Výstavní místnost Memory
Obrázky:
„Pyramida se znázorněním úložišť počítače“
© ZCOM-Stiftung
Paměti počítače
ROM (Read Only Memory – paměť pouze ke čtení)
Tato paměť je určena pouze ke čtení a uložená data nelze nijak měnit. I po vypnutí počítače zůstanou všechna data zachována.
BIOS-ROM (BIOS – Basic Input Output System – základ pro vstupní/výstupní systém)
Obsahuje řídící program (firmware) pro spuštění počítače. Ten vyhledává chyby, poté se načte bootloader (startovací program) a pak operační systém.
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory – vymazatelná programovací paměť pouze pro čtení
Data jsou vymazána pomocí ultrafialového záření. Poté je možný zápis nových dat.
Exponáty:
EPROM – zapisovací a čtecí zařízení Robotron K0410, 1980
Cena: 3115,50 marek
Tento přístroj byl využíván na počítači PBT4000 k programování EPROM. Integrovaná mazací komora umožnila smazání obsahů na EPROM. Kapacita úložiště používaných na EPROM U555C (vlevo) činila 1 kB.
Facts & Figures:
„Přístroj na mazání paměti“ z filmu Muži v černém připomíná svou funkčností přístroj na mazání informací na EPROM.
Pevný disk IBM 3350, 1975
Zapůjčitel: Klingert-Stiftung
V roce 1975 představila společnost IBM magnetickou diskovou paměť IBM 3350.
Pevný disk se vyznačoval vyšší spolehlivostí a hustotou záznamu. Kapacita úložiště činila 635 MB
Cena při uvedení na trh: 62 500 $
Pevné disky (Hard Disk Drive – pevný disk)
Pevné disky se skládají z magnetizovatelných na sobě ležících disků. Data na rotujících discích jsou čtena nebo zapisována pohyblivou čtecí a zapisovací hlavou. Pevné disky jsou integrovány interně, popř. jsou externě připojeny k počítači.Pevné disky jsou v počítači integrovány nebo připojeny jako externí zařízení. Oproti nestálým pamětím počítače jako RAM, patří pevné disky k velkokapacitním pamětem: datová úložiště, která slouží k záloze velkých množství dat. Velkokapacitní úložiště lze rozdělit na mechanická, magnetická, magnetooptická, optická a flash. Také všechny druhy externích pamětí spadají do této kategorie.
Facts & Figures:
1956 byl představen počítač IBM 305 RAMAC. Jednalo se o první komerční počítač s pevným diskem, který vážil 1000 kg a jeho kapacita činila asi 5 MB.
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg.
Takže 5 megabajtů, které se vešly na pevný disk by zhruba odpovídalo hmotnosti tučňáka císařského (50 kg).
RAM (Random Access Memory – paměť s přímým přístupem)
RAM je pracovní paměť počítače, která je někdy označována jako hlavní paměť, protože je přes rychlé datové cesty spojena s procesoren. Na rozdíl od paměti ROM, lze data na RAM nejen číst, ale také zapisovat. RAM je nestálá paměť, protože data se ukládají pouze do doby, dokud je zajištěn přívod elektrické energie.
CMOS-RAM (CMOS – Complementary Metal Oxyde Semiconductor)
Aktuální nastavení počítače (čas, datum a informace o paměti) uchovává v paměti baterie CMOS-RAM. Pokud je baterie vybitá, data jsou vyresetována.
DRAM (Dynamic Random Access Memory – dynamická paměť RAM)
Nejjednodušší, nejpomalejší a nejlevnější úložiště, které uchovává data v podobě elektrického náboje v paměťové buňce kondenzátoru. Spínací tranzistor pak umožňuje čtení nebo obnovu elektrického náboje.
SRAM (Static Random Access Memory – statická paměť RAM)
SRAM je paměť s velmi složitou strukturou. Z tohoto důvodu může pracovat s velkou rychlostí. Na rozdíl od DRAM je SRAM asi stokrát rychlejší a nevyžaduje „opětovné nabíjení – „refresh“. Z tohoto důvodu se SRAM velmi často využívá v procesoru cache (mezipaměť).
Exponáty:
Blok feritové paměti, kolem roku 1970
Výrobce neznámý
Feritová paměť je považována za předchůdce paměti RAM. Blok paměti se skládá z drátů a magnetizovatelných jader. Prouděním elektrické energie ukládá každé jádro vždy 1 bit.
Feritová paměť, kolem roku 1965
Výrobce neznámý
Sharp PC-E500, 1989
Sharp Pocket Computer E-500 je kapesní počítač s programy např. pro matematiku, fyziku a statistiku. Karty s RAM umožňují upgrade pracovní paměti ze 32 kB na 256 kB. Díky tomu bylo možné ukládat i vlastní programy. Přes rozhraní bylo možné počítač rozšířit o tiskárnu nebo kazetovou jednotku.
Cache (francouzky „skrýš“)
Mezipaměť cache je přímo integrována v procesoru. Aby počítač nemusel data z RAM vyžadovat jednotlivě, jsou všechna potřebná data načtena do cache. To umožňuje počítači rychlejší přístup k požadovaných datům.
Exponáty:
Procesor Intel i486SX, 1989
32bitový procesor i486 byl prvním procesorem společnosti Intel s integrovanou mezipamětí.
Facts & Figures:
Pokud cache pracuje optimálně, tak je paměť plná a „horká“. Pokud tomu tak není a paměť je i například po uvedení do provozu stále „studená“, je to z toho důvodu, že cache dosud neobsahuje žádná data. Ta musí být znovu načtena.
Nejznámější cache je zřejmě čtecí cache internetových výhledávačů: web crawler hledá na webu nové nebo pozměněné stránky, které jsou načteny do cache vyhledávače. Přes něj se pravidelně vytváří různé indexy. Na nich běží takzvaný vyhledávací algoritmus, který má podle dotazu uživatele vyhledat vhodné internetové stránky.
REGISTR PRoCESORU (CPU – Central Processing Unit)
Registr je vnitřní buňka paměti procesoru. Existují různé typy s kapacitou od 8 do 512 bitů a využívají se jako interní paměť počítače. Počet registrů v procesoru je závislý na architektuře CPU.
Exponáty:
Časopis Jugend + Technik, září 1989
Časopis z tehdejší NDR se zabývá vývojem 4megabitového čipu. Výňatek textu najdete v naší multimediální stanici.
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg.
Takže 80 bajtů, které se vešly na děrný štítek by zhruba odpovídalo hmotnosti chrousta (asi 0,8 g).
Dírka za dírkou
Obrázky:
Hermann Hollerith (1860–1929), kolem roku 1888
© Bell, C. M. (Charles Milton) / https://commons.wikimedia.org
Reklamní leták k výhodám zpracování dat pomocí děrného štítku
© ZCOM-Stiftung
Děrný štítek jako nezbytná pomůcka pro strojní zpracování dat.
© ZCOM-Stiftung
K tomu dále
„Ve velkých společnostech, také i v Rakousku se používá elektrické účetnictví na principu děrného štítku, který vymyslel americký inženýr Dr. Hermann Hollerith. Toto metoda vedení účetnictví funguje zcela automaticky a nemusí se nic psát.“
Der Morgen. Wiener Montagblatt, 12.3.1928
„Strojní práce je přitom to hlavní.“ Problém je však, že nastavení míst, které umožňují děrování štítku na správném místě je prácí dívek a ta je pro mysl velmi únavná. Zaměstnány jsou většinou absolventkyně obchodních škol: za měsíční mzdu asi 800 korun pracuje taková dívka sedm hodin denně a během té doby dokáže vyděrovat asi 300 štítků.“
Prager Tagblatt, 19.1.1930
Exponáty:
Děrovačka IBM 26, 1950
Děrovačka IBM 26 se používala k děrování číselných a abecedních informací na děrných štítcích. Přísun a odkládání štítků fungovalo automaticky a velmi rychle. Zařízení umožnilo i tvorbu duplikátů vyhotovených štítků.
Děrný štítek a manuální přezkoušečka děrných štítků
Přístroj sloužil ke kontrole přesnosti děrovačky. Vyhotovený děrný štítek byl položen na přezkoušečku a tak bylo možné stanovit odchylky mezi otvory a černými obdélníky.
„Děrný štítek je základ pro novou mechanickou manipulaci …
Takže budou tříděni a zároveň přístrojem počítáni ‚katolíci‘, ‚Češi‘, ‚Němci‘, ‚Židé‘.”
Prager Tagblatt, 19.1.1930
… od zpracování ke zneužití dat
1910 byla založena společnost Deutsche Hollerith-Maschinen Gesellschaft mbH. Přístroje této firmy zkráceně DEHOMAG bylyvyužívány nacistickým režimem k selekci židovského obyvatelstva. Při sčítání lidu v roce 1933 a 1939 byla dotazována a stroji vyhodnocenapříslušnost k židovskému náboženství. Později byly stroje také využívány i k organizaci transportů do koncentračních táborů.
Obrázky: (Děrné štíky jako reprodukce):
Osobní karta vězně koncentračního tábora s poznámkou „Hollerith erfaßt“, česky „evidováno Hollerithem“, 1944
Reprodukce: Arolsen Archives / 1.1.5.3 / 5803453
K evidenci osobních údajů se v koncentračních táborech využívaly tzv. „vězeňské osobní karty“. Vyobrazená karta pochází z koncentračního tábora Auschwitz-Birkenau. Hollerithovy stroje zde byly využívány i k zaznamenávání neustále se měnícího počtu vězňů. Po zpracování byla každá karta označena černým razítkem „evidováno Hollerithem“.
Děrný štítek z porodnice, 1942
Reprodukce: Stiftung Deutsches Technikmuseum Berlin
Tento děrovací štítek sloužil ke statistické evidenci rodících žen v porodnických, popř. v mateřských domovech nebo porodnicích pro nuceně nasazené ženy. Na děrném štítku jsou uvedeny různé kategorie, například „rasový vzhled“.
Tabulační stroj D11
Tabulační stroj D11 byl nasazen v koncetračních táborech k vyhodnocení dat.
Exponáty:
Třídička IBM 082, 1949
Tento stroj sloužil k vyhodnocení vyděrovaných abecedních nebo numerických dat na děrných štítcích. Následně byly štítky podle různých kategorií vytříděny. Třídička IBM 082 zpracovala za jednu hodinu asi 39.000 štítků.
Ochrana a zabezpečení dat
Od 70. let je v Německu regulována ochrana dat zákonem.
Cíl: Ochrana osobních dat před zneužitím.
Ochrana dat je úzce spojena s právem na ochranu osobnosti a soukromí.
V Německu platí také právo na informační sebeurčení.
To znamená, že každý může sám rozhodnout, která svá data dá k dispozici.
Do zabezpečení dat se řadí všechny technické aspekty, které slouží k
ochraně dat před jejich ztrátou a neoprávněným přístupem.
Kdo tu odposlouchává?
Hlasoví asistenti jsou velmi oblíbení.Pro ochranu dat představují však velkou výzvu. Dodávají totiž data jejich provozovatelům, která mohoubýt zneužita. Pokud se nechcete obejít bez Alexy, Siria jiných přístrojů, tak byste měli dbát na to, aby bylo zařízenízapnuto pouze pro právě používanou aplikaci.
„Není definované, kdy asistent odposlouchává a co se s daty stane … Buď výrobcům důvěřujete a využíváte jejich služby, nebo jim nedůvěřujete a tyto služby nevyužíváte.“
Prof. Sebastian Schinzel, bezpečnostní expert v oblasti IT in: Westfälischen Nachrichten, 8.4.2019
Obrázky:
Statistika ke zneužití dat na internetu
© Epiq Systems
Od ledna 2013 do února 2017 bylo pouze v Německu zaznamenáno více než 44 miliónů odcizených dat.
Využití digitálních asistentů
© Ipsos GmbH
Exponáty:
Panenka „Můj přítel Cayla“ se zabudovaným vysílačem
Panenky „Hello Barbie“ a „My friend Cayla“ byly v letech 2015 popř. 2017 Spolkovým telekomunikačním úřadem označeny za špionážní zařízení. Abychom panenku mohli ve výstavě představit, musel být zabudovaný vysílač odstraněn a znefunkčněn.
K tomu dále
„Panenka Hello Barbie funguje podobně jako rozpoznávání hlasu v mnoha smartphonech: Mikrofon, který je umístěn v zádech panenky, zaznamenává všechny rozhovory a informace, které jsou panence svěřeny.“
Stern, 9.11.2015
„Panenka Barbie s WLAN znamená konec dětství.“
Die Welt, 22.4.2015
„Zničte tuto panenku“
Zeit online, 17.02.2017
První panenka Barbie dala ženám pocit, že je s jejich tělem něco špatně. Druhá generace již uměla mluvit a říkala podobné věci jako matematika je težká, pojďme raději nakupovat. Třetí panenka, inteligentní Barbie odposlouchávala, co jí malá děvčata svěřila – Barbie všechna tajemství nahrála a přeposlala je společnosti Matell.“
Gerd Gigerenzer in: Tagesspiegel, 12.1.2019
Ukládání dat včera, dnes a zítra
Mechanická datová média
Mechanická datova média jsou úložiště, na která se data ukládají nebo zapisují mechanicky. Obvykle je lze rozpoznat podle prohloubenin nebo vyvýšenin v materiálu.
Příklad děrný štítek
Výhody Nevýhody
Nízká cena Malá kapacita úložiště
Čtení možné strojně nebo zrakem Jednorázový zápis dat
Dlouhá životnost
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg.
Takže 80 bajtů, které se vešly na děrný štítek by zhruba odpovídalo hmotnosti chrousta (asi 0,8 g).
Facts & Figures:
Konrad Zuse použil ve svém početním stroji Z1 speciální mechanickou paměť. Ta se skládala z několika na sobě ležících plechů. S pomocí plechů a speciálních hrotů byla data zapisována do úložné jednotky.
Exponáty:
Mechanická paměť ze stroje Z1
Replika z let 1987 a 1989
Děrný štítek firmy ORGACARD k evidenci dat
Informace byly zaznamenávány ručně a vyhodnoceny strojem.
Leporelo-děrná páska pro počítač Intelec 8 s programem textového editoru, kolem roku 1980
Obrázky:
Počítač KRS 4200 zpracovává data z děrné pásky
© ZCOM-Stiftung
Magnetická datová média
Magnetická datová média jsou úložiště, na která jsou data zapisována nebo jsou čtena pomocí zapisovací/čtecí hlavy. Média se skládají z magnetizovatelného materiálu, popř. mají na sobě nanasenou magnetickou vrstvu.
Příklad magnetická páska
Výhody Nevýhody
Opakované použití Dlouhá přístupová doba
Vysoká kapacita paměti Náchylnost vůči vnějším vlivům
Kvůli jejich dlouhé životnosti a nízké ceně se magnetické pásky dnes využívají k dlouhodobé archivaci dat.
Obrázky:
Úschovna magnetických pásek počítače UNIVAC 1100/80, kolem roku 1977
© ZCOM-Stiftung
Facts & Figures:
1951 byla na počítači UNIVAC poprvé použita magnetická páska jako externí paměť.
Exponáty:
Magnetická páska firmy Telefunken
Data jsou na magnetických páskách jistě uložena, pokud jsou nosiče správně uskladněny. Na cívce této magnetické pásky se v důsledků nadměrné vlhkosti vytvořila oxidační vrstva, která může pásku poškodit. Pokud jsou magnetické pásky špatně uskladněny, mohou ztratit svůj magnetismus, což může vést ke ztrátě uložených dat.
Zařízení pro audiokatety LCR-C, 1975
Zařízení LCR-C využívali v 80. letech převážně domácí uživatelé počítačů k ukládání důležitých dat na audiokazetu.
Audiokazeta se softwarem pro počítač KC 85, kolem roku 1984
Podnik VEB Mikroelektronik „Wilhelm Pieck“ Mühlhausen
Zásobník s disketami podniku VEB Kombinat Robotron Büromaschinenwerk „E. Thälmann“ Sömmerda, 1988
Fun Fact k disketám:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg. Takže 80 kilobajtů, které se v roce 1971 vešly na disketu s 8″by zhruba odpovídalo hmotnosti ježka (asi 800 g) a 1,44 megabajtu, který se v roce 1987 vešel na 3,5″ disketu by odpovídalo hmotnosti středně velkého psa (asi 14 kg).
Sonny Digital Data Storage, kolem roku 1995
1989 vyvinuly společne firmy Sony a HP nové médium Digital Data Storage. Tato kazetka s magnetickou páskou sloužila převážně k zabezpečení a archivaci dat. Kapacita paměti činila 4 GB.
Iomega clik!, 2000
Zařízení Iomega click! bylo v roce 2000 uvedeno na trh jako datové úložište pro digitální kamery a přenosný MP3 přehravač „Hip-Zip“. Médium bylo k dostání za 24 západních marek a kapacita paměti činila 40 MB.
Optická datová média
Optická datová média jsou úložiště, kde čtení nebo zápis dat probíha pomocí laseru.
Příklad CD
Výhody Nevýhody
Opakované použití Dlouhá přístupová doba
Vysoká kapacita paměti Náchylnost vůči vnějším vlivům
Od roku 1979 pracovaly firmy Sony a Phillips na vývoji prvních kompaktních disků (Compact Discs). Cílem bylo nahradit klasickou gramofonovou desku pro ukládání muziky, novým médiem. Kapacita paměti CD činila 650 MB. V 90. letech se na trhu objevily prní vypalovačky, které umožnily zápis vlastních dat na CD a DVD.
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg. Takže 650 megabajtů, které vešly na CD by zhruba odpovídalo hmotnosti slona (asi 6500 kg).
Facts & Figures:
První hudební album, které vyšlo na CD bylo od skupiny ABBA: „The Visitors“ (1982).
Jméno vypalovacího programu NERO Burning ROM se vztahuje k funkci softwaru. Současně je však jméno odvozeno od římského císaře Nera, který údajně nechal zapálit Řím.
Podle legendy měl tehdejší víceprezident firmy Sony a milovník hudby Norio Ōga stanovit dobu přehrávání pro CD. Jako vyučený operní zpěvák chtěl slyšet Beethovenovu „Devátou symfonii“ bez nutné výměny zvukového nosiše. V roce 1951 dirigoval novou verzi symfonie Wilhelm Furtwängler a trvala přesně 74 minut.
K tomu obrázek:
Screenshot programu NERO Burning ROM
© Nero AG
Exponáty:
ABBA „The Visitors“, 1982
Pocket CD-RW, 90. léta
Toto mini CD se většinou používalo k ukládání hudby nebo fotografií. Kapacita paměti činila 210 MB, což odpovídalo asi 23 minutám.
Magnetooptická datová média
Magnetooptická datová média jsou datová úložiště, na které jsou data zapisována magneticky a čtěna opticky. Jejich materiál, popřípadě ukládací vrstvu není možné při pokojové teplotě magnetizovat, proto je nutné zahřání materiálu pomocí laserového paprsku.
Exponáty:
FUJIFILM 5, 25“, 1991
Přepisovatelný megnetooptický disk s kapacitou 650 MB.
Flash paměť a cloud
Flash paměti jsou jednoduché a přepisovatelné elektronické paměti. Mohou být libovolně mazány a opětovně doplňovány. Data jsou „ukládána“ na mikročipy. K těmto druhům pamětí patří mimo jiné SD karta (Secure Digital Memory Card), USB (Universal Serial Bus) nebo SSD (Solid State Drive/Disk).
Cloud (oblak) je založen na principu online úložišť. Poskytovatelé online služeb umožňují využití jejich serverů. Ukládání dat v cloudu má tu výhodu, že pokud máte k dispozici internet, lze mít neustálý přístup ke svým datům. Pokud se však poskytovatel těchto služeb dostane do platební neschopnosti, hrozí ztráta dat …
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg.
Takže 1 terabyte, který se v dnešní době vejde na USB by odpovídalo hmotnosti Eiffelovy věže (asi 10.000 tun).
Facts & Figures:
Označení flash vzniklo pravděpodobně ve vývojové laboratoři společnosti Toshiba. Jednomu zaměstnaneci se při mazání paměti připomněla vzpomínka na blesk (flash) z fotoaparátu.
1998 při poruše svého notebooku přišel údajně izraelský vynálezce Dov Moran na myšlenku vývoje USB flash disku. Protože počítač nefungoval a byla na něm uložena jediná kopie firemní prezentace, přišel na myšlenku pro vývoj univerzální flash paměti, která by se vešla do kapsy. Tu by bylo možné pomocí USB rozhraní připojit k počítači. Krátce nato vyvinula jeho společnost technologii pro první USB flash pamět DiskOnKey.
K tomu další exponáty:
USB flash paměť „IBM DiskOnKey“, 2000
Tuto paměť vyvinula firma Dova Moranse, M-Systems, kterou později převzala firma IBM.
Tento exponát je jeden z prvních USB pamětí vůbec. Jeho kapacita paměti činila pouhých 8 MB.
Paměťové karty Olympus, kolem roku 1997
Tyto karty byly používány jako paměť digitálních kamer nebo kláves.
Kapacita paměti se pohybovala mezi 4 a 16 MB.
Bloomberg Business Week: Put Your Head in the Cloud, 2011
Titulní strana amerického hospodářského magazínu se věnuje ukládání dát v „oblacích“.
Inovativní metody ukládání dat – na příkladu DNA
DNA (deoxyribonucleic acid, deoxyribonukleová kyselina) je nositelkou dědičné informace každého organismu a také nejstarším ukládacím médiem na světě. Uměle vytvořené DNA-řetězce unožňují kódování libovolných datových sekvencí. Životnost a hustota informací převyšuje všechna současná úložiště. V jednom gramu DNA lze uložit více než 200 petabajtů dat po dobu desítek tisíc let. V současné době je tato technologie pro sériové využití příliš náročná a také velmi drahá.
Fun Fact:
Za předpokladu, že blecha váží 1,25 mg = 1 bit, pak 1 bajt (8 bitů) = 10 mg.
Takže 200 petabajtů, které je možné uložit v jednom gramu DNA by odpovídalo hmotnosti celého Berlína (asi 2. miliardy tun).
K tomu citát:
„Jedna kapsle DNA obsahuje takové množství dat, jako celé datové centrum společnosti Facebook. “
Emily Leproust, spoluzakladatelka a vedoucí společnosti Twist Bioscience, San Francisco
K tomu obrázek:
DNA – úložiště budoucnosti?
Facts & Figures:
Při prvním úspěšném pokusu o uložení dat na umělé DNA byla uložena fotografie výzkumného ústavu a dílo „Molecular structure of nucleic acids“, soubor se Shakespearovými sonety a projev Martina Luthera Kinga „I have a dream“ na MP3.
Současnou metodou lze do šálku kávy plného DNA uložit 100 milionů hodin videomateriálu ve velmi vysokém rozlišení. 2019 bylo na Youtube každou minutu nahráno asi 400 hodin videomateriálu. To by ročně odpovídalo o něco více než dvěma šálkům kávy s DNA úložištěm.
Staneme se kyborgy se zabudovaným datovým úložištěm?
Oliver Waack-Jürgensen, člen spolku Berliner Cyborg-Verein, má dvě umělá kolena a jednu kyčli. Při jeho další operaci si chce do kyčle nechat zabudovat mobilní nabiječku, úložiště a WLAN router …
Co byste si chtěli nechat „dovybavit“?
K tomu obrázek:
Neil Harbisson a Steve Mann představují své kyborg pasy, 2015
© Neil Harbisson, Steve Mann / Wikimedia commons, Licence: CC BY-SA 4.0
K tomu citát:
„Z psychologického hlediska je většina z nás tak jako tak kyborgy. Už nedokážeme žít bez smartphonů. Mít takovéto implantáty ve svém těle bude za 30 let pro všechny úplně normální.“
Neil Harbisson – první státem uznaný kyborg (hybrid člověka a stroje). Harbisson je barvoslepý, ale díky anténě a čipu, které jsou zabudovány v zadní části hlavy, může barvy rozeznat tím, že „barvy slyší“.