Az információ tárolásának története
(... a kőbevéséstől a nanotechnológiáig ...)

Amennyiben tágabb értelemben tekintünk a témakörre, akkor talán az ősember barlangrajzait tekinthetjük a legrégebbi információtárolásnak. (Ráadásul ez elegendően tartósnak is bizonyult, hiszen több tízezer éves távlatban is megmaradt. Az információtartalom egyértelműsége ugyan kicsit kérdéses.)

Ebben a részben megpróbálom közérthetően összefoglalni az információtárolásának történetét, elsősorban a szöveges információra koncentrálva.

Történet

A beszéd kialakulása nagyot lendített az ember fejlődésén. A meglévő tudásanyag, információ tárolása azonban csak az írásjelek kialakulásával oldódott meg. Ezzel lehetővé vált, hogy az egyszer már megszerzett ismereteket könnyen át lehessen adni.
Először valamiféle szimbólumokat alkalmaztak és csak jóval később alakult ki az "univerzálisabb karakterek" alkalmazása, ami a beszéd szavainak rögzítését tette lehetővé.
Ezeket először kőbe vésték, agyagba karcolták (és kiégették).
Később papírra (vagy valami hasonlóra) írták, nyomtatták.
Aztán megjelentek a különböző adattároló eszközök, amelyek valamilyen fizikai, kémiai állapot változása révén tették lehetővé az egyre nagyobb mennyiségű információrögzítését mások (az utókor) számára.

Információhordozók
(Mikrofilm, Mágnesszalagos háttértároló)

Információhordozó alatt nem a hírnököt értjük, hanem azt a valamit, amin az információt megtestesítő jelek tárolhatók.
Az a jó,
- ha könnyen és gyorsan lehet rá tárolni
- ha könnyen el lehet olvasni a rögzített információt
- ha gyorsan el lehet olvasni
- ha sokszor el lehet olvasni
- ha hosszú időn keresztül megtartja a rögzített információt
- ha minél több információ fér el minél kisebb helyen (nagy jelsűrűség)

Ezen szempontok figyelembevételével nézzük meg az alkalmazott információhordozókat a fejlődés sorrendjében.

Nézzük a már említett kődarab (amibe valamilyen módon belevésik a jeleket) előnyeit és hátrányait.

A kőbe vésett (k. 5000 éves) egyiptomi hieroglifák

Előnyök:
- nagyon tartós, hiszen hosszú évezredek után is találunk ilyeneket, olvasható állapotban
- akárhányszor el lehet olvasni
Hátrányok
- tárolási sebesség elég gyatra
- a jelsűrűség sem közelít a DVD-hez

A legelterjedtebb információhordozó talán a papír. Ezt (vagy valamilyen hasonló tulajdonságú változatát - pl. papiruszt, nyírfakérget, állati bőrt) már több ezer éve használják.

Kb. 3500 éves egyiptomi papirusztekercs töredék

Előnyök:
- viszonylag egyszerűen lehet "tárolni" rá (elég egy grafit darab)
- sokszor el lehet olvasni (ha óvatosan bánnak vele)
- aránylag sokáig tárolható (megfelelő körülmények között)
Hátrányok:
- a jelsűrűség nem az igazi (egy könyvtár sokkal több helyet foglal el, mint egy DVD)

A továbbiakban említett információhordozók, már komoly technikai hátteret, eszközöket igényelnek az íráshoz és az olvasáshoz egyaránt

Mágneses jelhordozók
Lényegesen fiatalabb eszközök, mint a fentebb említettek.
Az első (meglehetősen gyatra) magnókat csak a II. világháborúban kezdték használni hangrögzítésre.
Adattárolásra csak később kezdték használni.
A jelenleg legelterjedtebb mágneslemezes tárolókat (HD, hard drive, merev lemez, winchester, "vinyó") 1956-ban fejlesztették ki.
Ma is szinte egyeduralkodóak a számítógépekben a "közvetlen" adattárolás terén.
Előnyök:
- gyorsan írható
- gyorsan olvasható
- nagy a jelsűrűsége (könyvtárnyi adat tárolható 100 cm³-nyi helyen)
- sokszor el lehet olvasni
Hátrányok:
- biztonsági másolat nélkül nem javasolható
- tárolási időtartamban egész biztosan nem veri meg a követ vagy a papírt

Optikai jelhordozók
(mikrofilm)
Még a mágnesesnél is fiatalabb megoldás. Egyre "sűrűbb" változatai jelennek meg (CD, DVD, Blue-Ray).
Előnyök:
- papírnál sokkal gyorsabban írható (a vinyónál lassúbb)
- gyorsan olvasható (a vinyónál lassúbb)
- nagy a jelsűrűsége (a vinyónál kisebb)
- sokszor el lehet olvasni
Hátrányok:
- viszonylag sérülékeny
- tárolási időtartamban egész biztosan nem veri meg a követ vagy a papírt

Az eddig említett megholdások a legelterjedtebbek.
Voltak, vannak azonban még egyéb információ tároló megoldások is, nézzünk ezek közül is néhány ismertebbet.

Mikrofilm
Gyakorlatilag optikai eljárásnak tekinthető. Régebbi, mint a vinyó vagy a CD.
Előnyök:
- papírnál sokkal kisebb helyen elfér
- sokszor el lehet olvasni
- megfelelő körülmények között tárolva elég tartós
Hátrányok:
- viszonylag sérülékeny
- gyakorlatilag a "papíros" adatok másolata
- a rögzítés meglehetősen nehézkes
- a visszakeresés sem túl gyors

Mágnesszalagos háttértároló
Mágneses eljárás. "Nagyobb szalagos" változata régebbi, mint a vinyó vagy a CD.
Előnyök:
- viszonylag nagy adatsűrűséget produkál
- megfelelő körülmények között tárolva elég tartós
Hátrányok:
- viszonylag sérülékeny
- a rögzítés meglehetősen nehézkes
- a visszakeresés sem túl gyors

Szóval, mindent összevetve, a jelenlegi jelhordozókkal 1000 év múlva nem igen tudnak majd kezdeni valamit az akkori régészek. Ha meg is maradnának ép állapotban biztosan nem lesznek olyan eszközök, amikkel vissza lehet nyerni a rajtuk tárolt információt.

Elvek

Egy dologban az összes fentebb említett információhordozó megegyezik.
Ha valamilyen hordozón adatokat akarunk tárolni, azon valamilyen fizikai vagy kémiai változást kell létrehozni, ami a környezetétől eltér.

Nézzük kicsit konkrétabban a fenti jelhordozók (és mások) esetén.

Kőbevésés, agyagba karcolás
Valamilyen (a kőnél keményebb eszközzel) "sérülést" kell okozni a felületen a kívánt alakzatnak (karakternek) megfelelő módon.
Gyakorlatilag ki kell vésni a követ, meg kell karcolni az anyagot a betűk (írásjelek) formájában. (Lehetne fordítva is - levésni a környezetet és csak a betűnél meghagyni az eredeti magasságot - de az aránytalanul nagy plusz munkát kíván.)
Mivel a "természetben található" eszközökkel megvalósítható, ezért a legrégebben alkalmazott információ tároló eszközök ebbe a kategóriába tartoznak. Mellesleg talán a legtartósabbak is.

Papírra (papiruszra, nyírfakéregre, állatbőrre, stb.) írás
Valamilyen eszközzel pl. grafitdarab, festékbe mártott toll (ecset, fadarab), stb. a hordozótól eltérő színű foltot kell hagyni a kívánt alakzatnak (karakternek) megfelelő módon.
Ezek az eszközök, anyagok már nem találhatók meg változtatás nélküli formában a természetben, de a legkönnyebben előállíthatók közé taroznak, ezért az információ tárolásnak ezt a módját szintén nagyon hamar elkezdték alkalmazni.

A fentebbi megoldások nem igényelnek bonyolultabb eszközöket, az alábbiak annál inkább.

Nyomtatás
A papírra történő információrögzítés "nagy tömegben" alkalmazott módja alapelvében nem tér el a fentitől, hiszen ebben az esetben is a megfelelő helyen "elszínezik" a papírt.
A kézírással szembeni igen nagy előnye viszont, hogy nagy tömegben, gyorsan és sok példányt lehet ugyanabból az információból készíteni.
Ezeknek az eszközöknek az előállításához, már bonyolult ismeretek és eszközök szükségesek, ezért csak a 15. században kezdett elterjedni, de azután "meghódította a világot".

A legújabb információ tárolási megoldások a 20. század második felében jelentek meg.
A jelenleg két legelterjedtebb a mágneses tárolás és az optikai tárolás.

Mágneses tárolók
A fentebb említett vinyó, szalagos háttértároló (és a többi mágneses tároló) működési elve az író fej (baloldali ábra) elrendezi a jelhordozó felületén lévő mágneses részecskéket (jobboldali ábra).
Amikor az olvasófej (baloldali ábra) előtt a jelhordozó elmozdul a mágneses részecskék polaritása alapján értelmezi az adatot nullának vagy egynek.
A nullákból és az egyesekből azután a digitális technika bármit "felépíthet" (szöveget, képet, stb.)

Optikai tárolók
Itt egy "tükör" felületén lévő apró pontok jelentik az a nullákat és az egyeseket, attól függően, hogy visszaverik-e a fényt vagy nem.
Az összes ilyen eszköz (CD, DVD, Blue-Ray, stb.) működési elve megegyezik (lásd az animációt). Csak az alkalmazott lézer fénysugarának hullámhosszában és ezáltal a jelsűrűségben térnek el.

A többi aztán, megfelelő átalakítással, ugyanolyan mint a vinyó esetén.

Mikrofilm
Tulajdonképpen optikai eljárás, csak itt "hagyományos" (általában fekete-fehér) film tekercsre, vagy lemezre fotózva tárolják az egyébként "papíros" adatokat (könyv, újság, stb. oldalakat).
A filmen a zselatinba ágyazott kolloid ezüst (vagy szerves pigment) szemcsék hordozzák az információt.
Az eljárás teljesen megegyezik a fotózás során alkalmazottal.
Speciális eszköz szükséges a rögzítéséhez és az olvasáshoz (a képen) egyaránt.

Jövő

A Nobel-díjas fizikus, Richard Feynman már 1959-ben előállt a végletekig kicsinyített adattároló ötletével.
A "Legalul van egy csomó hely" (There's Plenty of Room at the Bottom) című előadásában ismertetett elképzelés szerint az emberiség minden addig papírra vetett szava beleférne egy száz mikrométeres oldalhosszúságú kockába, feltéve, ha atomokkal lennének leírva.

Ez az elképzelés lesz talán a jövő, mindenféle mozgó alkatrésztől mentes, és minden eddiginél nagyobb jelsűrűséget biztosító tárolója.
A jelenlegi kutatások ott tartanak, hogy egymásra rétegzett arany és szilcium atomokból álló rétegekkel, mintegy 20 atomnyi "egység" biztosít egy bitet (egy 1-est vagy egy 0-át). Ez még csak kísérleti eszköz, de már közel jár az elképzeléshez.
Az írás olvasás ugyan kicsit macerás még, mert egy elektronmikroszkóp szükséges hozzá, de biztosan lesz majd jobb megoldás.

Szóval a kőbe vésett adattárolástól elég messze jutottunk, de megint csak felmerül a kérdés.
Hogyan lehet ezt majd kiolvasni pár ezer év múlva.
(És persze a másik kérdés. Lesz-e majd aki kiolvassa????)

Felhasznált irodalom