PAMĚŤOVÁ ZAŘÍZENÍ: EVOLUCE, TYPY, PŘÍKLADY - TECHNOLOGIE - 2025

Mezi zařízení pro ukládání dat nebo digitální paměťová média se odkazuje na nějaký hardware, který je schopen pojmout počítačových dat, a to buď dočasně nebo trvale tvar. Používají se k ukládání, přepravě a extrahování datových souborů.

Umožňují uživateli ukládat velké množství dat v relativně malém fyzickém prostoru, což usnadňuje sdílení těchto informací s ostatními. Tato zařízení jsou schopna dočasně nebo trvale uchovávat data.

Zdroj: pixabay.com

Existuje mnoho způsobů, jak používat médium pro ukládání dat. Například počítače obecně závisí na fungování úložiště informací.

Úložná zařízení lze také použít k zálohování příslušných informací. Ukládání digitálních dat může vést k problémům se spolehlivostí a trvanlivostí. Proto je rozumné jako prevence pořizovat nezávislé kopie informací.

Některá paměťová zařízení jsou také přenosná, což znamená, že je lze použít k přenosu dat z jednoho počítače do druhého.

Význam v počítačích

Jsou jedním z hlavních prvků veškerého počítačového vybavení. Ukládají prakticky všechny aplikace a data v počítači, s výjimkou firmwaru. Podle typu použitého zařízení jsou k dispozici v různých formách.

Společný počítač má například několik úložných zařízení, například pevný disk, vyrovnávací paměť a RAM. Můžete mít také externě připojené jednotky USB a jednotky optických disků.

Přestože počítač může pracovat bez úložných zařízení, můžete zobrazit informace pouze v případě, že je připojen k jinému počítači, který má kapacitu úložiště. I činnost, jako je surfování na internetu, vyžaduje, aby byly informace uloženy v počítači.

Počítač nebude schopen zapamatovat ani uložit žádné informace nebo nastavení bez paměťového zařízení, a proto by byl považován za němého terminálu.

Jak počítače postupují, ukládací zařízení také, spolu se zvýšenými nároky na prostor, rychlost a přenositelnost.

Evoluce z prvních úložných zařízení

- Perforované karty

To byla první snaha ukládat data do počítače. Byly použity k předávání informací do počítače před vývojem počítačů.

Hollerith vyvinul systém zpracování údajů o děrné kartě pro sčítání lidu Spojených států 1890.

Do roku 1950 se již stali nedílnou součástí počítačového průmyslu. Byly používány až do 80. let.

- Magnetické úložiště

Magnetické pásky

První pásková jednotka představená Remingtonem Randem v roce 1951 byla schopna uložit pouze 224 kB dat. V roce 1965 společnost Mohawk Data Sciences nabídla kodér magnetické pásky.

Pozdnější páskové jednotky byly schopné ukládat velké množství dat. Například pásková jednotka IBM TS1155 vydaná v roce 2017 je schopna uložit 15 TB.

Pevné disky

IBM tlačil úložiště magnetického disku. Vynalezli disketu i pevný disk.

V roce 1956 vydal první pevný disk, který má být použit v systému RAMAC 305, s úložnou kapacitou 5 MB a náklady 50 000 $.

První pevný disk s úložnou kapacitou 1 gigabajt byl vyvinut společností IBM v roce 1980. Vážil 250 kilogramů a stál 40 000 dolarů. Seagate byla první společností, která v roce 1992 uvedla pevný disk s 7200 RPM.

8 ″ diskety

Byly vyvinuty společností IBM jako alternativa k pevným diskům, které byly mimořádně drahé. První byl představen v roce 1971.

Tato disketa byla vytvořena pro počítač System / 370. Měl magnetický povlak s kapacitou 1 MB.

5,25 ″ diskety

V roce 1976 vyvinula Shugart menší verzi 8 ”diskety, protože byla příliš velká pro osobní počítač.

Nová 5,25 ”disketa byla levnější na výrobu a mohla ukládat 160 kB dat. Během 80. let se staly velmi populární a na začátku 90. let byly ukončeny.

3,5 ″ diskety

Vytvořeno IBM v roce 1984, staly se více populární než 5.25 “. Byly představeny s kapacitou 720 Kb, poté šly na 1,4 MB.

Od začátku 21. století nebyly počítače s disketami vyrobeny. Byly vyměněny za jednotky CD-R.

- paměti s náhodným přístupem (RAM)

Prázdné zkumavky

V roce 1948 profesor Williams vyvinul první paměť RAM pro ukládání programovacích instrukcí, čímž se zvýšila rychlost počítače.

Používal sadu katodových paprsků, které fungovaly jako vypínače a ukládaly 1024 bitů informací.

Magnetické jádrové vzpomínky

Tento typ paměti byl vyvinut v roce 1950. Systém používal mřížku kabelů, které přenášely proud, s magnety ve tvaru závitu, který cirkuloval tam, kde kabely procházely.

V roce 1953, MIT vyvinul první počítač používat tuto technologii. Protože tyto vzpomínky jsou rychlejší a efektivnější než punčové karty, rychle se staly populárními. Jejich vytváření však bylo velmi obtížné a časově náročné.

Tato paměť dominovala až do sedmdesátých let, kdy integrované obvody umožňovaly, aby se polovodičová paměť stala konkurenceschopnou.

Polovodičové paměti

V roce 1966 začal Intel prodávat polovodičový čip s 2 000 bitů paměti. Tento čip uložil data do paměťových buněk.

Tyto buňky jsou tvořeny miniaturizovanými tranzistory, které fungují jako vypínače.

- Optické disky

V 60. letech 20. století se pracovala na myšlence využití světla jako mechanismu pro záznam a reprodukci hudby. Společnost Sony tento projekt ukončila v roce 1980. To vedlo k CD, DVD a Blu-ray.

- Flash disky

Na trh se objevily na konci roku 2000. Nemají žádné pohyblivé části, ale místo toho kombinují čipy a tranzistory pro maximální funkčnost. Jako přenosné úložiště vyměnili diskety.

Typy

- Primární úložné zařízení

Používá se k dočasnému uchování / uložení dat, když je počítač spuštěn. Je známá také jako hlavní paměť nebo vnitřní paměť.

Je interní v systému a je nejrychlejším z paměťových zařízení. Obvykle uchovávají instanci všech aktuálně zpracovávaných dat a aplikací.

Počítač získává a udržuje data a soubory na primárním úložném zařízení, dokud není proces dokončen nebo data již nejsou potřebná.

Příklady těchto zařízení jsou paměť s náhodným přístupem, paměť grafické karty a také vyrovnávací paměť.

Přestože má mnohem kratší dobu přístupu a vyšší výkon, je dražší než sekundární úložiště.

Klíčový rozdíl mezi primárním a sekundárním úložištěm spočívá v tom, že k němu lze přistupovat přímo pomocí procesoru plus úložiště je nestálé a nevyjímatelné.

- Sekundární paměťové zařízení

Odkazuje na všechna energeticky nezávislá paměťová zařízení, která jsou interní nebo externí k počítači. Umožňuje trvalé ukládání dat, dokud nebudou odstraněna nebo přepsána.

Alternativně se označuje jako externí nebo sekundární paměť a pomocné úložiště. Obecně umožňuje ukládání dat od několika megabajtů do petabajtů.

Tato zařízení ukládají prakticky všechny programy a aplikace uložené v počítači, včetně operačního systému, ovladačů zařízení, aplikací a také uživatelských dat.

Optická paměťová zařízení

Je to jakékoli médium, které se čte pomocí laseru. Nejběžnějšími typy optických médií jsou Blu-ray, CD a DVD.

Počítače mohou číst a zapisovat disky CD a DVD pomocí zapisovací jednotky CD nebo DVD. Disk Blu-ray se čte pomocí jednotky Blu-ray.

Na discích CD lze uložit až 700 MB dat a na DVD lze uložit až 8,4 GB dat. Disky Blu-ray mohou uložit až 50 GB dat.

Magnetická paměťová zařízení

V současné době je to jeden z nejčastějších typů úložišť používaných v počítačích. Tuto třídu zařízení najdete hlavně na pevných discích.

Elektromagnetická zapisovací hlava předpíná malé části pevného disku nahoru nebo dolů (zapnuto / vypnuto), aby reprezentovalo binární číslice 1 nebo 0.

Jakmile je informace zapsána na pevný disk, je přečtena čtecí hlavou, která detekuje polarizaci každé části disku, aby porozuměla zapsaným datům.

Flash paměťová zařízení

Připojují se k počítačům pomocí konektoru USB, což z nich činí malé zařízení, snadno vyjímatelné a také velmi přenosné.

Mohou být přepsány neomezeně mnohokrát a nejsou ovlivněny elektromagnetickým rušením.

Nahrazují většinu optických a magnetických médií, protože se stávají levnějšími a představují nejspolehlivější a nejefektivnější řešení.

Zařízení pro ukládání papíru

Dlouho byly používány k ukládání informací pro automatické zpracování, zejména předtím, než existovaly osobní počítače.

Informace byly zaznamenány děrováním do papíru nebo lepenky a mechanicky se čtly, aby se určilo, zda určité místo uprostřed mělo díru.

Příklady úložných zařízení

- Primární úložiště

Paměť s náhodným přístupem

Zdroj: pixabay.com

Zařízení používané v počítačích, obvykle se nachází na základní desce. Je nestálý, všechny informace uložené v paměti RAM se při vypnutí počítače ztratí.

Paměť pouze pro čtení (ROM)

Energeticky nezávislý čip, jehož obsah nelze změnit. Používá se k ukládání spouštěcích rutin do počítače, například do systému BIOS.

Mezipaměti

Malá nestálá paměť, která umožňuje počítačovému procesoru vysokorychlostní přístup k datům, ukládání často používaných programů a dat. Je integrován přímo do procesoru nebo do RAM.

VRAM

VRAM (Video RAM), známá také jako paměť s dvěma porty, se běžně používá jako videopaměť, čímž se zvyšuje celková rychlost grafické karty.

- Magnetické úložiště

Magnetická páska

Zdroj: Hannes Grobe 23:27, 16. prosince 2006 (UTC) CC BY-SA 2.5

(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Tenká, magneticky potažená plastová páska, která se ovine kolem kola a ukládá data.

Je to levnější než jiná úložná zařízení, ale mnohem pomalejší, protože přístup je sekvenční.

HDD

Zdroj: pixabay.com

Trvale ukládejte data do počítače. Skládá se z jednoho nebo více talířů, kde jsou data zapsána pomocí magnetické hlavy, a to vše uvnitř uzavřeného pouzdra.

Disketa

Zdroj: pixabay.com

Snadno se instaluje, přesto se snadno poškodí, přenosné zařízení schopné ukládat a číst data pomocí hlavy. Dodává se v různých průměrech: 3,5 ", 5,25" a 8 ". Na rozdíl od pevného disku se hlava dotýká jednotky a nakonec ji nosí.

SuperDisk

Disková jednotka představená společností 3M v roce 1997. Mohla by ukládat 120 MB na disk stejné velikosti jako tradiční disketa 1,44 MB. Následně byla schopna uložit 240 MB.

Magnetická karta

Zdroj: pixabay.com

Obdélníková karta s vnějším předmětem nebo magnetickým pruhem, která obsahuje data. Může obsahovat informace, jako je dostupný kredit na kreditní kartě nebo přístupový kód pro vstup do místnosti.

Zip disketa

Zařízení vyvinuté společností Iomega, které funguje jako standardní disketa 1,44 MB. Díky němu je jedinečná schopnost ukládat až 100 MB dat.

- Optické úložiště

CD ROM

Disk obsahující audio data nebo software, jehož paměť je pouze pro čtení. Ke čtení se používá optická jednotka CD-ROM. Tyto jednotky mohou přehrávat zvuková CD a také číst datová CD.

CD-R

Zapisovatelný kompaktní disk. Informace lze zapsat na disk jednou a poté je přečíst mnohokrát. Napsaná data nelze vymazat.

DVD + RW

Zdroj: pixabay.com

Zapisovatelná jednotka DVD schopná vytvářet disky DVD. Existuje mnoho standardů pro vytváření disků DVD. Kapacita oboustranných jednotek je 4,7 GB nebo 9,4 GB.

DVD-Ram

Od tradičního DVD se liší tím, že data jsou uložena na soustředných stopách, jako je pevný disk, který umožňuje současné operace čtení a zápisu.

Modrý paprsek

Formát optických disků vyvinutý třinácti elektronickými a počítačovými společnostmi. Může uložit až 25 GB a 50 GB na dvouvrstvý disk. Disk má stejnou velikost jako standardní CD.

- Flash paměť

USB flash disk

Zdroj: pixabay.com

Přenosné zařízení o velikosti lidského palce. Připojuje se k počítači přes port USB.

Nemá žádné pohyblivé části, ale spíše integrovaný obvodový paměťový čip používaný k ukládání dat. Liší se velikostí od 2 GB do 1 TB.

Paměťová karta

Zdroj: pixabay.com

Používá se k ukládání fotografií, videí nebo jiných dat na elektronická zařízení, jako jsou digitální fotoaparáty, digitální videokamery, MP3 přehrávače, PDA, mobilní telefony, herní konzole a tiskárny.

Polovodičové zařízení (SSD)

Používá sady integrovaných obvodů jako paměť k trvalému ukládání dat pomocí flash paměti. Má rychlejší přístupové časy a nižší latenci než pevný disk.

- Cloudové úložiště

Zdroj: pixabay.com

„Cloud“ popisuje služby poskytované sadou vzdálených serverů v síti.

Poskytuje úložnou kapacitu, ke které lze přistupovat z jakéhokoli zařízení připojeného k internetu pomocí webového prohlížeče.

- Papírová zařízení

Perforovaná karta

Zdroj: Mutatis mutandis CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

Běžná metoda ukládání dat používaných v raných počítačích. V podstatě se jednalo o lepenkovou kartu s děrovanými otvory vytvořenými ručně nebo strojem.

Perforovaná páska

Je to dlouhý proužek papíru, ve kterém jsou děrovány otvory pro ukládání dat. To bylo používáno pro hodně z 20. století pro teleprinter komunikaci.

Reference

1. Počítačová naděje (2019). Paměťové zařízení. Převzato z: computerhope.com.
2. Techopedia (2019). Úložné zařízení. Převzato z: stroppedia.com.
3. Paul Goodman (2019). Základy počítače: 10 příkladů paměťových zařízení pro digitální data. Turbo Future. Převzato z: turbofuture.com.
4. Informatika (2019). Úložná zařízení. Převzato z: computerscience.gcse.guru.
5. Wikipedia, encyklopedie zdarma (2019). Ukládání počítačových dat. Převzato z: en.wikipedia.org.
6. Učit informatiku (2019). Úložná zařízení. Převzato z: teachcomputerscience.com.
7. Keith D. Foote (2017). Stručná historie ukládání dat. Dataversity. Převzato z: dataversity.net.