Mémoire d’ordinateur
Au cours de la seconde moitié du XXe siècle, les deux principales méthodes utilisées pour le stockage à long terme de l’information numérique étaient l’enregistrement magnétique et l’enregistrement optique. Ces méthodes ont été choisies principalement en fonction du coût. Par rapport à la mémoire vive (RAM) centrale ou transistorisée, les coûts de stockage des supports magnétiques et optiques étaient de plusieurs ordres de grandeur moins chers par bit d’information et n’étaient pas volatils ; C’est-à-dire que l’information n’a pas disparu lorsque l’alimentation électrique a été coupée.
Cependant, l’accès aux informations stockées sur les enregistreurs magnétiques et optiques était beaucoup plus lent par rapport à la mémoire RAM. En conséquence, les concepteurs d’ordinateurs ont utilisé un mélange des deux types de mémoire pour accomplir des tâches de calcul. Les concepteurs de systèmes de stockage magnétique et optique ont entre-temps cherché à augmenter la vitesse d’accès à l’information stockée afin d’augmenter la performance globale des systèmes informatiques, puisque la plupart des informations numériques sont stockées magnétiquement ou optiquement pour des raisons de coût.
Premiers systèmes de stockage
Les premiers systèmes de stockage magnétique de grandes quantités d’informations numériques ont été développés au début des années 1950. Ils ont été conçus pour remplacer les systèmes d’enregistrement par carte perforée alors couramment utilisés dans les grandes entreprises et les organisations gouvernementales. Ces premiers systèmes magnétiques étaient basés sur la technologie des magnétophones à bobines développée dans les années 1930 et 1940 pour l’enregistrement sonore.
Adaptation de ces systèmes à l’utilisation informatique
Lors de l’adaptation de ces systèmes à l’utilisation informatique, les commandes de mouvement des bandes ont été rendues entièrement électroniques afin qu’elles puissent être contrôlées par l’unité centrale de traitement (CPU) de l’ordinateur. La seule autre innovation importante a été l’ajout d’un système dans lequel une boucle de bande a été maintenue à l’aide du vide pour amortir les démarrages, les arrêts et les changements rapides de direction de la bande, réduisant ainsi considérablement le risque de rupture de la bande.
C’est ce système de vide qui explique l’apparence commune des systèmes de lecteurs de bandes d’ordinateurs centraux : les bobines de bande montées dans la partie supérieure d’une armoire haute et le mécanisme de vide dissimulé derrière le panneau inférieur.
Bien qu’il s’agisse d’une forme de stockage peu coûteuse, les lecteurs de bandes étaient très lents en raison de l’arrangement unidimensionnel des informations. Ainsi, dans les années 1960, ils ont été remplacés par des lecteurs de disque pour la plupart des applications informatiques.
Cependant, en raison de leur très faible coût par bit pour le stockage, les lecteurs de bandes ont continué à être utilisés pour le stockage de sauvegarde, car les informations étaient régulièrement copiées sur les disques durs et d’autres méthodes de stockage. La forme de ces systèmes de lecteurs de bandes de sauvegarde a changé au fil du temps, reflétant les changements dans le son, et plus tard les systèmes de bandes vidéo.
En particulier, les systèmes de lecteur de bande sont passés des systèmes à bobine ouverte aux systèmes à cassette dans les années 1980. À la fin du XXe siècle, les systèmes de bandes ont continué à être utilisés pour les copies de sauvegarde.
Le lecteur de disque, le périphérique de stockage de masse informatique le plus couramment utilisé au XXe siècle, a été inventé chez International Business Machines (IBM) au début des années 1950 par une équipe dirigée par Reynold B. Johnson et Louis Stevens, et commercialisé pour la première fois en 1957. Issu des systèmes de mémoire à tambour précédents, le lecteur de disque se compose d’un ou plusieurs disques plats qui tournent à grande vitesse.
Les informations sont enregistrées magnétiquement et lues à partir de la surface du disque à l’aide d’une bobine électromagnétique, la tête de lecture/écriture. Les informations sont enregistrées dans une série de pistes concentriques, et la tête est déplacée entre les pistes par un actionneur. Ainsi, contrairement au stockage unidimensionnel sur un lecteur de bande, la forme bidimensionnelle du lecteur de disque permet un accès beaucoup plus rapide à un bit d’information particulier, bien qu’à un coût et une complexité accrus.
Fonctionnement mécanique de base des disques durs
Le fonctionnement mécanique de base des disques durs n’a pas changé depuis leur développement initial. Cependant, la capacité de traitement des données et la vitesse d’accès à celles-ci ont augmenté de plusieurs ordres de grandeur. Cela a résulté d’un grand nombre d’améliorations progressives plutôt que d’une seule percée. Trois grands domaines d’amélioration expliquent la majeure partie de l’augmentation de la vitesse. Tout d’abord, le développement d’alliages magnétiques améliorés a permis d’obtenir de plus grandes densités d’enregistrement sans perte de précision.
Deuxièmement, des méthodes de fabrication améliorées ont permis d’obtenir des surfaces de disque plus lisses. En conséquence, la tête d’enregistrement pouvait fonctionner plus près de la surface du disque, ce qui rendait les pistes plus étroites et augmentait ainsi la densité.
Enfin, de meilleures têtes d’enregistrement et des mécanismes d’actionnement plus précis pour les guider ont également permis d’obtenir des pistes d’enregistrement plus étroites et une plus grande densité. En conséquence, le diamètre moyen des disques durs est passé de 12 pouces (300 millimètres) dans les années 1960 à moins de 3 pouces (76 millimètres) à la fin du XXe siècle. La taille plus petite et la plus grande densité des disques signifient que l’accès aux données devient plus rapide, car les têtes n’ont pas à se déplacer aussi loin pour lire les informations.
