存儲介質的變遷

從模擬到數字，從固定到可移動，新型的信息存儲介質不僅保存的信息越來越多，存儲和讀取的速度越來越快，而且使用方式也越來越簡單。

人類如何將知識保存下來呢？例如在石器時代時，人們將知識“雕刻”在山洞中的墻壁上，從而永久地保留下來，供人查看、學習。其實，現在的各種存儲介質所起到的作用與之相同。只是我們的信息，如節假日里拍攝的照片、視頻不再刻到石頭上，而是保存到存儲卡上，并上傳到社交網絡上與好友分享。

早在公元1725年，法國紡織機械工 Basile Bouchon依據編織圖案在紙帶上打出一排排小孔，使編織針自動按照預先設計的圖案去進行編織。其實，Basile Bouchon完成了將“編織指令”記錄在紙帶上的任務。到了1890年，Herman Hollerith（赫爾曼·霍爾瑞斯）根據織布機的原理發明了更好的記錄工具——穿孔卡片和可以自動統計數據的制表機，并且在多次美國全國人口普查中得以運用。他把所有的調查項目依次排列在一張卡片上，例如穿孔卡片的“性別”欄目下有“男”和“女”兩個選項，然后統計員根據調查結果在相應項目的位置上打孔，最后使用霍爾瑞斯發明的制表機完成自動統計。

技術的飛躍：從模擬到數字

1950年到1970年之間，計算機漸漸代替了制表機完成大量數據的計算和統計工作，磁性介質代替了穿孔紙帶和穿孔卡片用來存儲數據。磁性介質根據磁粉層上磁微粒的不同排列狀態來表示數據“0”和“1”，而磁頭則用于讀取和寫入這些數據。不過，與盤式磁帶和盒式磁帶不同的是，硬盤的磁頭并不與盤片直接接觸，而是懸在離盤面數據區0.2μm~0.5μm的區域中，既不與盤面接觸造成磨損，又能很好地讀取數據。寫入數據時，磁頭上調制好的信號會改變磁粉顆粒的磁化狀態；讀取數據時，磁頭將磁化信息轉化為電信號。磁頭的工作原理：利用特殊材料的電阻值會隨著磁場變化的現象來讀寫盤片上的數據，磁頭的好壞在很大程度上決定著硬盤盤片的存儲密度。1988年，法國和德國兩位科學家發現的巨磁電阻效應已經成為現代硬盤的基本原理，巨磁阻磁頭（Giant Magneto Resisive）比傳統的磁阻磁頭（Magneto Resisive）更為敏感，其磁場變化引起的電阻值變化更大，從而實現更高的存儲密度。

硬盤存儲為數據的統計和計算帶來了巨大的方便，它解決了穿孔卡片只能線性存儲和讀取數據的缺陷，通過將存儲區域劃分為磁道、柱面、扇區和簇，使計算機只需要知道文件的地址和大小就可以方便地調用。

新技術：更小、更快、更便攜

1969年，IBM發明的軟盤是第一個被廣泛使用的便攜式數據存儲介質，它采用了磁存儲技術，像硬盤一樣對數據所在的磁道和扇區進行編址。現在，閃存技術發展勢頭非常迅猛，未來將會接替磁存儲介質成為主流。我們需要足夠便攜、穩定和抗震的存儲介質來保存音樂、電影和文檔等數據，符合這些條件的USB閃存盤、SSD和SD卡正在向價格更便宜、速度更快、容量更大的方向發展。