データ処理とストレージ：古代からデータセンターまで

私たちの時代はしばしば情報時代と呼ばれています。 しかし、情報はその存在を通じて人類にとって重要でした。 人間は、かつてないほど速く、最も強力で丈夫な動物になりました。 食物連鎖における私たちの立場は、社会性と、複数の世代を通じて情報を伝達する能力という2つのものにあります。









情報が何世紀にもわたって保存され普及されてきた方法は、文字通り生と死の問題であり続けます。部族の生存と伝統的な薬のレシピの保存から種の生存と複雑な気候モデルの処理まで。



インフォグラフィックをご覧ください（クリックしてフルバージョンで表示）。 これはストレージデバイスの進化を反映しており、その規模は本当に印象的です。 しかし、この写真は完璧にはほど遠い-すでに情報社会に住んでいる人類の歴史の数十年をカバーしています。 一方、データは人類の歴史を知った瞬間から蓄積、放送、保存されています。 最初は普通の人間の記憶でしたが、近い将来、ホログラフィック層と量子システムにデータが保存されるのをすでに待っています。 Habréについては、すでに磁気ドライブ、パンチカード、家の大きさのディスクの歴史について繰り返し書いています。 しかし、鉄の技術やデータの概念がなく、情報を蓄積、保存、送信することを学んだ生物学的および社会的なシステムがあった最初の段階に至るまでの旅はありませんでした。 今日は、1つの投稿でストーリー全体をスクロールしてみましょう。





画像ソース：Flickr

執筆の発明の前に

間違いなくライティングと呼ぶことができるものの前に、重要な事実を保存する主な方法は口頭伝承でした。 この形式では、社会慣習、重要な歴史的出来事、個人的な経験、またはナレーターの仕事が伝えられました。 この形式を過大評価することは困難です;それは執筆の出現のずっと後、中世まで繁栄し続けました。 否定できない文化的価値にもかかわらず、口頭形式は不正確さと歪みの標準です。 人々が何世紀にもわたって遊んでいる甘やかされて育った電話ゲームを想像してください。 トカゲはドラゴンに変わり、人々は頭の歌を手にします。そして、国籍全体の生活や習慣に関する信頼できる情報は、神話や伝説と区別することはできません。





ボヤン

くさび形から印刷機まで

ほとんどの歴史家にとって、大文字による文明の誕生は、執筆の到来と密接に関連しています。 人気のある理論によると、近代的な意味での文明は、余剰食料の創造、分業、貿易の出現の結果として現れます。 これはまさにチグリスとユーフラテスの谷で起こったことです。肥沃な畑は商業を生み出し、商業は叙事詩とは異なり、正確さが要求されます。 紀元前2700年、つまり4700年前でした。 シュメールの楔形文字タブレットの大部分は、無限の数の取引トランザクションで満たされています。 もちろん、すべてがそれほど平凡なわけではありません。たとえば、シュメールの楔形文字の解読は、現時点で最も古い文学作品である「ギルガメッシュの叙事詩」を保存しています。





粘土楔形錠



くさび形の執筆は間違いなく素晴らしい発明でした。 粘土板はよく保存されており、楔形はもちろん、石に刻まれています。 しかし、楔形文字の書き込みには、明確なマイナス-速度、および結果の「ドキュメント」の物理的な（メガバイト単位ではない）重みがあります。 あなたが緊急にいくつかの請求書を書いて近隣の都市に届ける必要があると想像してください。 粘土板では、そのような作業は文字通り重くなりすぎる可能性があります。



エジプトからギリシャまでの多くの国で、人類は情報を迅速、便利、確実に収集する方法を探してきました。 ますます多くの人々が、有機的な起源と対照的な「インク」の薄いシートの1つまたは別のバリエーションに来ました。 これにより、速度といわば、重量1キログラムあたりの「容量」の問題が解決されました。 羊皮紙、パピルス、そして最終的には紙のおかげで、人類は最初の情報ネットワークであるメールを受け取りました。



しかし、新しい問題には新しい利点が伴いました。有機起源の材料に書かれているものはすべて、分解、色あせ、そして単純に燃焼する傾向があります。 暗黒時代から印刷機が発明されるまでの時代、本をコピーすることは大きく重要なことでした。文字通りの書き換えは一文字一杯です。 このプロセスの複雑さと複雑さを想像するなら、なぜ読み書きが非常に狭い修道主義と高貴な人々の特権であり続けたのかを理解するのは簡単です。 しかし、15世紀半ばには、最初の情報革命と呼ばれるものが起こりました。

グーテンベルクからランプへ

プレキャストされた単語形式または文字のセットとハンドプレスを使用して、タイピングを簡素化および高速化する試みは、11世紀に中国で行われました。 なぜこれについてほとんど知らず、ヨーロッパを報道の発祥の地と見なすことに慣れているのですか？ 中国での植字の普及は、独自の複雑な文章によって妨げられました。 中国語での本格的な印刷用の手紙の作成は面倒でした。



Gutenbergのおかげで、インスタンスの概念が本に登場しました。 グーテンベルクの聖書は180回印刷されています。 テキストの180コピー、および各コピーは、火災、洪水、怠copyなコピー、空腹のげっ歯類が次世代の読者に干渉しない可能性を高めます。





グーテンベルク印刷機



ただし、文字を手動で押して手動で選択することは、もちろん、速度と労力の点で最適なプロセスではありません。 世紀ごとに、人間社会は情報を保存する方法を見つけるだけでなく、可能な限り幅広い個人に情報を広めることも求めてきました。 技術の発展に伴い、印刷とコピーの両方が進化しました。



輪転印刷機は19世紀の終わりに発明され、現在でもそのバリエーションが使用されています。 印刷されたフォームが固定された連続回転シャフトを備えたこれらのエンジンは、産業的アプローチの真髄であり、人類の情報開発における非常に重要な段階を象徴していました。新聞、リーフレット、安価な本のおかげで情報が大量になりました。



しかし、ミサは特定の情報に常に恩恵をもたらすとは限りません。 主要なメディアである紙とインクは、摩耗、腐敗、損失の影響を受けます。 人間の知識のすべての可能な領域に関する本でいっぱいの図書館はますます膨大になり、広大なスペースを占有し、メンテナンス、カタログ化、および検索のためにより多くのリソースを必要としました。



情報保存の分野での別のパラダイムシフトは、写真プロセスの発明後に発生しました。 数人のエンジニアが、技術文書、記事、さらには本のミニチュアコピーによってソースの寿命を延ばし、保管に必要なスペースを削減できるという素晴らしいアイデアを思いつきました。 このような思考プロセスから生じるマイクロフィルム（ミニチュア写真とそれらを見るための機器）は、1920年代に金融、技術、科学の分野で使用されるようになりました。 マイクロフィルムには多くの利点があります-このプロセスはコピーのしやすさと耐久性を兼ね備えています。 情報保存方法の開発は絶頂に達したようです。





まだ使用中のマイクロフィルム

パンチカードや磁気テープから最新のデータセンターまで

エンジニアリングの精神は、17世紀以来、情報を処理および保存するための普遍的な方法を考案しようとしました。 特にブレーズパスカルは、計算が2進数システムで実行される場合、数学的法則により、普遍的なコンピューターを作成できる形式で問題を解決できることを指摘しました。 そのような機械の彼の夢は美しい理論にとどまりましたが、数世紀後、20世紀の半ばに、パスカルのアイデアは鉄に具現化され、新しい情報革命を生み出しました。 まだ進行中であると考える人もいます。



現在「アナログ」の情報保存方法と呼ばれていることは、音声、テキスト、画像、およびビデオに、固定と再生の独自の技術が使用されたことを意味します。 コンピューターのメモリは普遍的です-書き込み可能なものはすべて0と1を使用して表現され、特殊なアルゴリズムを使用して再現されます。 デジタル情報を保存する最初の方法は、便利でも、コンパクトでも、信頼性でもありませんでした。 これらは、パンチカード、特別に指定された場所に穴があるシンプルな段ボール箱でした。 このような「メモリ」のギガバイトは、最大20トンの重量があります。 そのような状況では、有能なシステム化またはバックアップについて話すことは困難でした。



パンチカード



コンピュータ産業は急速に発展し、人間の活動のあらゆる可能性のある分野に急速に浸透しました。 1950年代、エンジニアはアナログオーディオとビデオの録音からテープデータを「借りました」。 90年代までデータを保存およびバックアップするために、最大80 MBのサイズのカセットを備えたストリーマーが使用されていました。 これは、比較的長い保存期間（最大50年）と小さなメディアサイズの良い方法でしたか？ さらに、データストレージ形式の使用と標準化の利便性により、日常生活でのバックアップの概念が導入されました。





最初のIBMハードドライブの1つ、5 MB



磁気テープとそれに関連するシステムには、データへの一貫したアクセスという大きな欠点があります。 つまり、テープの先頭からレコードが遠いほど、読み取りに時間がかかります。



20世紀の70年代に、最初の「ハードディスク」（HDD）は、今日よく知られている形式で生産されました。磁化可能な材料と読み取り/書き込みヘッドを備えた複数のディスクのセットです。 この技術のバリエーションは現在使用されており、ソリッドステートドライブ（SSD）への人気は徐々に失われています。 この瞬間から、80年代のコンピューターブーム全体で、情報の保存、保護、バックアップの主なパラダイムが形成されました。 大量のメモリと処理能力を持たない家庭用およびオフィス用コンピューターの大規模な普及により、クライアントサーバーモデルが強化されました。 当初、「サーバー」はほとんどがローカルで、各組織、研究所、または会社ごとに独自のものでした。 システム、ルール、情報は主にフロッピーディスクや磁気テープに複製されていませんでした。



しかし、インターネットの出現により、ストレージおよびデータ処理システムの開発が促進されました。 90年代、「ドットコムバブル」の夜明けに、最初のデータセンター、またはデータセンター（データセンター）が現れ始めました。 デジタルリソースの信頼性と可用性の要件が増大し、それに伴い、プロビジョニングの複雑さが増大しました。 企業または研究所の裏にある特別な部屋から、データセンターは、infrastructureなインフラストラクチャを備えた独立した建物に変わりました。 同時に、データセンターでは、コンピューター自体（サーバー）、インターネットプロバイダーとの通信システム、エンジニアリング通信（冷却、消火システム、部屋への物理的アクセス）に関連するすべての種類の解剖学が結晶化しました。



今日に近づくほど、データセンターの「クラウド」のどこかに保存されているデータに依存するようになります。 銀行システム、電子メール、オンライン百科事典、および検索エンジン-これらはすべて新しい生活水準になりました。つまり、私たち自身の記憶の物理的な拡張です。 私たちが仕事をし、リラックスし、癒す方法でさえ、これらのすべては、単純な損失やネットワークからの一時的な切断によっても損傷を受ける可能性があります。 2000年代には、データセンターの信頼性に関する標準が第1レベルから第4レベルまで策定されました。



同時に、予約技術は、宇宙および医療分野から積極的に浸透し始めました。 もちろん、人々は長い間オリジナルを破壊した場合にそれを保護するために情報をコピーして伝播する方法を知っていましたが、それはストレージメディアだけでなく、さまざまなエンジニアリングシステムの重複であり、失敗した可能性のあるポイントを提供する必要性と人的エラーは深刻なデータセンターによって区別されます。 たとえば、ティアIに属するデータセンターでは、データの冗長性が制限されます。 Tier IIの要件では、電源の冗長性と基本的な人的エラーに対する保護の可用性が既に規定されており、Tier IIIはすべてのエンジニアリングシステムのバックアップと不正侵入に対する保護を規定しています。 最後に、データセンターの信頼性の4番目に高いレベルでは、すべてのバックアップシステムの追加の複製と障害点の完全な欠如が必要です。 冗長性比率（各プライマリに正確にいくつの冗長要素が含まれるか）は、通常、文字Mで示されます。時間の経過とともに、冗長性比率の要件は増加しました。



TIER-III信頼性レベルのデータセンターを構築することは、専任の企業のみが処理できるプロジェクトです。 このレベルの信頼性と可用性は、エンジニアリングコミュニケーションと通信システムの両方が重複していることを意味し、データセンターには年間約90分だけダウンタイムを行う権利があります。



Safedataにはこのような経験があります 。2014年1月、ロシアの研究センターKurchatov Instituteと協力して、TIA-942標準のTIER 3レベルの要件も満たす2番目のSAFEDATAデータセンター、モスクワIIを委託しました。以前（2007-2010）、モスクワIデータセンターを構築しました。これは、TIA-942標準のTIER 3レベルの要件を満たし、安全なネットワークインフラストラクチャを備えたデータストレージおよび処理センターのカテゴリに属します。



ITには別のパラダイムシフトがあり、データサイエンスに関連していることがわかります。 大量のデータの処理と保存は、これまで以上に重要になっています。 ある意味で、どんなビジネスも少し科学者になる準備ができている必要があります。顧客に関する膨大な量のデータを収集し、それらを処理して、自分自身の新しい視点を獲得します。 そのようなプロジェクトを実装するには、多数の強力なサーバーマシンをレンタルする必要があり、運用が最も安くなることはありません。 または、おそらく、内部ITシステムが非常に複雑であるため、維持するには会社のリソースが多すぎます。



いずれにせよ、あなたが大きな計算能力を必要としないあらゆる目的のために、「仮想データセンター」サービスがあります。 サービスとしてのインフラストラクチャは新しい方向ではありませんが、仮想リソースセンターへの企業リソースの移動などの特定のIT関連の問題から、データ保護の分野でのロシア連邦の現在の法律に関する協議などの法的問題に至るまで、全体的なアプローチによって有利に区別されます。



情報技術の開発は急いで急いでいる列車に似ており、機会が与えられたときに誰もが車に飛び込む時間がありません。 彼らがまだ紙のドキュメントを使用している場所では、何百ものデジタル化されていないマイクロフィルムが古いアーカイブに保存されていますが、政府機関はまだフロッピーディスクを使用できます。 進行が直線的に均一になることはありません。 その結果、私たちがどれほど重要なものを失ったか、まだ最適化されていないプロセスのために何時間を費やしたかは誰にもわかりません。 しかし、Safedataでは、特にお客様のケースで無駄や取り返しのつかない損失を防ぐ方法を知っています。