Datenspeicher

Geschichte der Datenspeicher

Eine der ersten Methoden zur Speicherung von Dateien für die ersten Rechner waren Lochkarten.

• Diese Lochkarten aus Papier hatten Löcher, die maschinell oder manuell gestanzt wurden.
• Die somit gelochten und nicht gelochten Positionen stellten digitale Wissen dar, die von PCs oder Maschinen ausgelesen wurden.
• Bei den üblichen Lochkarten gab es 80 Spalten und 12 Zeilen zum Stanzen.

Für die US-Volkszählung 1890/91 wurden zum ersten Mal Lochkarten als digitaler Speicher im großen Stil benutzt.

• Sie wurde von Herman Hollerith erfunden, welcher später IBM gründete.
• Dateninhalte wurden anhand eines Lochcodes gesichert.
• So konnten damaligen Computersystemen Eingabedaten zugeführt werden und Daten oder Quellcode gesichert werden.

Durch die Einführung von Magnetbändern als Speichermedium Ende der 1960er-Jahre war es plötzlich möglich, deutlich größere Datenmengen zu speichern.

• Eine Rolle Magnetband konnte so viel Daten speichern wie 10.000 Lochkarten, sodass Magnetband bis Mitte der 1980er-Jahre sehr beliebt war.
• Darüber hinaus war Magnetband auch wiederbeschreibbar – ein Punkt, der die Art der Datensicherung revolutioniert hat.
• Durch Magnetband wurden Speichermedien außerdem erstmalig für Privatzwecke benutzt – viele kennen Magnetband sicherlich noch als Tonband oder als Kassette für Musik.

Die erste Diskette wurde 1969 von IBM herausgebracht und war eine rein lesbare 8-Zoll-Disk, die 80 kB an Informationen aufzeichnen konnte (also so viel wie ungefähr 1.000 Lochkarten).

• Die Speichergröße hat sich 1973 auf 256 kB vermehrt, die Disketten waren danach auch wiederbeschreibbar.
• Obendrein waren Disketten flach und Wissen waren nicht mehr auf einer Rolle gesichert, sodass es nicht mehr obligatorisch war, Fakten sequenziell zu aufzeichnen.
• Auf sämtliche Informationen konnte jetzt ohne Zeitverzug zugegriffen werden und das Datenmaterial waren ohne Umwege zugänglich.

Die 5,25-Zoll-Diskette fasste 720 KByte, die Kapazität wurde allerdings später noch gesteigert. 1978 begann die Herstellung von Diskettenlaufwerken, die Datenträger mit 1,2 MByte Speicher unterstützen.

Da die größeren 5,25-Zoll-Floppies nicht sehr stabil waren und schnell kaputt gingen, wurde der Datenträger in einem festeren Gehäuse verpackt und mit einer Metallabdeckung vor Verschmutzung geschützt - die 3,5-Zoll-Diskette war geboren.

Durch die Einführung von Compact Discs gehörte die geringe Kapazität der Diskette der Vergangenheit an.

• Anfangs gemeinsam von Philips und Sony 1979 als eine digitale Audiodisk erfunden, wurde sie über die Jahre eine gängige Art bei Heimnutzern und kleinen Unternehmen zur Sicherung, als der Preis für CDs sank.
• CDs können bis zu 900 MB an Daten aufnehmen.

Als echte Konkurrenz zur 3,5 Zoll-Diskette erschien 1994 das ZIPLaufwerk.

• Das Prinzip der Datenspeicherung war dasselbe, wie bei der Diskette.
• Der Code wird also magnetisch auf einer rotierenden Scheibe gespeichert.
• Mit dem fallenden Preis der CDs und der Einführung der wiederbeschreibbaren CD-RW ging die ZIP-Diskette jedoch unter.

Im Jahr 2001 folgte auf die CD die DVD und dann ab 2007 die Blu-ray, die bis zu 50 GB an Daten speichern kann.

Nichttechnische Speicherung

Der Mensch speichert die Information von Hand auf oder mithilfe eines Trägermaterials.

• Deshalb ist sie ohne technische Vermittlung direkt wieder lesbar.
• Die Speicherung erfolgt ohne technische Vermittlung, abgesehen von einfachen Hilfsmitteln zum Führen mit der Hand, wie Messer oder Pinsel.
• Natürlicherweise können sehr viele Materialien wie Papier, Folien und Schiefertafeln Träger von Zeichen, Schriften und Bildern sein.

Technische Speicherung

Die technische Speicherung umfasst alle Datenspeicher, die in der Regel nicht direkt mit den Sinnen gelesen oder eigenhändig erzeugt werden können.

• Es bedarf eines technischen Hilfsmittels, um die Daten zu speichern oder verständlich zu machen.
• Jetzt spreche ich über verschiedene Formen der technischen Speicherung

Fotographische Speicherung

Chemo-optische Speicher, die durch einen chemischen Prozess Daten in Form von Lichtbildern speichern.

• Die Speicherung auf Mikrofilm ist zurzeit immer noch die sicherste Archivierungsmethode.
• Zum Lesen ist nur ein Vergrößerungsgerät notwendig, Probleme mit der Dauerhaftigkeit von Formaten und Lesegeräten entfallen.

Mechanische Speicherung

die Daten großtechnisch mechanisch beschrieben, sie sind physisch auf das Speichermedium aufgebracht.

• Die gefertigten Speichermedien können nur gelesen werden.
• Beispiel Schallplatten und vorher erwähnte Lochkarten

Elektronische Speicherung - Halbleiterspeicherung

Unter der elektronischen Speicherung sind alle Speichermedien zusammengefasst, die Informationen in oder auf Basis von elektronischen (Halbleiter-)Bauelementen speichern.

• Dabei werden heute ausschließlich größere Bauteile mit mehreren Tausend oder Millionen Speichereinheiten in einem Bauteil zusammengefasst die sich dann Speicherbaustein nennen.
• Es gibt zwei Arten von Halbleiterspeichern, flüchtige und nicht-flüchtige, wobei sich nicht-flüchtige nochmal in permanente und semi-permanente Speicher unterscheiden.
• Flüchtige Speicher verlieren alle Informationen, wenn der Stromfluss unterbrochen wird.
• Beim permanenten Speicher befindet sich eine einmal gespeicherte oder festverdrahtete Information, die nicht mehr verändert werden.
• Zum Beispiel ein ROM Speicherbaustein, auf dem das BIOS des Mainboards gespeichert ist.
• Und der Semi-permanente elektrische Speicher wird uns allen bekannt sein, weil dieser in SSD-Festplatten, SD-Karten und USB-Sticks verwendet wird.
• Auf diesem können alle Informationen beliebig erstellt, gelöscht und verändert werden.

Magnetische Speicherung

Die magnetische Speicherung von Informationen erfolgt auf magnetisierbarem Material.

• Dieses kann auf Bänder, Karten, Papier oder Platten aufgebracht werden.
• Magnetische Medien werden (außer Kernspeicher) mittels eines Lese-Schreib-Kopfes gelesen und beschrieben.
• Es wird unterschieden zwischen rotierenden Platten(stapeln), die mittels eines beweglichen Kopfes gelesen bzw. beschrieben werden und nicht rotierenden Medien, die üblicherweise an einem feststehenden Kopf zum Lesen und Beschreiben vorbeigeführt werden.

Zu den Magnetischen Speicherelementen gehören die vorher erwähnten Magnetbänder, Disketten und HDD-Festplatten.

Optische Speicherung

Hierbei wird zum Lesen und Schreiben der Daten wird ein Laserstrahl verwendet. Dabei nutzt sie die Reflexions- und Beugungseigenschaften des Speichermediums aus. Bekannte Beispiele dafür sind CDs, DVDs und Blu-Ray-Disks.

Magneto-Optische Speicherung

dabei wird die Tatsache, dass einige Materialien oberhalb einer bestimmten Temperatur magnetisch beschreibbar sind, genutzt.

• Zum Schreiben wird das Medium punktuell erhitzt, an dieser Stelle kann das Speichermedium dann von einem Magneten beschrieben werden.
• Beispiele hierfür sind Magneto Optical Disks und Mini-Disks welche sich nicht groß außerhalb Japans verbreiteten und mittlerweile durch modernere Speicher auch dort ersetzt wurden.

Sonstige Speicherungsmethoden

• Laufzeitspeicher
• biologische Speicher
• Molekularspeicher
• atomare Speicher