朝花夕拾——存储介质介绍

　　看到的是影像，背后看不到的是数据。今天我们为大家介绍数据的“家”——存储介质。

　　世界上最早的可编程设备是19世纪法国人发明的雅卡尔提花机，通过将孔打在纸质卡片的不同位置控制织布花纹的变化。此时，“数据”的存储介质是纸带。而这种存储编程过程的介质——纸质卡片，一直使用到20世纪70年代。

　　

　　图为雅卡尔提花机

　　而使用史上最早计算机的用户通过接到一排排插座上的跳线，给那些庞大的电子机器编排程序。由于当时电脑寥寥无几(又互不兼容)，使用数字技术的先驱们基本上不需要可以移植的软件：程序是固定不动的。不过，IBM等公司很快开始销售多款完全同样的计算机，于是用户需要用一种更有效地给计算机编程的方法，以便程序从一台计算机移植到另一台计算机，并且以后轻松重新装入程序。

　　计算机移动存储介质的历史由此拉开了帷幕，从许多方面来看，这部历史的主题围绕软件分发：移动存储介质的第一项任务是，在不需要从头开始重新编程的情况下分享软件。下面我们重温在过去的60年间工程师们如何想方设法来解决这个问题。

　　穿孔纸带

　　

　　图为早期应用于计算机编程的纸带

　　早期电脑大多数使用一卷卷纸带，纸带通过上面的孔来存储信息。Colossus Mark 1(1944年)等一些早期电脑完全靠纸带实时提供的数据来运行。Manchester Mark 1(1949年)等后期电脑从纸带上读入程序，并将程序存储在一种原始的电子存储器中，以便之后执行。

　　后来30年间的各种电脑继续使用纸带用于输入和输出，这种介质在70年代中期一度卷土重来，当时个人电脑黑客被穿孔纸带的低成本所吸引。

　　穿孔卡片

　　

　　图为早起计算机编程用纸质卡片

　　前文我们介绍了，打孔卡片的起源可以追溯至19世纪初的织布机：织布机靠打孔卡片来传达定义及控制机器编织动作的指令。1890年，美籍德裔统计学家Herman Hollerich将打孔卡片的想法运用于美国人口普查的数据制表，他创办了一家公司(后来渐渐成为IBM)，将打孔卡片用于制表机。

　　IBM在50年代开始生产通用计算机时，将穿孔卡片用于存储及输入数据，很快其他许多电脑厂商也开始采用各种类型的打孔卡片。许多厂商使用80列卡片，每列存储一个字符。一直到2002年，IBM仍在研究打孔卡片技术：一种系统能够在一张邮票大小的表面上存储2500万页的数据。

　　数据磁带

　　

　　图为早期计算机存储数据用磁带

　　UNIVAC I(1951年)在数据存储领域开创了一股新风：使用磁带。IBM很快开始将一盘盘磁性磁带(类似当时的录音磁带)用于存储电脑数据，业界的其余厂商亦步亦趋。通常开盘式贮存的电脑磁带一般由薄薄的塑料条组成，塑料条上面涂有磁敏感材料，那样通过嵌在特殊磁带驱动器里面的电子磁头，电脑可进行读写操作。

　　当时生产的众多电脑机型(尤其是大型机和小型机)使用开盘式磁带作为海量存储介质，这种状况一直持续到七八十年代，后来越来越多的设计人员改用盒式磁带。

　　第一批移动磁盘

　　

　　图为早期硬盘

　　IBM在1963年推出了第一部带移动磁盘的硬驱：IBM 1311(右上图)。它使用可更换的磁盘组，每个磁盘组里面有六只直径为14英寸的磁盘。每个磁盘组可存储大约2MB的数据。70年代的许多硬驱都装有磁盘组，比如DEC RK05(左图显示的是一款类似机型)，小型电脑公司经常使用磁盘组来分发软件。

　　盒式磁带

　　

　　图为存储数据的盒式磁带

　　60年代，电脑厂商开始将一卷卷微型磁性磁带放到硬质塑料盒中。与更大的开盘式磁性磁带相比，这些盒式磁带更坚固耐用，更便于携带，用起来更方便;到了七八十年代，作为容量越来越大的磁盘的备份介质，盒式磁带越来越受欢迎。与早期的开盘式系统一样，盒式磁带系统也具有容量灵活的优点。需要增加存储容量时，磁带厂商只要生产可容纳更多磁带的盒子。更多的磁带意味着更大的空间。

　　软盘

　　

　　图为几种不同尺寸的软盘

　　IBM在1971年推出了第一部商用软驱。与它配套使用的8英寸软盘上面涂有磁性材料，永远装在塑料填套里面。用户很快认识到：与成堆的穿孔卡片相比，使用软盘将数据装入电脑来得速度更快、成本更低，还更省空间。1976年，软盘的联合发明人Alan Shugart为个人电脑研制出了新的5.25英寸软驱。这种大软盘大小直到80年代的后半期都是整个行业的标准，直到后来索尼的3.5英寸软盘格式(1981年发明)主导了市场。

　　软盘也是国人最早熟知计算机存储介质。与copy的译音“拷贝”同时被大家所记住。那一张张“拷”满8位图片、小游戏、FM音轨音频文件的软盘，不知道温暖了多少少年的计算机梦想。

　　不过到2002年，人们开始问别人：“你的软驱最近为你干过啥事吗?”

　　小型带盒

　　

　　图为小型带盒

　　60年代，飞利浦公司开发出了小型带盒(塑料外壳里面有两小盘磁带)，这是一种音频记录格式。惠普一度将这种格式用在其惠普9830(1972年)中，但小型带盒直到几年后才流行起来，广泛用于数字数据存储，当时渴望廉价存储介质的电脑黑客看中了这种格式。这种存储介质在70年代末80年代初的廉价电脑中依然很盛行，那是由于介质和驱动器都非常便宜(许多电脑可以通过标准的盒式磁带播放机来装入及保存数据)。

　　ROM卡匣

　　

　　图为ROM卡匣

　　ROM卡匣是一块电路板，里面有一块只读存储器(ROM)芯片和一个接口，用坚固外壳封装起来。这种卡匣可用于装载游戏或程序。例如早期FC（红白机）的游戏卡，就是这种ROM卡匣。

　　1976年，仙童半导体公司发明了可与仙童Channel F视频游戏系统结合使用的ROM软件卡匣。不久，Atari 800(1979年)和TI-99/4(1979年)等家用电脑采用ROM卡匣，用于简单的软件装载和分发。莲花公司甚至为IBM PCjr(1984年)开发了基于ROM卡匣的Lotus 1-2-3版本。ROM卡匣速度快、使用简便，但价格也相对较高——这个缺点决定了它的命运。

　　新式软盘

　　

　　图为新式软盘

　　80年代，许多公司尝试开发非传统的软盘格式。这样一种“软盘”(顶部中间)根本就不是软盘：ZX Microdrive 磁带(有时又叫“带状软盘”)里面有一卷环状磁性磁带，类似8音轨磁带。这方面的其他试验产品包括：苹果的FileWare(右图)，安装在第一台苹果Lisa电脑是(最近被《Network World》评为苹果历史上最糟糕的产品之一);3英寸微型软盘(左下图);以及很少见的2英寸LT-1软盘(左上图)，它只用于1989年的Zenith Minisport便携式电脑中。其他试验的结果应用于小众产品中，但没一个像5.25英寸和3.5英寸软盘格式那样主导市场。

　　光盘

　　

　　图为光盘

　　光盘起初是一种数字音频存储介质，它是索尼与飞利浦两家公司合作开展项目的产物，1982年首次面市。这种格式将数字数据以模刻在有反射背衬的塑料磁盘表面上的凹坑这种形式来存储。激光可读取凹坑。由于光盘是数字介质，所以非常适合存储电脑数据。没过多久，索尼/飞利浦改动这种格式，开发出了电脑CD-ROM，在1985年生产出第一部商用CD-ROM驱动器。

　　12厘米格式光盘在过去的25年间经历了进一步的发展，结果带来了容量更高的磁盘，比如DVD、HD-DVD和蓝光光盘。更重要的是1988年推出了可记录光盘(CD-R)，这样用户可以把自己的数据写到光盘上。90年代末，随着光介质越来越便宜，这种存储介质取代了软盘，用于处理大多数的日常数据传输。

　　磁光存储介质

　　

　　图为磁光存储介质

　　与光盘一样，磁光(MO)磁盘也旨在通过激光来进行光学读取。但与光盘和CD-R不一样——前者根本不允许写数据，后者只允许写一次，大多数磁光磁盘允许用户在磁盘上多次写入及擦除数据。这是借助一种特殊磁性工艺来实现的，这种工艺与激光共同完成数据存储。第一部众所周知的磁光驱动器配备在NeXT电脑(1988年，右下图)上，使用256MB可重写介质。最有名的磁光格式是索尼MiniDisc(1992年，顶部中间)，这款音频介质还有一个不大流行的可用于电脑的同类产品，名为MD-DATA(左上图)。各种磁光驱动器和磁盘现在仍在生产，但由于容量相对较低，成本相对较高，因而成为小众产品。

　　百花齐放的移动存储介质

　　

　　图为各种移动存储介质

　　大放异彩的闪存

　　

　　固态硬盘

　　

　　图为固态硬盘的雏形

　　IBM/东芝发布的这张新闻照片要展现的不是一只水豚大小的仓鼠，而是一块闪存卡大小的微型硬盘，名为Microdrive。2003年问世的这种微硬盘在微型化方面做到了极致，一度以很低成本提供很高的存储容量和性能，后来容量更大的闪存介质让那些优势黯然失色。

　　苹果iPod(2001年)及其他媒体播放器使用了类似的旋转磁盘设备，但Microdrive天生不牢固、耗电量大和存储容量有限，很快让设备厂商(和家里的宠物)颇感沮丧。这种存储格式已经快要淘汰了。

　　随着存储颗粒的高速发展，单颗芯片存储数据量越来越大，硬盘已经向固态化发展，越来越多的计算机应用了固态硬盘

　　USB连接

　　

　　图为各种通过USB连接的存储设备

　　大约自1998年以来，电脑用户们就一直生活在USB时代。USB即插即用，操作方便，这给每个电脑用户的生活带来了便利，这个优势还扩展到了移动存储设备。小巧、便携的USB硬盘。现在很常见。它们可以存储大量数据，而价格一年比一年便宜。如今更受欢迎的是应用最广泛的移动存储介质：闪存盘（U盘，2000年问世)。闪存盘集闪存介质迅速增强的数据存储能力与小巧方便的尺寸于一体，是无可比拟的存储格式——它也许会是我们将来需要的最后的移动存储介质。

　　网盘

　　

　　网盘的传输形式——网关和网卡

　　在过去的几年间，对于普通的电脑用户来说，局域网和互联网一直在取代移动存储介质。由于如今几乎每一台电脑都连接至全球网络，用户们很少需要将数据拷贝到外部介质上，然后带着外部介质、转移到另一台电脑上。相反，线缆和电子信号组成的网络负责数据传输;快捷的电子邮件可以让文件在全世界范围自由传输。更重要的是，有了蓝牙和Wi-Fi等无线标准，根本不需要任何物理连接。移动存储介质对于许多日常的电脑工作来说已经变得过时了，取而代之的是随时通过无线电来传输的数据。

　　

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