4 видео 5 или данных 6 .
Время от времени термины «кассета с лентой» и «кассета с лентой» используются для описания одного и того же продукта.
Память на магнитной ленте
Позже промышленность научилась делать пластиковую ленту достаточно прочной, чтобы она не рвалась в руках и механизмах. Если на такую ленту с одной стороны нанести магнитный порошок, то получим усовершенствованную память на магнитной проволоке:
- за единицу времени можно записывать больше информации;
- точность записи позволяет записывать данные плотнее, чем раньше — это значит, что на одной и той же длине носителя можно записать в 100 раз больше данных;
- так как протягивать ленту можно быстрее, чем проволоку, выросла и скорость чтения и записи.
Такой способ позволял хранить большие объёмы информации, но осталось ограничение — нельзя было обратиться к произвольному участку ленты, надо было проматывать до тех пор, пока не наткнёшься на него. Например, если у вас был персональный компьютер на кассетах, вы вставляли кассету в приёмник, она считывалась последовательно и загружалась в память. Дальше все манипуляции были внутри памяти, к кассете уже никто не обращался.
Приёмник кассет для домашних компьютеров Commodore
Загрузка игры с кассеты:
Система хранения данных IBM на базе магнитных лент. Аналогичные до сих пор используются для долгосрочного хранения больших объёмов данных без необходимости часто их считывать
Технология
Аппаратная часть интерфейса магнитофона в ZX Spectrum была крайне примитивной — однобитный выход и однобитный вход с компаратором. Возможность автостарта кассеты по команде загрузки или записи, реализованная во многих домашних компьютерах 1980-х годов, отсутствует.
Кодирование и декодирование информации осуществляется полностью программным способом. В ПЗУ компьютера присутствуют стандартные подпрограммы записи и загрузки, используемые интерпретатором Бейсика. Начальный загрузчик любой программы должен быть записан стандартными средствами в виде Бейсик-программы. Дальнейшая загрузка может происходить как с помощью стандартных подпрограмм с использованием стандартного формата, так и с помощью загружаемых подпрограмм, позволяющих использовать различные нестандартные форматы.
Стандартный формат кодирования информации очень прост. Нули и единицы кодируются импульсами разной длительности, после которых следует пауза такой же длительности — около 244 микросекунд для нуля и около 489 микросекунд для единицы. За одну секунду может быть записано 1023 следующих подряд единицы, либо 2047 следующих подряд нуля. Так как нужные задержки обеспечиваются процессором, при отклонении тактовой частоты от номинальной возможна несовместимость с данными, записанными при стандартной тактовой частоте.
Стандартные процедуры используют пилот-тон — длинный сигнал перед началом передачи данных, используемый для синхронизации, а также хранение каждой записи в виде двух блоков, каждый из которых имеет собственный пилот-тон — заголовка, содержащего название файла и параметры, необходимые для его загрузки, и собственно данных. Заголовок необходим при загрузке произвольных данных. В случае, когда заранее известно, какие данные будут загружаться (например, при загрузке игры), заголовки всех файлов, кроме загрузчика, могут отсутствовать. В процессе загрузки данных стандартными процедурами на бордюр выводятся разноцветные полосы, показывающие ход процесса загрузки.
Средняя скорость передачи данных в стандартном формате кодирования составляет около 1365 бит в секунду и изменяется в зависимости от количества нулей и единиц в передаваемых данных. На 60-минутной кассете может храниться около 600 килобайт данных. Максимальное время загрузки программы для ZX Spectrum 48K может составлять около 5 минут, средним значением является 3-4 минуты. Программы для ZX Spectrum 128K могут загружаться 12 и более минут.
Некоторые отечественные клоны ZX Spectrum использовали модифицированные прошивки ПЗУ с возможностью ускоренной загрузки и сохранения данных. Данные, записанные с повышенной скоростью, не могли быть прочитаны стандартными средствами на компьютерах без такой модификации. Существует копировщик Turbo Comp (Turbo Copy), позволяющий записывать данные с обычной или увеличенной скоростью.
Максимальная скорость загрузки при использовании нестандартных процедур ограничена скоростью работы процессора и качеством носителя. В настоящее время, при использовании качественных цифровых носителей (CD-плеера или выхода звуковой карты компьютера), достижимы скорости, многократно превосходящие скорость стандартных процедур. Так, при использовании программы k7zx возможна загрузка данных со скоростью до 27000 бит в секунду. При этом снапшот игры Manic Miner для ZX Spectrum 48K загружается примерно за 15 секунд.
TDK MA-110 Metal Alloy
$99,98 за упаковку из 2 кассет на 110 минут каждая
Что? Почти пятьдесят баксов за одну кассету? Да, именно столько сейчас стоят носители Metal (Type IV), наиболее полно раскрывающие возможности формата аудиокассет. К тому же, в арсенале TDK MA-110 Metal Alloy – еще и огромное время записи, а также прецизионный корпус.
