1.1.2 互聯網為數據存儲方式帶來的改變

互聯網革命帶來的改變可以說是天翻地覆的，人們的生活因為互聯網的發展變得越來越便捷。當我們回首互聯網的發展時，會發現所謂的互聯網創業似乎很簡單，無非就是將現實生活中的場景搬到了互聯網上。而互聯網科技的發展，從本質上來講就是數據存儲和檢索的發展。前一句話不難理解，那么如何準確理解后一句話呢？

人們在互聯網上聊天、看電影、聽音樂、瀏覽網頁或者辦公等，其實都是一個輸入和輸出的過程，即數據存儲和檢索。你找到一個視頻網站是為了想要找到自己喜歡的視頻，這就是檢索。而檢索的前提是，其他用戶或者網站所有者已經將這些視頻存儲在了互聯網服務器上。

如今，我們可以在互聯網上看到越來越高清的視頻，越來越精致的內容，其底層原因是互聯網在數據存儲方面取得了一系列重大突破，互聯網服務器能夠承載越來越高質量、大容量的內容。而用戶在檢索這些內容的過程中，也因為各大互聯網企業在檢索方面的不斷優化，能夠享受越來越便捷、快速的檢索服務。比如，利用百度或者谷歌的搜索引擎，你在搜索一個東西的時候，還沒有將整個句子打完，只是打了開頭幾個字，網站就自動聯想到了相關內容。隨著大數據的發展，當你在瀏覽某個物品的時候，網站還能夠自動聯想你可能喜歡的類似物品并向你推送。需要額外補充一點，一個網站頁面分為前端和后端，后端就是數據的調用，而前端就是通過效果渲染展示被調用的數據，在用戶的感官上呈現舒適感。

從本質上來講，當前互聯網的發展就是為了更好地存儲數據，讓用戶能夠更快捷、高效地檢索數據。但是需要強調的是，如果沒有數據存儲在互聯網上，即使再高明、友好的檢索方式也會黯然失色，正如古話所說：巧婦難為無米之炊。所以本書的重點，就是數據存儲。

數據從現實生活中被搬到互聯網上，經歷過一個漫長的過程，其中最主要的因素之一就在于存儲載體。與早期人們通過繩子、竹簡、石板及紙張等記錄信息一樣，互聯網上的信息也有存儲載體，如軟盤、硬盤、U盤等。至于為什么互聯網上的所有信息都稱為數據，主要是因為絕大部分信息都是以數字形式存在的（“0”和“1”）。

世界上第一臺通用計算機ENIAC于1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學誕生，相信很多上過計算機課的同學都看過那個龐然大物的圖片。ENIAC每秒可進行5000次運算，主要被美國用于彈道計算。因為當時的計算機還不具備數據存儲的能力，所以其主要用于軍事和科研上的計算。如果再往前追溯，那就要提到計算機之父艾倫·圖靈了。計算機領域沒有諾貝爾獎，但是圖靈獎被視為計算機領域的諾貝爾獎，這足以證明圖靈對計算機領域乃至人類的貢獻之大。

在第二次世界大戰期間，德國設計了一種名為Enigma的編碼機器。Enigma密碼機體型很小，但是功能極其強大。其上有3個輪子，每個輪子都對應著26個字母鍵，這就可以產生17576種可能。并且3個輪子的順序和字母的順序可以進行不同排列，經過層層加密產生的加密方案可以達到驚人的1億億種。

但在操作上，Enigma密碼機并不復雜。德軍指揮部門將情報通過Enigma密碼機加密之后再傳輸給執行部門，即使情報被盟軍截獲，其也很難發現其中的規律。

《孫子兵法》有云：“知彼知己，百戰不殆。”英軍同樣知道情報的重要性，為了能夠在戰場上及時知曉德軍的動態，英國在倫敦北邊一百千米的布萊克利公園建立了破譯機構，聚集了一大批優秀的數學家、密碼學家和象棋大師，專門負責破譯截獲的Enigma密碼。這其中就包括圖靈和后來在愛丁堡大學較早創立人工智能系統的唐納德·米基。

解密密碼最有效的方式其實就是我們熟知的“暴力破解”，即將所有的可能全部羅列出來，將密文還原成可讀的、有意義的文字。但是通過人工的方式破解1億億種可能性，等到揭開了密碼估計戰爭都結束了。在戰場上，時間就是生命。能打敗機器的，只有更強大的機器。Enigma密碼機有3個輪子，而圖靈的Bombe解密機（“炸彈”解密機）有上百個輪子。

雖然Enigma密碼機可以產生數種可能性，但本質是調整字母的順序。只要按照邏輯和方法，再加上強大的“炸彈”解密機，原本不可能破譯的密文，就被轉變成了極具時效性的情報。這對于整個戰場局勢的影響不亞于原子彈，甚至有人說圖靈的“炸彈”解密機讓“二戰”提前結束，挽救了上千萬人的生命。

計算機的發明是為了在短時間內完成人類無法完成的運算量，“計算機”這一詞也一直延續到了今天。

1956年，“藍色巨人”IBM制造了第一款硬盤，包含50張約60厘米的盤面，它的體積很大，但容量還不到5MB，讀寫速度也僅為1.1KB/s。如今，5MB大小的容量估計只能存儲一張圖片，但在當時這絕對是一個劃時代的革新。通過硬盤，計算機可以植入系統程序、存儲數據信息了。

為了讓計算機能夠發揮更大的作用，1969年美國國防部高級研究計劃署（ARPA）和BBN公司簽訂合同，研制適合計算機通信的網絡，即“阿帕網”（APRANET）。美軍在阿帕網制定的協定下將美國西南部的大學（包括加利福尼亞大學洛杉磯分校、斯坦福大學研究學院、加利福尼亞大學、猶他大學）的4臺主要計算機相連，這也就形成了早期的互聯網。

在接下來的幾年時間里，陸續有其他大學、國家機構及大型企業加入進來。到了20世紀70年代，阿帕網已經接入了100多臺計算機。研究人員基于已有的網絡連接的經驗進行總結，重點解決了網絡互連的問題。在這個階段，用于異構網絡的TCP/IP通用協議誕生并沿用至今。

既然計算機與計算機之間已經實現了互聯，那么也就意味著計算機已經具備了瀏覽信息和傳輸信息的基礎。不過這在很大程度上取決于計算機服務器上能夠存儲怎樣的內容，畢竟那款1956年的硬盤只能存儲5MB的內容，人們最多只能瀏覽一些文字信息。至于后面逐漸出現的門戶網站、社交論壇、瀏覽器和搜索引擎等，都是基于計算機存儲設備的不斷發展。

到了1980年，IBM已經推出了總容量超過2.5GB的硬盤，至少能夠存儲一部質量一般的電影了。但是依然要強調的是，我們不能以今天的眼光來評判當時的技術。一個漢字只占2個字節，2.5GB的硬盤可以存儲13億個漢字，不算插圖的話可以存儲8000多本書了。只需要幾個硬盤，就能夠把整個圖書館的文字放進去。并且，硬盤的體積在不斷下降，讀寫速度也在不斷提高，直到發展成我們現在熟悉的樣子——大容量、小尺寸、讀寫速度快。

目前，硬盤已成為主流的存儲數據的硬件設施，并在各類電子產品中普及。但是在其發展的過程當中，軟盤、光盤、盒式磁帶等存儲載體在不同的時期也展示過各自的風采。

2021年3月，盒式磁帶發明人路易斯·奧滕斯（Louis Ottens）去世。雖然盒式磁帶幾乎已經退出了歷史舞臺，但對于80后、90后來說這是他們的美好回憶。學生時代練習英語聽力、存有偶像歌曲的磁帶，搭配上便攜式隨身聽，這些是那個時代的特有符號。

20世紀60年代，奧滕斯發明了盒式磁帶，其分為A、B兩面，每一面都可以容納40分鐘左右的音頻。磁帶由塑料外殼包裹，以保護其中的數據。但即便如此，磁帶本身比較容易因潮濕等自然原因產生損耗，數據無法長久保存。

奧滕斯還參與了CD的發明，從便攜程度來說，CD和盒式磁帶不相上下。但是CD在數據存儲的可擴展性、安全性等方面要強于盒式磁帶，CD不僅可以存儲音頻，還可以存儲影像和游戲等數據。CD的壽命也比較長，在正常氣溫和環境下，數據存儲的生命周期可超過100年。

相較于盒式磁帶、CD、硬盤等存儲載體，軟盤的受眾要更小一些。IBM在早期為解決計算機操作指令的存儲問題，在1967年推出了世界上第一張軟盤。很多80后、90后在大學時代上計算機課的時候，老師可能會分發裝有某個軟件程序的軟盤，供他們進行安裝。但是由于軟盤容量太小、讀寫速度慢、數據易丟失等，軟盤逐漸被U盤取代。

到了21世紀，原本筆記本電腦或臺式電腦的服務器上還保留了支持CD、軟盤的接口，但現在這些電腦配置幾乎被淘汰了。互聯網科技的不斷進步，也不斷推動著數字化社會的進程，曾經的軟盤、盒式磁帶、CD等存儲載體也逐漸淡出了大眾視野。

回顧互聯網時代存儲載體的發展，其遵循著以下3個原則。第一，可擴展性：在體積不變或減少的情況下，存儲容量不斷增加；第二，便捷性：除了體積適宜、便于運輸，兼容性也非常重要。既能夠在自己的設備上使用，也能夠在其他設備上使用；第三，安全性：隨著數據的不斷增多，對于個人來說其價值也在不斷增加，因此數據存儲的安全性至關重要。