W ostatnich felietonach z tej serii opisywałem różne rodzaje pamięci masowych: na taśmach magnetycznych, na dyskach twardych i elastycznych dyskietkach oraz na układach scalonych, m.in. w formie pendrive'a. Wszystkie te wcześniejsze felietony są dostępne w internecie. Dzisiaj domknę ten obszar historii pamięci masowych, omawiając dyski optyczne.

Początkowo tylko muzyka

Philips i Sony, które wprowadziły na rynek nagrania muzyczne na płytach CD, zaadaptowały rozwiązanie wymyślone w 1966 r. i opatentowane w 1970 r. przez amerykańskich wynalazców Davida Paula Gregga i Jamesa T. Russella. Odkryli oni możliwość nagrywania cyfrowych informacji na przezroczystej folii oświetlanej od tyłu lampami halogenowymi wysokiej mocy. Zamiana lampy halogenowej na laser (wynalazek Philipsa) spowodowała, że na płycie udało się zmieścić znaczenie więcej informacji. Oznaczało to początkowo więcej utworów muzycznych w lepszej jakości.

Po raz pierwszy płyty CD zostały zaprezentowane 8 marca 1979 r. podczas konferencji prasowej Philipsa. Standard CD opublikowany został w 1980 r., a premiera pierwszej komercyjnej płyty CD odbyła się 17 sierpnia 1982 r.

Żeby stworzyć rynek dla płyt CD, trzeba było udostępnić odtwarzacze CD, które zostały wprowadzone do sprzedaży w Japonii we wrześniu 1982 r. Wymagały one kosztowniejszych elementów składowych (laser) oraz o wiele większej precyzji mechanicznej niż używane wcześniej odtwarzacze muzyki z kaset magnetofonowych (m.in. walkmany), początkowo więc były dość drogie. Szybkie dopracowanie tej trudnej techniki sprawiło, że dyskofony w Stanach Zjednoczonych i Europie można było kupić już w marcu 1983 r.

Czytaj więcej

Jak nauczyliśmy maszyny liczyć i myśleć za nas? Część 10: pamięć flash i pendrive

Pierwsze nagrania muzyczne na dyskach CD pojawiły się równocześnie z pierwszymi odtwarzaczami. Podobno pierwszym utworem zarejestrowanym na dysku CD (ale jeszcze niesprzedawanym) była „Symfonia alpejska" Richarda Straussa. Nagrany został też album „The Visitors" grupy ABBA. Ale pierwszą sprzedawaną płytą był album Billy'ego Joela „52nd Street" (Japonia, październik 1982 r.).

Filmy na dyskach DVD

Kolejnym krokiem w doskonaleniu dysków optycznych było wynalezienie w 1995 r. dysku DVD o znacznie większej pojemności, przeznaczonego początkowo do rejestracji i dystrybucji filmów. W odróżnieniu od płyt CD, które zostały przyjęte i wykorzystane na rynku bez żadnych komplikacji, płyty DVD (proponowane przez Sony i Philipsa) były początkowo mocno atakowane przez inne firmy, które w tym samym czasie stworzyły własny standard cyfrowych nagrań wideo i wcale nie miały ochoty ustąpić. Ten alternatywny standard nazywał się SD (Super Density) i był lansowany przez firmy Toshiba, Time Warner, Matsushita Electric, Hitachi, Mitsubishi Electric, Pioneer, Thomson i JVC.

Przez pewien czas DVD i SD współistniały na rynku, ale to nie była dobra sytuacja. 14 sierpnia 1995 r. grupa utworzona ad hoc z pięciu firm komputerowych (IBM, Apple, Compaq, Hewlett-Packard i Microsoft) wydała komunikat prasowy stwierdzający, że zaakceptują tylko jeden format. Rozjemcą był Lou Gerstner, prezes IBM. To on przeważył szalę na korzyść DVD. Jednak aby zakończyć spór, firmy Sony i Philips zawarły porozumienie z producentami SD – nowe płyty produkowano i sprzedawano wspólnie. Od 1 listopada 1996 r. ruszyła produkcja filmów na DVD w Japonii, a od 20 grudnia tego roku w USA ruszyła duża produkcja Warner Home Video.

Dyski optyczne dla komputerów

Dyski CD, a potem DVD od razu zwróciły na siebie uwagę informatyków potrzebujących pamięci masowych, bo oto dostępny stał się nowy nośnik z definicji nadający się do zapisu i odczytu informacji cyfrowej, który był pojemny, zajmował mało miejsca i był bardzo tani.

Fonograficzne płyty CD jako elementy pamięci masowej nie mogły być użyte, bo zapis na nich miał charakter fabrycznie odciśniętej matrycy i nie mógł być zmieniany. Z tego powodu te płyty (używane do dziś do nagrań muzycznych) określane były jako CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory). W informatyce służyły one głównie do dystrybucji programów wykonywanych i sprzedawanych przez różne firmy. Również niektóre zbiory danych, przeznaczone dla wielu użytkowników, bywały sprzedawane na CD-ROM-ach – np. encyklopedie, atlasy, słowniki itp. Rekordzistką była Biblia, którą na CD w ciągu jednego roku sprzedano w ponad 3 mln egzemplarzy. Na CD-ROM-ach umieszczano też często materiały z konferencji naukowych, materiały informacyjne różnych firm, katalogi, cenniki itp. Obecnie te zastosowania praktycznie zanikają, ponieważ wszystkie wymienione funkcje pełnią serwisy internetowe. Ale za to pojawiły się możliwości zapisywania informacji na dyskach CD, dzięki czemu urządzenia te mogą być rozważane jako pamięci masowe.

Czytaj więcej

Jak nauczyliśmy maszyny liczyć i myśleć za nas? Część 9: Dyski twarde i elastyczne

Rozróżnia się płyty CD-R (Compact Disc – Recordable), opisane po raz pierwszy przez firmy Philips i Sony w 1988 r., na których informacje zapisuje się raz, ale potem można je odczytywać wiele razy (WORM – Write Once Read Many). Pojemność takiej płyty standardowo wynosi 700 MB. Są one chętnie stosowane do gromadzenia określonych zasobów informacyjnych (np. kolekcji zdjęć) ze względu na niski koszt nośnika i łatwość przechowywania. Szybkość zapisywania informacji na dyskach CD-R zależy od właściwości płyty i określa ją producent, a tzw. pojedyncza szybkość zapisu wynosi 150 kB/s. Praktycznie obecnie się jej nie stosuje, bo przy tej szybkości zapisu czas potrzebny do zapisania całej płyty wynosi 80 minut i jest nieakceptowalny dla większości użytkowników. Stosuje się szybkości będące wielokrotnością szybkości pojedynczej, przy czym najczęściej obecnie używa się dysków CD-R z szybkością zapisu określoną mnożnikiem 52 lub 56. Przy tej szybkości strumień danych dociera do dysku z szybkością 7,8 MB/s, a zapis całej płyty trwa 1,5 minuty.

Płyty CD-R pozwalają zapisać dane tylko raz, natomiast płyty CD-RW (Compact Disc – ReWritable) mogą być zapisywane i czyszczone (w celu powtórnego zapisu innych danych) nawet tysiąc razy. Płyty CD-RW wprowadziły także wspólnie Philips i Sony w 1997 r. Ich technologia wytwarzania jest trudniejsza niż w przypadku płyt CD oraz CD-R, ale została dobrze opanowana i płyt CD-RW obecnie powszechnie się używa. Szybkości zapisu na płytach CD-RW są mniejsze niż w przypadku dysków CD-R. Pierwsze dyski CD-RW były zapisywane z pojedynczą szybkością zapisu (150 kB/s), potem wprowadzono nośniki CD-RW High Speed, które mogą być zapisywane z prędkościami od 4× do 12×, natomiast najnowsze CD-RW Ultra Speed bywają zapisywane z prędkością 32 razy większą od prędkości pojedynczej. Ale daleko im do mnożnika 52–56 osiąganego przez CD-R!

Cóż wart komputer bez klawiatury?

Do tej pory opowiadałem o pionierskich konstrukcjach, doniosłych wynalazkach, przełomowych odkryciach itp., dotyczących głównie podstawowych elementów komputera: procesora i pamięci. Ale rozwój informatyki dotyczył też drobiazgów, pozornie mało znaczących, a jednak mających duży wpływ na to, jak informatyka przenikała do codziennego życia ludzi, którzy początkowo komputerów używali raczej rzadko, a którzy przekonali się do tej techniki m.in. za sprawą takich drobnych ulepszeń.

Na początku istnienia komputerów komunikacja człowieka z maszyną odbywała się na zasadzie korzystania z różnych przycisków i przełączników umieszczonych na obudowie komputera, natomiast większość ważnych informacji (komendy dla systemu operacyjnego, programy do wykonania i dane potrzebne do obliczeń) wprowadzano do komputera za pomocą kart perforowanych lub dziurkowanych taśm papierowych. Przy wsadowym trybie pracy komputerów klasy mainframe było to nawet wygodne.

Potem jednak zaczęła się upowszechniać praca w trybie konwersacyjnym. Użytkownik chciał na bieżąco wprowadzać swoje informacje do komputera i na bieżąco otrzymywać odpowiedzi maszyny. Spowodowało to, że powstały i zaczęły być stosowane klawiatury różniące się formą oraz szczegółami budowy i działania. Warto może tu wspomnieć, że obecny układ typowej klawiatury komputerowej, nazywany QWERTY, jest kopią układu klawiszy wynalezionego w 1878 r. przez Christophera Lathama Sholesa dla mechanicznych maszyn do pisania. Co ciekawe, układ ten był pomyślany tak, żeby uniemożliwić bardzo szybkie pisanie, bo przy krótkich odstępach czasu pomiędzy uderzeniami w kolejne klawisze czcionki mechanicznej maszyny do pisania mogły się zderzać, powodując jej zacięcie. Klawisze odpowiadające często następującym po sobie literom umieszczono więc możliwie daleko od siebie, bo wtedy przeniesienie ręki z jednego klawisza na drugi dawało pauzę potrzebną do tego, żeby wcześniej uderzona czcionka mogła wrócić na miejsce, zanim w kierunku papieru wyrzucona zostanie czcionka następnego znaku.

W przypadku klawiatur elektronicznych, stosowanych w informatyce, nie ma oczywiście nic złego w szybkim pisaniu, dlatego przez pewien czas lansowano klawiaturę Dvoraka (układ opatentowany w 1936 r. przez Augusta Dvoraka i Williama Dealeya) zapewniającą maksymalnie szybkie pisanie. Jednak ta innowacja nie przyjęła się i do dziś stosowany jest układ QWERTY. Nawiasem mówiąc, ten układ opracowany został dla języka angielskiego, natomiast w niektórych innych językach statystyka występowania różnych znaków jest odmienna, dlatego Niemcy stosują układ QWERTZ, a Francuzi AZERTY.

Gdy korzystano z dalekopisów lub alfanumerycznych monitorów ekranowych, klawiatura była naturalnym (i jedynym) środkiem komunikacji z komputerem, jednak wraz z rozwojem graficznego interfejsu użytkownika wynikła potrzeba wyposażenia użytkownika komputera w efektywne narzędzie wskazywania różnych obiektów wyświetlanych na graficznym ekranie. Przez pewien czas do tego celu używano tzw. dżojstika (drążka sterującego), potem jednak wprowadzono myszkę – i tak jest do dziś. Ale o tym napiszę już w następnym odcinku.

Autor jest profesorem AGH w Krakowie