Qu'est-ce qu'un support d'informations ? Evolution des supports de stockage

Un support d'informations (support d'informations) est tout matériau capable de stocker des informations qui y sont stockées dans sa structure pendant une période suffisamment longue. Souvent, le support de stockage lui-même est placé dans une coque de protection, ce qui augmente sa sécurité et, par conséquent, la fiabilité du stockage des informations (par exemple : des feuilles de papier - dans la couverture, une puce mémoire - en plastique (carte à puce), une bande magnétique - dans le cas, etc. ).

Classement des médias

Par nature du transporteur :

champ d'ondes (ondes sonores, électromagnétiques et autres)

objets matériels (livres, lettres, découvertes archéologiques et paléontologiques, dispositifs de stockage de matériel)

biochimique (ADN, ARN, etc.)

Par origine :

naturel (lumière des étoiles, transportant des informations sur le contenu chimique de leur atmosphère ; os de dinosaures, transportant des informations sur leur taille ; météorites)

artificiel (une feuille de papier percée de trous selon une certaine règle, portant un texte codé ; ondes radio émises par l'antenne d'une station de communication dans l'espace lointain, transportant des commandes pour un robot spatial)

Par nombre de cycles d'enregistrement :

pour un enregistrement unique ;

pour plusieurs enregistrements ;

Durabilité:

pour le stockage à long terme (la cessation de la fonction de support est due à des circonstances aléatoires) ;

pour le stockage à court terme (la cessation de fonction est due à des processus naturels conduisant à une dégradation inévitable du support) ;

En général, les frontières entre ces types de médias sont assez vagues et peuvent varier en fonction de la situation et des conditions extérieures.

Les supports électroniques comprennent les supports d'enregistrement simple ou multiple par voie électrique : CD-ROM, DVD-ROM, semi-conducteur (mémoire flash, etc.), disquettes.

Disquette Il s'agit d'un morceau rond de plastique flexible recouvert d'oxyde magnétique. Le nom populaire de « disquettes » ou « disquettes » vient du fait que ce morceau de plastique est flexible. Le disque rond à revêtement magnétique est logé dans un manchon de protection carré. L'intérieur de cette enveloppe est recouvert d'une couche de matériau semblable à du feutre blanc pour aider à protéger la disquette. Il sert à la fois à amortir les impacts et à capter la poussière.

Lors de l'enregistrement des informations, les événements suivants se produisent :

Un programme informatique vous demande d'écrire un fichier de données sur une disquette. Le premier moteur démarre et fait tourner la disquette. Le disque tourne à une vitesse constante de 300 tr/min.

Le disque comporte de nombreuses pistes concentriques de chaque côté. Chaque piste est divisée en unités plus petites appelées secteurs.

Le deuxième moteur déplace la tête de lecture-écriture de piste en piste. Le temps nécessaire pour accéder à la piste souhaitée est appelé « temps d'accès ».

L'électronique d'entraînement sait combien de pas et de tours doivent être effectués pour déplacer la tête de lecture/écriture vers le secteur requis sur la piste.

La tête de lecture/écriture s'arrête sur la piste. La tête de lecture vérifie l'adresse à laquelle les données doivent être écrites sur la disquette formatée pour s'assurer que le bon côté de la disquette et la bonne piste sont utilisés.

Avant que les données reçues du programme ne soient écrites sur la disquette, la bobine d'effacement (située sur la tête de lecture/écriture) efface le secteur pour l'écriture des données par la tête de lecture/écriture. Le secteur libéré est plus large que celui enregistré - ceci est fait pour que les signaux des secteurs proches des pistes adjacentes ne se mélangent pas avec les signaux du secteur enregistré.

La tête de lecture/écriture écrit les données sur la disquette en magnétisant, pendant quelques secondes, le fer présent dans les particules magnétisées à la surface de la disquette. Les particules magnétisées ont un pôle nord et un pôle sud. Ils sont orientés par la tête de lecture/écriture de manière à ce que leur position puisse être lue lors d'une lecture ultérieure. Les particules chargées différemment forment une certaine séquence binaire qui, une fois lue, est traduite en informations perçues par l'utilisateur.

Actuellement, les disquettes ne sont pratiquement pas utilisées en raison de la petite quantité de mémoire (1,44 Mo) et de la faible fiabilité du stockage des données par rapport aux supports de stockage apparus plus tard.

CD(English Compact Disc, CD) - un support de stockage optique sous la forme d'un disque en plastique avec un trou au centre, le processus d'enregistrement et de lecture des informations est effectué à l'aide d'un laser.

La base du CD est un substrat en polycarbonate sur lequel est pulvérisée une fine couche de métal (aluminium, argent, or). Cette couche est en fait l'endroit où l'enregistrement est effectué. Le revêtement métallique est recouvert d'une couche de vernis protecteur et toutes sortes d'images, logos, noms et autres marques d'identification y sont appliquées.

Principe d'opération disques optiques basé sur les changements dans l’intensité de la lumière réfléchie. Sur un CD ordinaire, toutes les informations sont enregistrées sur une seule piste en spirale, qui est une séquence d'indentations et de creux. Entre les évidements se trouvent des zones avec une couche réfléchissante lisse, des terres. Les données sont lues à l'aide d'un faisceau laser. Si le laser touche le sol, une photodiode spéciale enregistre le faisceau réfléchi et en enregistre un logique. Si le laser touche la fosse, le faisceau est diffusé, l'intensité de la lumière réfléchie diminue et l'appareil enregistre un zéro logique.

Les premiers disques laser étaient en lecture seule. Ils ont été fabriqués strictement en usine et des piqûres y ont été appliquées par estampage directement sur un substrat nu en polycarbonate, après quoi les disques ont été recouverts d'une couche réfléchissante et d'un vernis protecteur.

Mais déjà en 1988, la technologie CD-R (Compact Disc-Recordable) fait son apparition. Les disques fabriqués à l'aide de cette technologie pourraient être utilisés pour enregistrer des informations une fois à l'aide d'un lecteur d'écriture spécial. Pour ce faire, une autre couche de colorant organique mince a été placée entre le polycarbonate et la couche réfléchissante. Lorsqu'il est chauffé à une certaine température, le colorant est détruit et noirci. Pendant le processus d'enregistrement, le lecteur, contrôlant la puissance du laser, appliquait une séquence de points sombres sur le disque qui, une fois lus, étaient perçus comme des creux.

Dix ans plus tard, le CD-RW (Compact Disc-Rewritable) était créé - un disque compact réinscriptible. Contrairement au CD-R, un alliage spécial a été utilisé ici comme couche d'enregistrement, capable de passer d'un état cristallin à un état amorphe et inversement sous l'influence d'un faisceau laser et, par conséquent, de modifier sa réflectivité.

En 1996, les premiers DVD (Digital Versatile Disc) d'une capacité de 4,7 Go apparaissent en vente. Les nouveaux supports de stockage utilisaient le même principe que les CD, seul un laser avec une longueur d'onde plus courte était utilisé pour la lecture. Ce changement a permis de réduire la taille du spot lumineux laser et, par conséquent, la taille minimale de la cellule d'information.

Dans les DVD double couche, les informations sont enregistrées à deux niveaux différents : une couche inférieure régulière et une couche supérieure translucide. En modifiant la focalisation du laser, les données peuvent être lues tour à tour sur les deux couches. Ces DVD contiennent 8,5 Go d'informations. Puis sont venus les DVD double couche et double face. Ces disques ont des faces fonctionnelles des deux côtés et contiennent deux couches d'informations. La capacité de stockage est passée à 17 Go.

À ce stade, le plafond de la technologie DVD était atteint. Augmenter davantage le nombre de couches semble être un problème inutilement complexe : l'épaisseur du disque est toujours limitée, il est donc très difficile d'y insérer quelque chose. De plus, même avec un système à deux couches, de nombreuses plaintes ont été formulées concernant la qualité de la lecture des informations, et il est effrayant de penser au nombre d'erreurs qu'un hypothétique DVD à trois couches pourrait produire.

Les fabricants ont résolu (temporairement bien sûr) le problème de l’augmentation de la capacité en créant un nouveau format. Ou plutôt deux à la fois : HD-DVD et Blu-ray. Les deux technologies utilisent un laser bleu avec une longueur d’onde encore plus courte. Réduire la longueur d'onde permet également de réduire la taille minimale de la cellule mémoire et donc d'augmenter la densité d'enregistrement. L'émergence de deux nouveaux types de disques a immédiatement provoqué ce que l'on appelle la « guerre des formats », qui a duré environ deux ans. Finalement, malgré certains avantages, le HD-DVD a perdu cette bataille. Selon de nombreux experts, le rôle principal a été joué par le soutien extrêmement fort du format Blu-ray par les studios de cinéma américains.

clé USB(lecteur flash d'argot, lecteur flash, lecteur flash) - un périphérique de stockage qui utilise la mémoire flash comme support de stockage et est connecté à un ordinateur ou à un autre appareil de lecture via une interface USB.

Les clés USB sont généralement amovibles et réinscriptibles. Taille - 3 à 5 cm, poids - moins de 60 g. Ils ont gagné en popularité dans les années 2000 en raison de leur compacité, de leur facilité de réécriture des fichiers et de leur grande capacité de mémoire (de 32 Mo à 256 Go). L'objectif principal des clés USB est le stockage, le transfert et l'échange de données, la sauvegarde, le chargement des systèmes d'exploitation, etc.

La mémoire flash de cet appareil est un réseau de transistors (cellules), chacun pouvant stocker un bit d'information.

Un tel support présente de nombreux avantages. Les clés USB, contrairement à leurs prédécesseurs, n'ont pas de pièces mobiles. Ils sont compacts, fiables et capables de stocker des quantités d'informations assez importantes, et les fabricants travaillent sans relâche pour augmenter leur capacité.

Un autre avantage d'une clé USB est sa facilité d'utilisation. Le lecteur flash est connecté au port USB de l'ordinateur, le système d'exploitation détecte le nouveau périphérique et le contenu du lecteur flash est affiché comme disque supplémentaire dans le système. En conséquence, travailler avec des fichiers n'est pas différent de travailler avec un disque dur ordinaire. Aucun programme supplémentaire n'est requis, pas besoin de vous creuser la tête sur la compatibilité des appareils et des formats, ni de regarder attentivement le fabricant de l'appareil en vous demandant s'il conviendra ou non à votre ordinateur.

La mémoire flash est fiable, ne craint pas les vibrations, ne fait pas de bruit, consomme peu d'énergie et la vitesse d'échange d'informations est proche de celle des disques durs standards. La mémoire flash, grâce à l'absence de pièces mobiles, est très fiable, résistante aux vibrations, sans bruit et consomme peu d'énergie.

Défauts

Nombre limité de cycles d'écriture-effacement avant l'échec.

Capable de stocker des données de manière totalement autonome jusqu'à 5 ans. Les échantillons les plus prometteurs ont jusqu'à 10 ans.

Les vitesses d'écriture et de lecture sont limitées par la bande passante USB

Contrairement aux CD, ils présentent des inconvénients caractéristiques de tout appareil électronique : sensibles aux décharges électrostatiques - un phénomène courant dans la vie quotidienne, surtout en hiver ; sensible aux radiations.

L'homme s'est toujours efforcé non seulement d'en apprendre le plus possible sur le monde qui l'entoure, mais aussi de transmettre toutes les informations accumulées aux générations futures. Dans cet article, nous examinerons, quoique brièvement, le développement des méthodes de stockage et de transmission de l'information, l'évolution des supports d'information, en commençant par un mur de pierre dans une grotte et en terminant par les derniers développements dans le domaine de la haute technologie.

Légendes de la profonde antiquité...

Bientôt, avec l’avènement des premières civilisations, la pictographie se transforme en hiéroglyphes et en écriture cunéiforme. Des concepts abstraits, des calculs, etc. sont déjà apparus dans le nouveau système de signes, et le système de signes lui-même est devenu plus petit.

Les médias ont également changé : désormais, les murs en pierre sont devenus artificiels, la sculpture sur pierre est devenue plus habile. Des supports de stockage compacts apparaissent également : feuilles de papyrus en Égypte et tablettes d'argile en Mésopotamie.

Plus nous nous rapprochons de nos jours, plus les supports de stockage devenaient bon marché et compacts, le volume d'informations augmentait de plusieurs ordres de grandeur et le système de signes linguistiques devenait de plus en plus simple.

Du papyrus, l’humanité est passée au parchemin, du parchemin au papier. Des hiéroglyphes à l'écriture alphabétique (même les langues hiéroglyphiques d'aujourd'hui - chinois, japonais, coréen - sont basées sur un ensemble alphabétique standard).

Ainsi, en quelques paragraphes, nous avons examiné le passé du langage et des supports d'information et nous sommes pratiquement rapprochés du sujet principal.

Evolution des supports d'information aux XX-XXI siècles

Cartes perforées et bandes de papier

Avec le développement de l'ingénierie mécanique et de l'automatisation de la production, il est devenu nécessaire de programmer les machines-outils et les machines, en spécifiant un ensemble séquentiel d'opérations pour rationaliser la production. A cet effet, un langage binaire a été créé (0/1 - off/on), et le premier support d'information dans un langage binaire était une carte perforée. Une feuille de papier épais était divisée en un certain nombre d'alvéoles, certaines étaient percées, d'autres restaient intactes. Une carte perforée standard contenait 80 caractères d'information.

Plus tard, en utilisant le même principe de fonctionnement, on a commencé à utiliser du ruban de papier perforé - un rouleau de papier ou du ruban de nitrocellulose avec des trous perforés. L'avantage de la bande perforée était la vitesse de lecture relativement élevée (jusqu'à 1 500 B/sec), mais la faible résistance de la bande et l'impossibilité d'éditer manuellement les informations (par exemple, une carte perforée pouvait être retirée du lecteur et poinçonné manuellement les bits nécessaires).

Bande magnetique

Les supports papier ont été remplacés par des supports magnétiques. Au début, il s'agissait d'un fil spécialement magnétisé (un tel support est encore utilisé dans les boîtes noires des avions), puis il a été remplacé par une bande magnétique flexible, qui était enroulée en bobines ou en cassettes compactes. Le principe de l’enregistrement est un peu similaire à celui du punching. La bande magnétique est divisée sur sa largeur en plusieurs pistes indépendantes ; en passant par la tête d'enregistrement magnétique, la section requise de la bande est magnétisée (de la même manière que la section perforée de la bande perforée) ; par la suite, la section magnétisée sera lue par la technologie informatique comme 1, et la section non magnétisée comme 0.

Disquettes magnétiques

Après la bande magnétique, un disque magnétique flexible a été inventé - un cercle en plastique flexible et dense avec une couche magnétique appliquée sur la surface. Les premières disquettes mesuraient huit pouces, puis elles ont été remplacées par les plus connues de 5,25 pouces et 3,5 pouces. Cette dernière a duré sur le marché des supports de stockage jusqu’au milieu des années 2000.

Continue difficile disques magnétiques

Flexible en parallèle supports magnétiques supports sur disques magnétiques durs (HDD, Disque dur, disque dur). Le premier modèle de disque dur fonctionnel a été créé en 1956 par IBM (modèle IBM 350). La capacité de l'IBM 350 était de 3,5 Mo, ce qui était beaucoup à l'époque. Le premier disque dur avait la taille d’un grand réfrigérateur et pesait un peu moins d’une tonne.

Depuis trente ans les dimensions disque dur réussi à être réduit à un format de 5,25 pouces (taille lecteur optique), dans dix ans disques durs est devenu le format familier de 3,5 pouces.

La capacité de 1 Go a été dépassée au milieu des années 1990 et, en 2005, la capacité maximale d'enregistrement longitudinal a été atteinte - 500 Go. En 2006, le premier disque dur doté d'une méthode d'enregistrement perpendiculaire est sorti avec une capacité de 500 Go. En 2007, le cap du 1 To est franchi (le modèle est sorti par Hitachi). À l'heure actuelle, le volume le plus important d'un modèle de disque dur commercial est de 3 To.

La mémoire flash est un type de technologie de mémoire électriquement reprogrammable à semi-conducteurs (EEPROM). En raison de sa compacité, de son faible coût, de sa résistance mécanique, de sa grande capacité, de sa vitesse et de sa faible consommation d'énergie, la mémoire flash est largement utilisée dans les appareils portables numériques et les supports de stockage.

Il existe deux principaux types de mémoire flash : NI Et NON-ET.

La mémoire NOR est utilisée comme une mémoire non volatile de petit volume qui nécessite accès rapide sans pannes matérielles (cache du microprocesseur, puces POST et BIOS).

La mémoire NAND est utilisée dans la plupart appareils électroniques en tant que principal support d'information ( Téléphones portables, téléviseurs, lecteurs multimédias, consoles de jeux, cadres photo, navigateurs, routeurs réseau, points d'accès, etc.). La mémoire NAND est également utilisée dans les disques SSD, une alternative aux disques durs. disques magnétiques, et comme mémoire cache en hybride disques durs. N’oubliez pas non plus les cartes flash de tous les facteurs de forme et types de connexion.

L'inconvénient le plus important de la mémoire flash est le nombre limité de cycles d'écriture sur le support. Cela est dû à la technologie même de la mémoire reprogrammable.

Disques optiques

Ces supports sont des disques en polycarbonate avec un revêtement métallique spécial appliqué sur une face. L'enregistrement et la lecture ultérieure sont effectués à l'aide d'un laser spécial. Lors de l'enregistrement sur un revêtement métallique, le laser crée des creux spéciaux (puits) qui, lorsqu'ils seront ensuite lus par un lecteur de disque laser, seront lus comme « 1 ».

Tout le développement support optique peut être divisé en quatre parties :

Première génération: disques laser, disques compacts, disques magnéto-optiques. La principale caractéristique est que les disques sont relativement chers et de petit volume ; les lecteurs ont une consommation d'énergie élevée (directement liée à la technologie d'écriture et de lecture des disques). Les disques compacts sortent un peu de cette définition (c'est sans doute pour cela qu'ils ont pris une position dominante avant l'avènement de la deuxième génération de disques optiques).

Deuxième génération: DVD, MiniDisc, disque multicouche numérique, DataPlay, disque multicouche fluorescent, GD-ROM, disque multimédia universel. Qu’est-ce qui différencie la deuxième génération de disques optiques de la première ? Tout d'abord, une haute densité d'enregistrement d'informations (6 à 10 fois). En plus des DVD, ils disposent principalement d'applications spécialisées (MD - pour les enregistrements audio, UMD - pour les décodeurs Sony PlayStation). Hormis le DVD, tous les autres formats nécessitent du matériel coûteux pour écrire et lire les informations (en particulier DMD et FMD, qui utilisent des technologies de stockage multicouches et multidimensionnelles).

Troisième génération: Disque Blu-ray, HD DVD, disque polyvalent, optique ultra densité, disque professionnel pour données, disque multicouche polyvalent. Ces disques optiques sont nécessaires au stockage de vidéos haute définition. La principale caractéristique est l'utilisation d'un laser bleu=violet pour écrire et lire les informations à la place du rouge (sauf VMD). Cela vous permet d'augmenter encore la densité d'enregistrement (6 à 10 fois par rapport à la deuxième génération).

Comme dans toute évolution, dans le développement des disques optiques, il existe une branche principale de développement et des branches secondaires. La branche principale est constituée des types de disques optiques les plus répandus et qui connaissent le plus grand succès commercial : CD, DVD, Blu-Ray. Les autres types de disques optiques sont soit dans une impasse dans leur développement, soit ont des applications spécialisées.

Quatrième génération (futur proche): Disque polyvalent holographique. La principale technologie révolutionnaire dans le développement des supports de stockage optiques est considérée comme la technologie d'enregistrement holographique, qui permet d'augmenter la densité d'enregistrement de disque optique environ 60 à 80 fois. Les premiers disques holographiques ont été introduits en 2006 et la norme technologique elle-même a finalement été approuvée en 2007. Mais les choses sont toujours là. En 2010, il a été annoncé que la limite de capacité de stockage de 515 Go avait été dépassée, mais ce modèle Le disque holographique n’a pas été mis en production.

Notre civilisation est impensable dans son état actuel sans supports d’information. Notre mémoire n'est pas fiable, c'est pourquoi il y a longtemps, l'humanité a eu l'idée d'enregistrer les pensées sous toutes leurs formes.

Un support de stockage est tout appareil conçu pour enregistrer et stocker des informations.

Des exemples de supports peuvent être du papier ou une mémoire Flash USB, ainsi qu'une tablette d'argile ou de l'ADN humain.

Les informations peuvent également être différentes : il s'agit de texte, de son et de vidéo. L'histoire des supports de stockage commence il y a bien longtemps...

Pierres et parois de grottes - Paléolithique (jusqu'à 40 à 10 mille ans avant JC)

Les premiers supports d'informations étaient apparemment les parois des grottes. Les peintures rupestres et les pétroglyphes (du grec petros - pierre et glyphe - sculpture) représentaient des animaux, des chasses et des scènes de la vie quotidienne. En fait, on ne sait pas avec certitude si les peintures rupestres étaient destinées à transmettre des informations, servaient de simple décoration, combinaient ces fonctions ou étaient généralement nécessaires à autre chose. Il s’agit cependant des supports de stockage les plus anciens connus actuellement.

Tablettes d'argile - 7ème siècle avant JC

Des tablettes d'argile étaient écrites alors que l'argile était humide, puis cuites dans un four.



Ce sont des tablettes d'argile qui ont constitué la base des premières bibliothèques de l'histoire, dont la plus célèbre est la bibliothèque d'Assurbanipal à Ninive (VIIe siècle), qui contenait environ 30 000 tablettes cunéiformes.

Comprimés de cire

Les tablettes de cire sont des tablettes en bois dont l'intérieur était recouvert de cire colorée pour inscription avec un objet pointu (stylet). Utilisé dans la Rome antique.

Papyrus - 3000 avant JC

Le papyrus est un matériau d'écriture répandu en Égypte et dans tout le bassin méditerranéen, pour la production duquel une plante de la famille a été utilisée. carex

Ils ont écrit dessus avec un stylo spécial.

Parchemin - 2ème siècle avant notre foi

Le parchemin remplace peu à peu le papyrus. Le nom du matériau vient de la villePergame, où ce matériau a été produit pour la première fois. Le parchemin est du cuir non tanné d'animaux - mouton, veau ou chèvre.

La popularité du parchemin a été facilitée par le fait que (contrairement au papyrus), il est possible de laver le texte écrit à l'encre soluble dans l'eau (voir palimpseste) et d'en appliquer un nouveau. De plus, vous pouvez écrire sur parchemin des deux côtés de la feuille

Papier - 1er ou début du 2e siècle après JC

On pense que le papier a été inventé en Chine à la fin du premier ou au début du deuxième siècle de notre ère.

Il ne s'est répandu grâce aux Arabes qu'aux VIIIe-IXe siècles.

Écorce de bouleau - répandue depuis le XIIe siècle

Des lettres en écorce de bouleau étaient utilisées à Novgorod et ont été découvertes par des scientifiques en 1951.


Les textes en lettres d'écorce de bouleau étaient extrudés à l'aide d'un outil spécial - un stylet en fer, en bronze ou en os.

Cartes perforées - introduites en 1804, brevetées en 1884

L'apparition des cartes perforées est principalement associée au nom d'Herman Hollerith, qui les a utilisées pour effectuer le recensement américain en 1890. Cependant, les premières cartes perforées ont été créées et utilisées bien plus tôt. Joseph Marie Jacquard les utilisait dès 1804 pour concevoir des patrons de tissus pour son métier à tisser.

Bandes de papier perforées - 1846

Le ruban de papier perforé est apparu pour la première fois en 1846 et était utilisé pour envoyer des télégrammes.

Bande magnétique - années 50

En 1952, la bande magnétique était utilisée pour stocker, écrire et lire des informations sur l'ordinateur IBM System 701.

Ensuite, la bande magnétique a acquis une énorme reconnaissance et popularité sous la forme de cassettes compactes.




Disques magnétiques - années 50

Le disque magnétique a été inventé par IBM au début des années 50.


Disquette - 1969

Le premier, dit disquette a été introduit pour la première fois en 1969.

Disque dur - présent

Nous arrivons ici aux temps modernes.


Le disque dur a été inventé en 1956, mais continue d'être utilisé et constamment amélioré.

Disque compact, DVD – présent

En fait, le CD et le DVD sont des technologies très similaires, ne différant pas tant par le type de support que par la technologie d'enregistrement.

Flash - présent

Bien entendu, tous les supports d’information inventés et utilisés par l’humanité ne sont pas répertoriés ici. Certains types de supports sont volontairement omis (CD-R, Blue Ray, tambours magnétiques, lampes), et certains, bien entendu, sont tout simplement oubliés. Bien entendu, toute erreur ou description incorrecte est de ma faute ; je serais reconnaissant pour tout ajout et clarification.

Remerciements

Les sources ont été utilisées lors de la préparation du texte.