Čuvanje podataka – istorijski pregled
Računarski inženjeri se uvek susreću sa problem gde čuvati programe, podatke i rezultate izračunavanja koji nisu odmah potrebni. Tokom godina, odgovor na ovo pitanje se menjao kako su pronalazili nove metode skladištenja podataka. Od rupa bušenih u kartonskim karticama u 18. veku, pa sve do ranih 50-ih godina dvadesetog veka, čuvanje podataka nije mnogo napredovalo. Tada su magnetne trake zamenile bušene kartice za sekundarnu memoriju koja se koristi pored primarne, uvek raspoložive u računaru.
Veliki problem sa magnetnim trakama jeste što se podaci upisuju i čitaju po redu, a kako su neki koturovi trake bili skoro pola metra u prečniku i sadržavali hiljade metara trake, nalaženje potrebnih podataka je bilo veoma komplikovano i iziskivalo je dosta vremena (posebno ako su se podaci nalazili na kraju trake, tada bi morali premotati celu dužinu trake). Za razliku od sekundarne memorije (magnetne trake) unutar primarne ili glavne memorije računara, podacima se moglo pristupi proizvoljno, odnosno, računar je direktno pristupao potrebnim podacima, preskačući sve druge podatke u memoriji. Memorija od „jezgara“ koja je bila u upotrebi 50-ih i 60-ih godina dvadesetog veka, se pravila od gvozdenih jezgara u obliku prstenova prečnika oko 1/16 inča, nanizanih na mrežu žica. Propuštanjem struje kroz ove žice, jezgra su se namagnetisavala i predstavljala nule i jedinice. Ova memorije je bila permanentna, tj. računar je čuvao njen sadržaj i kada je napajanje bilo isključeno, ali njen problem je bio što je zauzimala suviše mnogo prostora da bi bila praktična za masovno čuvanje podataka. Današnji memorijski čipovi koji bi bili veličine jedne takve mreže koja je sadržala 256 bitova memorije, bi mogli da sadrže više od milijardu bitova.
1957. godine se pojavio prvi čvrsti disk (hard disk) kao sastavni deo IBMovog uređaja RAMAC 350. On se sastojao od 50 diskova prečnika 24 inča, kapaciteta 5 megabajtova i težio je jednu tonu, a njegovo iznajmljivanje koštalo oko 35000$ godišnje, odnosno 7000$ po megabajtu godišnje. Četrdesetak godina kasnije IBMova nova mikrojedinica je imala ploču prečnika 1 inč, kapaciteta 340 megabajta, njena dužina je 1,7 inča, širina 1,4 inča, a debljina 0,2 inča i lakša je od baterije tipa AA.
Prvi IBMov PC iz 1981. godine, nije imao hard disk, već samo jednu ili dve disketne jedinice za „kvadratne“ diskete (5,25 inča, kapaciteta nekoliko stotina kilobajta). Ovaj PC je imao port za snimanje podataka na traku i to je verovatno najnekorišćenija komponenta u istoriji PCa. Sledeći model IBM-XT, koji se pojavio 1983. godine, imao je hard disk koji je dvostruko deblji od svakog današnjeg laptopa, a kapacitet mu je bio 5 do 10 megabajta.
Diskovi se prave od čvrste aluminijumske legure, za razliku od savitljivog poliesterskog diska, poznatijeg kao disketa od 5,25 inča. Kasniji tipovi disketa od 3,5 inča, takođe su pravljeni od poliestera, ali su smeštani u čvrsta plastična kućišta, a poboljšani magnetni sloj tih diskova i poboljšani mehanizmi za upisivanje i čitanje podataka, povećali su njihov kapacitet na 2,44 megabajta za obične diskete i 2,5 gigabajta za zip jedinice. Diskovi su zbog ove čvrste legure i dobili naziv hard diskovi, tj. čvrsti diskovi. Ova razlika u materijalima nije bila jedina, već je magnetni sloj na čvrstom disku bio gušći kako bi se smestilo više podataka na manjoj površini. Takođe i glava za čitanje/pisanje bila drugačija, jer nije dodirivala hard diskove, za razliku od glave koja je dodirivala površinu disketa od 5,25 inča, čime se sprčavalo habanje i omogućavalo da se hard disk okreće mnogo brže i tako se brže dolazilo do podataka. Nedostatak ovakvog sistema čitanja/pisanja podataka, bio je pad hard diska kada bi glava bukvalno padala na hard disk i urezivala brazdu kroz magnetni sloj i dovodila do trajnog oštećenja.
Od 1983. godine, smanjuju se veličina i cena hard diskova, dok im se kapacitet povećava. 1987. godine ustalila se veličina od 3,5 inča, a težina im je bila manja od pola kilograma i ličili su na neku džepnu knjigu. Početkom devedestih godina dvadesetog veka cena 200 megabajta hard diska je bila ispod 200$. Ovakav napredak je tipičan i za sve druge računarske komponente, a ne samo za sisteme za skladištenje podataka. Danas se koriste i nove tehnologije za čuvanje podataka, upotreba lasera u multimedijalnim diskovima je značajno povećao količinu podataka koji se skladište, ali je i dalje magnetna memorija najjeftinija, a optička tehnologija još uvek nije dovoljno brza za regularan svakodnevni posao.
Istorijski pregled:
30.000 p.n.e. – paleolitski ljudi su u centralnoj Evropi su predstavljali brojeve reckama na životinjskim kostima, slonovači i kamenju.
1640. – Žakar je izumeo prve bušene kartice za čuvanje podataka i one se koriste u prvim elektronskim računarima od 40-ih godina prošlog veka do razvoja pouzdanijih uređaja za čuvanje podataka.
1857. – Ser Čarls Vitstoun koristi papirnu traku za čuvanje podataka, što je slično bušenim karticama osim što se traka može neprekidno uvlačiti u mašinu.
1890. – Herman Holerit koristi bušene kartice za čuvanje podataka koje se unose u mašinu za mehaničko prebrojavanje rezultata popisa stanovništva, a na jednoj kartici se može zapisati do 80 znakova. Ovo je znatno smanjilo vreme dobijanja rezultata popisa na šest nedelja umesto za deset godina.
1940. – vakumske cevi se koriste kao smeštajni medijum u sledećih deset godina.
1944. – napravljen je prvi računar sa unutrašnjim programom EDVAC
1950. – jedinice trake počinju da zamenjuju bušene kartice.
1951. – računar UNIVAC je isporučen popisnom zavodu SADa sa tri godine zakašnjenja, imao je magnetne trake umesto bušenih papirnih traka.
1952. – magnetni doboši stupaju na scenu
1953. – Džej Forester sa svojim timom ugrađuje memoriju od magnetnih jezgara u računar Wirlwind i dvostruko ubrzavaju vreme pristupa na 6 mikro sekundi.
1954. – Računar Burroughs B205, koristi vakumske cevi i magnetne doboše za glavni memorijski sistem, a za izvršavanje neke aritmetričke operacije potrebno je nekoliko mili sekundi.
1957. – predstavljen je prvi hard disk kao deo IBMov RAMACa
1962. – Teletype počinje prodaju tastature i terminala bušene trake pod nazivom Model 33, koji se koristi za ulaz/izlaz na prvim mikroračunarima.
1967. – IBM pravi prvi disketni uređaj
1969. – Intel predstavlja 1 kilobajt RAM čip, koji ima značajno veći kapacitet od prethodno proizvedenih memorijskih čipova.
1971. – Intel predstavlja čip 1101, 256-bitnu programabilnu memoriju kao i čip 1701 256-bitnu izbrisivu memoriju samo za čitanje EROM.
1971. – IBM predstavlja memorijski ili fleksibilni disk, 8-inčni fleksibilni plastični disk, prekriven oksidom gvožđa i tako započinje eru jednostavne razmene podataka i personalnih računara.
1972. – pojavljuje se prvi personalni računar sa 256 bajtova memorije, proširive do 64 kilobajta, takozvani Altair.
1972. – pojavljuje se kompakt disk (CD).
1973. – IBM počinje proizvodnju uređaja 3340, prvog hard diska modela Winchester sa kapacitetom od 70 megabajta raspoređenim na četiri ploče. Glave za čitanje/pisanje podataka lebde na sloju vazduha debljine 18 milionitih delova inča.
1976. – iCOM reklamira svoj štedljivi disketni uređaj, 8-inčni uređaj po ceni od 1200$.
1976. – Shugart predstavlja svoj 5,25 inčni mini disketni uređaj za 390$.
1978. – Apple predstavlja Disk II, 5,25-inčni uređaj povezan kablom sa računarom Apple II, cena mu je 495$ uključujući kontrolersku karticu.
1980. – Sony predstavlja 3,5-inčni disketni uređaj za diskete koje imaju obe korisne strane, duplu gustinu i kapacitet od 875 kilobajta neformatirano.
1981. – IBM predstavlja tehnologiju tankog filma za izradu glava koja uređaju 3380 hard diska omogućava čitanje i pisanje podataka brzinom od 3 milionia znakova u sekundi. To je bio prvi komercijalni uređaj koji dostiže ovu brzinu. Ova glava lebdi na visini od 12 milionitih delova inča iznad površine diska. Ovaj uređaj ima 6000 puta veći kapacitet po kvadratnom inču nego originalni uređaj RAMAC.
1981. – Microsoftov novi DOS zahteva manje od 160 kilobajta prostora na disku.
1981. – Bil Gejts je rekao da je 640 kilobajta sigurno dovoljno za svakoga.
“Nikome nikada neće trebati više od 637 kilobajta memorije na ličnom računaru. 640 KB će biti dovoljno svakome.” – Bil Gejts 1981. godine. Kasnije je tvrdio da je izjava izvučena iz konteksta, no činjenica je da je DOS još 15 godina nakon toga memoriju računala dijelio na 640 KB osnovne i ostatak “proširene” memorije.
1983. – Sony je predstavio dvostranu disketu, dvostruke gustine, kao i uređaj od 3,5 inča kapaciteta do 1 megabajt.
1983. – Philips i Sony razvijaju CD-ROM kao proširenje audio CD tehnologije.
1983. – Sa pojavom IBM XT računara, hard diskovi postaju standardna komponenta mnogih personalnih računara.
1984. – Pojavljuje se memorija sa direktnim pristupom Random Access Memory, odnosno RAM memorija.
1985. – Pojavljuju se prvi CD-ROM uređaji za računare, kapaciteta 650 megabajta samo za čitanje, što je bilo dovoljno za 74 minuta digitalnog zvuka.
1987. – Pojavljuju se hard diskovi dimenzija 3,5 inča.
1991. – Insite Technology počinje isporuku svog 21-MB 3,5-inčnog disketnog uređaja proizvođačima sistema. Uređaj koristi magnetno-optičke diskove za čuvanje podataka.
1992. – Cena 200 megabajta hard diskova pada ispod 200$.
1992. – Pojavljuje se holografska memorija od kristala, kao i hard diskovi dimenzija 1,8 inča čija je težina samo nekilo stotina grama, a kapacitet do 40 megabajta.
1994. – Iomega Corp. predstavlja ZIP uređaj i ZIP diskove, zamenljive diskove veličine diskete kapaciteta 25 i 100 megabajta.
1995. – IBM predstavlja ultra brze diskove sa novim magnetno otpornim glavama MR, a pre toga se tehnologija izrade glava zasnivala na tankom filmu.
1998. – IBM predstavlja hard disk od 25 gigabajta. Prvi disk koji se pojavi 1956. godine imao je kapacitet 5 megabajta.
1998. – Pojavljuje se DVD-RAM uređaj koji ima kapacitet od 5,2 gigabajta na dvostranim prepisivim kasetama, dovoljno za dvosatni bioskopski film.
1999. – IBM predstavlja Microdrive, najmanji i najlaksi hard disk na svetu koji izaziva revoluciju u industriji prenosivih uređaja: PDA uređaji, digitalni fotoaparati, prenosivi računari i MP3 plejeri.
2000. – Microsoft Windows 2000 zahteva 100MB za punu instalaciju.
2001. – IBM predstavlja „nestašnu prašinu“, svoj najnoviji pronalazak u tehnologiji smeštajnih medijuma. AFC materijal u ovom medijumu učetvorostručuje gustinu upisa prethodnih hard diskova na preko 100 milijardi bitova po kvadratnom inču, što se do tada smatralo nemogućim.
2003. – Pojavljuje se serijski ATA hard disk i postiže uspeh kao najbrži za personalne računare.
2005. – Tipičan hard disk za personalne računare ima kapacitet 280 gigabjata raspoređen na pet ploča.