計算機儲存器發展史，已經成為歷史的儲存器

穿孔卡片是記憶體嗎

計算機儲存器發展史（二）

已經成為歷史的儲存器

1、開關/繼電器儲存

一組開關可以記錄一組資料，可以作為儲存器使用，通常用作手撥操作。1970-1980年代的國產DJS130計算機的初始載入程式（機器彙編）手撥13條，就是用這種方法輸入計算機的。透過載入程式再將記錄在紙帶上的彙編程式用光電機讀入計算機記憶體中去執行。

繼電器儲存器用在計算機發展早期的電子管計算機上，也是借鑑脈衝電話縱橫制電話交換機相關的繼電器電氣接續技術。

2、電容儲存器

電容的充電狀態和洩放狀態可以表示1和0，用來儲存資料，也應用於早期的電子管計算機。電容儲存器的缺點很明顯，資料重新整理速度非常慢，而且電容容易失效。

僅用電容是無法儲存和讀出資料的，需要用電子管與電容組成儲存器電路，完成對電容的充電、重新整理補充電能、讀資料和寫資料等操作。

電容儲存器資料可記錄和重新整理，屬於電子儲存器。

3、數顯管儲存器

數顯管儲存器是未投入市場的一種可視數位儲存器，出現於1946年，由於結構複雜，不能大量生產，造價昂貴，最終沒有投入市場。

可視數顯管儲存

4、穿孔紙帶

對於計算機，穿孔紙帶不是新技術。

穿孔紙帶最早用於自動電報機，即將要傳送的電報報文用紙帶穿孔機（一種帶鍵盤的類似打字機的裝置）記錄在紙帶上。

1835年美國畫家莫爾斯發明了電報摩斯碼和電報機，摩爾斯的電報機分為人工電報機和自動電報機兩種。自動電報機是電報機發報員在紙帶上穿孔記錄摩斯電碼，然後透過電機驅動紙帶的發報機把紙帶上記錄的莫爾斯碼傳送出去，接收方用波紋收報機記錄收到的摩爾斯碼。

穿孔紙帶用於計算機，是將用ASCCII碼編制的程式或資料碼記錄在紙帶上，透過光電讀取裝置將紙帶上的程式或資料匯入計算機記憶體裡去。

穿孔紙帶記錄的是靜態資料，屬於機械記錄。

穿孔紙帶

5、穿孔卡片

穿孔卡片最早於1801年應用於紡織行業，用來記錄花紋的經緯織法，然後在織機上實現織物花紋的自動紡織。

提花織機用的穿孔卡片

IBM的創始人赫爾曼·霍爾瑞斯教授，於1888年發明自動製表機——首個使用穿孔卡片技術的資料處理機器，自動製表機用於1890年以及後續的美國人口普查。

赫爾曼·霍爾瑞斯與他的自動製表機

1928年IBM制定了80列、矩形孔卡片相關標準，而後一直應用至20世紀初。

穿孔卡片

IBM卡片穿孔機

6、汞延遲線儲存器

ENIAC計算機的主要設計者莫齊利和埃克特設計的第一臺通用自動計算機UNIVAC-1使用了水銀延遲線儲存裝置，基本單元是一根直徑10mm、長150cm的管子，內部充滿汞（水銀），利用汞對超聲波的延遲作用儲存資訊。管子的長度是精確設計的，調製的超聲波訊號從管子的一端到另一端的傳播時間為960ms，透過將輸出訊號反饋回輸入端來維持管內的汞狀態（調製訊號）穩定不變，從而資訊。一根管子為一個通道，每個通道可儲存1000個脈衝。

汞延遲線儲存器採用了電-超聲波-機械振動-超聲波-電反饋原理，屬於電-機械記錄方式。

汞延遲線儲存器是作為ENIAC的主儲存器使用的。

汞延遲線儲存器體積大，汞需要工作在40度的溫度上，因此儲存器執行溫度高發熱量大。

汞延遲線儲存器

7、磁芯儲存器

磁芯儲存器是華裔美籍科學家王安於1948年發明的，磁芯儲存器是計算機領域出現的第一種電磁儲存器。也有人說1950年，傑·弗里斯特發明了磁芯儲存器。

磁芯儲存器的主要零件是可以被微小電流磁化或退磁的微小鐵氧體磁環，可以定義磁環的磁化方向表示0或1，也可以定義磁化或退磁表示0或1。

在磁芯儲存器上每個磁環穿過X方向和Y方向兩根垂直交叉的線，還有45度斜線的導線穿過該磁環。透過X方向和Y方向兩根進行位資料定址，45度線到西安讀出位資料資訊。

透過控制X和Y線上的電流強度和方向，對相應磁環進行磁化記錄資料的位資訊（0/1）。

讀資料時，透過判斷X方向和Y方向兩根線交叉點上的磁環狀態是否發生翻轉，翻轉時在45度斜的導線上會產生感應電流從而讀取資料。

磁環狀態翻轉後資料狀態改變了，因此還要重新寫入資料，即重新按照原來磁化方向恢復磁環狀態，否則資料會因為讀操作而丟失。

磁芯儲存器

相比於數顯管儲存器和汞延遲線儲存，磁芯儲存器是一個大進步，單位體積儲存密度提高很多，穩定性提高不少，但寫入和讀出響應速度仍不能滿足日益增長的計算需求。

磁芯儲存器實現了隨機儲存功能，也實現了非易失儲存功能。

從磁芯儲存器發明投入市場使用，一直持續了將近20年時間，隨後才被半導體儲存器取代。

8、磁鼓

1932年奧地利工程師Gustav Tauschek發明了磁鼓儲存器。

磁鼓儲存器原型

1950年，磁鼓作為內部儲存器應用於IBM 650。在後續的IBM 360/91和DEC PDP-11中，磁鼓也用作交換區儲存和頁面儲存。磁鼓的代表性產品是IBM 2301固定頭磁鼓儲存器。

磁鼓儲存器

IBM 650計算機上使用的磁鼓長度為16英寸，有40個磁軌，每分鐘旋轉12500轉，儲存10Kb資料。

磁鼓鋁鼓筒

磁鼓是利用鋁鼓筒表面塗覆的磁性材料來儲存資料的，鼓筒高速旋轉，存取速度快，採用磁飽和記錄方式。讀寫磁頭從初始的固定式發展到後來的浮動式，磁性材料從磁膠發展到電鍍連續磁介質，這些都為後來的磁碟儲存器打下了基礎。由於磁鼓一個大圓柱體只有表面一層用於儲存，單位面積和體積儲存容量太小。