存储介质的变迁

来源:用户上传      作者: 本刊编辑部

　　从模拟到数字，从固定到可移动，新型的信息存储介质不仅保存的信息越来越多，存储和读取的速度越来越快，而且使用方式也越来越简单。
　　
　　人类如何将知识保存下来呢？例如在石器时代时，人们将知识“雕刻”在山洞中的墙壁上，从而永久地保留下来，供人查看、学习。其实，现在的各种存储介质所起到的作用与之相同。只是我们的信息，如节假日里拍摄的照片、视频不再刻到石头上，而是保存到存储卡上，并上传到社交网络上与好友分享。
　　早在公元1725年，法国纺织机械工 Basile Bouchon依据编织图案在纸带上打出一排排小孔，使编织针自动按照预先设计的图案去进行编织。其实，Basile Bouchon完成了将“编织指令”记录在纸带上的任务。到了1890年，Herman Hollerith（赫尔曼・霍尔瑞斯）根据织布机的原理发明了更好的记录工具――穿孔卡片和可以自动统计数据的制表机，并且在多次美国全国人口普查中得以运用。他把所有的调查项目依次排列在一张卡片上，例如穿孔卡片的“性别”栏目下有“男”和“女”两个选项，然后统计员根据调查结果在相应项目的位置上打孔，最后使用霍尔瑞斯发明的制表机完成自动统计。
　　技术的飞跃：从模拟到数字
　　1950年到1970年之间，计算机渐渐代替了制表机完成大量数据的计算和统计工作，磁性介质代替了穿孔纸带和穿孔卡片用来存储数据。磁性介质根据磁粉层上磁微粒的不同排列状态来表示数据“0”和“1”，而磁头则用于读取和写入这些数据。不过，与盘式磁带和盒式磁带不同的是，硬盘的磁头并不与盘片直接接触，而是悬在离盘面数据区0.2μm~0.5μm的区域中，既不与盘面接触造成磨损，又能很好地读取数据。写入数据时，磁头上调制好的信号会改变磁粉颗粒的磁化状态；读取数据时，磁头将磁化信息转化为电信号。磁头的工作原理：利用特殊材料的电阻值会随着磁场变化的现象来读写盘片上的数据，磁头的好坏在很大程度上决定着硬盘盘片的存储密度。1988年，法国和德国两位科学家发现的巨磁电阻效应已经成为现代硬盘的基本原理，巨磁阻磁头（Giant Magneto Resisive）比传统的磁阻磁头（Magneto Resisive）更为敏感，其磁场变化引起的电阻值变化更大，从而实现更高的存储密度。
　　硬盘存储为数据的统计和计算带来了巨大的方便，它解决了穿孔卡片只能线性存储和读取数据的缺陷，通过将存储区域划分为磁道、柱面、扇区和簇，使计算机只需要知道文件的地址和大小就可以方便地调用。
　　新技术：更小、更快、更便携
　　1969年，IBM发明的软盘是第一个被广泛使用的便携式数据存储介质，它采用了磁存储技术，像硬盘一样对数据所在的磁道和扇区进行编址。现在，闪存技术发展势头非常迅猛，未来将会接替磁存储介质成为主流。我们需要足够便携、稳定和抗震的存储介质来保存音乐、电影和文档等数据，符合这些条件的USB闪存盘、SSD和SD卡正在向价格更便宜、速度更快、容量更大的方向发展。

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