Введение стр. 3
Современные материальные носители документированной информации, их классификация и характеристика
I. Современные материальные носители стр. 5
II. Классификация современных материальных носителей стр. 6
III. Характеристика современных материальных носителей
1. Магнитные носители стр. 9
2. Пластиковые карты стр. 12
3. Оптические носители стр. 13
4. Носители на базе флэш-памяти стр. 17
5. Носители объёмного изображения стр. 19
Заключение стр. 23
Используемая литература стр. 26
Введение
Понятие документ является центральным, фундаментальным в понятийной системе документоведения. Это понятие широко используется во всех сферах общественной деятельности. Почти в каждой отрасли знания имеется одна или несколько версий для его понимания в соответствии со спецификой тех объектов, которым придаётся статус документа.
Понятие документ выступает как родовое для видовых: опубликованный, не опубликованный, кино-, фоно-, фотодокумент и т.п. с этой точки зрения разновидностью документа являются: буклет, чертёж, карта, фильм, магнитная лента, магнитный и оптический диск.
Вспомним ещё раз определение документа: информация, закреплённая на материальном носителе в стабильной знаковой форме созданным человеком способом для её передачи в пространстве и времени. Из определения следует, что документ не существует в готовом виде, его нужно создать, т.е. зафиксировать в стабильной форме. Процесс закрепления (фиксации) информации на материальном носителе называется документированием.
В процессе документирования происходит преобразование социальной информации из одной знаковой формы в другую, т.е. кодирование информации, без которого невозможна реализация основных функций документа – функций закрепления и передачи информации в пространстве и времени.
Информатизация общества, бурное развитие микрографии, компьютерной техники и проникновение её во все сферы деятельности определили появление документов на новейших носителях информации. Наличие обобщающего понятия документ не исключает возможности существования более частных, узкоспециализированных его трактовок применительно к разным сферам общественной деятельности и научным дисциплинам: источниковедению, делопроизводству, дипломатике, информатике, юридической науке.
Среди этих новейших носителей информации выделяется группа «Современных носителей документированной информации», которые используются в настоящее время, приходя на смену старым носителям всё большей популярностью. Например, кажется не так давно очень распространённый носитель информации – гибкий магнитный диск или дискета практически не используется, на смену ему пришли оптические диски и носители на базе флэш-памяти, тоже явление происходит и в аудио- и видеотехнике на смену аудио- и видеокассет пришли оптические диски.
Данная тема «Современные материальные носители информации, их классификация и характеристика» касается и документно-коммуникационной деятельности, так как рассматривает средства, которые упрощают обмен информацией.
Я считаю, что выбранная мной тема курсовой работы актуальна в настоящее время, так как знание и умение пользоваться современными носителями информации позволяет идти в ногу со временем и ускорять процесс создания и передачи информации в пространстве и времени, а также улучшить условия хранения документированной информации.
Современные материальные носители документированной информации, их классификация и характеристика
I. Современные материальные носители
Информатизация общества, бурное развитие компьютерной техники и проникновение её во все сферы человеческой деятельности определили появление документов на современных, нетрадиционных, т.е. не бумажных носителях информации.
Понятие «современный» и «нетрадиционный» документ во многом условны и служат для названия группы документов, которые в отличие от традиционных, т.е. бумажных, как правило, требуют для воспроизведения информации современных технических средств. Все это связано с появлением электронно-вычислительных машин – компьютеров, представляющих собой комплексы технических средств, предназначенных для автоматического преобразования информации, используются для записи и воспроизведения как текстовой, так и графической, и аудио-, и видеоинформации.
Появление современных носителей связано и с тем, что за полвека своего существования сменилось уже пять поколений компьютеров, причём от поколения к поколению на порядок и более возрастали их производительность и ёмкость запоминающих устройств. А также появлялись новые, более совершенные периферийные устройства – принтеры, сканеры, копиры, а в настоящее время всё чаще используются многофункциональные устройства (МФУ), которые облегчают работу офисных служащих, позволяющие получать твёрдую копию документа не только из памяти компьютера, но с современного носителя.
С моей точки зрения к современным носителя документированной информации относятся: магнитные карты, магнитные жёсткие диски, оптические диски, голограммы, носители на базе флэш-памяти. Может быть это не правильное суждение, но данные носители активно используются в настоящее время. Они пришли на смену хорошо всем известным аудио-, видеокассетам, микроформам, гибким дискам или дискетам. Их можно назвать устаревшими. Тоже самое произойдёт и с современными носителями информации, потому что современными они являются в данный момент. Лет через десять на смену современным носителям придут ещё более современные носители, так как человечество не стоит на одном месте, а прогрессирует и развивается бурными темпами. И через лет десять рассматриваемые в данной работе современные материальные носители документированной информации назовут устаревшими.
II . Классификация современных материальных носителей
Документ представляет собой двуединство информации и материального носителя. Поэтому важными признаками («сильными отличиями»), которые могут быть положены в основу классификации, являются особенности строения, формы материала, на котором фиксируется информация. В частности, по этому критерию всё многообразие документов содержащихся на современных материальных носителях можно представить в виде класса:
· документы на искусственной материальной основе (на полимерных материалах).
В свою очередь, документы на искусственной материальной основе можно отнести к многослойным, в которых имеется как минимум два слоя – специальный рабочий слой и подложка (магнитные носители, оптические диски и др.). При этом основа подложка может быть всякой разной – бумажной, металлической, стеклянной, керамической, деревянной, тканью, плёночной или пластиночной пластмассовой. На основу наносится от одного до нескольких (иногда до 6-8) слоёв. В результате материальный носитель предстаёт порой в виде сложной полимерной системы.
Существуют также энергетические носители.
По форме материального носителя информации документы могут быть:
· карточными (пластиковые карты);
· дисковыми (диск, компакт-диск, CD-ROM, видеодиск). Местом размещения информации являются концентрические дорожки – оптические диски.
В зависимости от возможности транспортировки материальных носителей документы можно разделить на:
· стационарные (жёсткий магнитный диск в компьютере);
· портативные (оптические диски, носители на базе флэш-памяти).
В зависимости от способа документирования документы на современных носителях информации можно разделить на:
· магнитные (магнитные жёсткие диски, магнитные карты);
· оптические (лазерные) – документы, содержащие информацию, записанную с помощью лазерно-оптической головки (оптические, лазерные диски);
· голографические – созданные с использованием лазерного луча и фоторегистрирующего слоя материального носителя (голограммы).
· документы на машинных носителях – электронные документы, созданные с использованием носителей и способов записи, обеспечивающих обработку его информации электронно-вычислительной машиной .
Документы на современных материальных носителях информации, как правило, не поддаются непосредственному восприятию, считыванию. Информация хранится на машинных носителях, а часть документов создаётся и используется непосредственно в машиночитаемой форме.
По предназначенности для восприятия рассматриваемую документы относятся к машиночитаемым. Это документы, предназначенные для автоматического воспроизведения находящейся в них информации. Содержание таких документов полностью или частично выражено знаками (матричное расположение знаков, цифр и т.п.), приспособленным для автоматического считывания. Информация записывается на магнитных лентах, картах, дисках и подобных носителях.
Документы на современных носителя информации относятся к классу технически-кодированных, содержащих запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуковоспроизводящей, видеовоспроизводящей аппаратуры или компьютера.
По характеру связи документов с технологическими процессами в автоматизированных системах различают:
· машинно-ориентированный документ, предназначенный для записи считывания части содержащейся в нём информации средствами вычислительной техники (заполненные специальные формы бланков, анкет и т. п.);
· машиночитаемый документ, пригодный для автоматического считывания содержащейся в ней информации с помощью сканера (текстовые, графические);
· документ на машиночитаемом носителе, созданный средствами вычислительной техники, записанный на машиночитаемый носитель: жёсткий магнитный диск, оптический диск, носитель на базе флэш-памяти – и оформленный в установленном порядке;
· документ-машинограмма (распечатка), созданный на бумажном носителе с помощью средств вычислительной техники и оформленный в установленном порядке;
· документ на экране дисплея, созданный средствами вычислительной техники, отражённый на экране дисплея (монитора) и оформленный в установленном порядке;
· электронный документ, содержащий совокупность информации в памяти вычислительной машины, предназначенный для восприятия человеком с помощью соответствующих программных и аппаратных средств.
III . Характеристика современных материальных носителей
1. Магнитные носители
Из всех носителей магнитных документов хочу выделить магнитный диск – носитель информации в виде диска с ферромагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жёсткие (винчестеры) и гибкие (дискеты).
Из этой группы в своей работе я буду рассматривать только винчестеры, так как дискеты, их я называю устаревшими носителями информации, практически вытеснены оптическими дисками и носителями на базе флэш-памяти.
Жёсткие диски
Жёсткие магнитные диски, называемые винчестерами, предназначены для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.
Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики ёмкости, надёжности и скорости доступа к информации. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристики диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз данных, организации многозадачного режима работы, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти. Однако стоимость винчестеров намного выше стоимости гибких дисков.
Винчестер смонтирован на оси-шпинделе, приводимой в движение специальным двигателем. Он содержит от одного до десяти дисков (platters). Скорость вращения двигателя для обычных моделей может составлять 3600, 4500, 5400, 7200, 10000 или даже 12000 об/мин. Сами диски представляют собой обработанные с высокой точностью керамические или алюминиевые пластины, на которые нанесен магнитный слой.
Важнейшей частью винчестера являются головки чтения и записи (read-write head). Как правило, они находятся на специальном позиционере (head actuator). Для перемещения позиционера используются преимущественно линейные двигатели (типа voice coil - «звуковая катушка»). В винчестерах применяются несколько типов головок: монолитные, композитные, тонкопленочные, магниторезистивные (MR, Magneto-Resistive), а также головки с усиленным магниторезистивным эффектом (GMR, Giant Magneto-Resistive). Магниторезистивная головка, разработанная IBM в начале 1990-х годов, представляет собой комбинацию из двух головок: тонкопленочной для записи и магниторезистивной для чтения. Подобные головки позволяют почти в полтора раза увеличить плотность записи. Еще больше позволяют повысить плотность записи GMR-головки.
Внутри любого винчестера обязательно находится электронная плата, которая расшифровывает команды контроллера жесткого диска, стабилизирует скорость вращения двигателя, генерирует сигналы для головок записи и усиливает их от головок чтения.
Различают два вида жёстких магнитных дисков.
Жёсткий диск (hard disk) – встроенный накопитель (дисковод) на жёстком магнитном диске пакет закреплённых один над другим магнитных дисков, извлечение которых в процессе эксплуатации электронных вычислительных машинах является невозможным.
Съёмный жёсткий диск (removable hard disk) – пакет магнитных дисков, заключённых в защитную оболочку, которые в процессе эксплуатации электронных вычислительных машинах могут выниматься из дисковода на сменном жёстком диске и заменяться другим. Использование этих дисков обеспечивает практически неограниченный объём внешней памяти ЭВМ .
В ходе выполнения процедуры так называемого низкоуровневого форматирования (low-level formatting) на жесткий диск записывается информация, которая определяет разметку винчестера на цилиндры и секторы. Структура формата включает в себя различную служебную информацию: байты синхронизации, идентификационные заголовки, байты контроля четности. В современных винчестерах такая информация записывается однократно при изготовлении винчестера. Повреждение этой информации при самостоятельном низкоуровневом форматировании чревато полной неработоспособностью диска и необходимостью восстановления этой информации в заводских условиях.
Емкость винчестера измеряется в мегабайтах. К концу 1990-х годов средняя емкость жестких дисков для настольных систем достигла 15 гигабайт, а в серверах и рабочих станциях с интерфейсом SCSI применяются винчестеры емкостью свыше 50 гигабайт. В большинстве современных персональных компьютеров применяются жесткие диски емкостью 40 гигабайт.
Одной из основных характеристик жесткого диска является среднее время, в течение которого винчестер находит нужную информацию. Это время обычно представляет собой сумму времени, необходимого для позиционирования головок на нужную дорожку и ожидания требуемого сектора. Современные винчестеры обеспечивают доступ к информации за 8-10 мс.
Другой характеристикой винчестера является скорость чтения и записи, но она зависит не только от самого диска, но и его контроллера, шины, быстродействия процессора. У стандартных современных жестких дисков эта скорость составляет 15-17 Мбайт/с.
2. Пластиковые карты
Пластиковые карты представляют собой устройство для магнитного способа хранения информации и управления данными.
Пластиковые карты состоят из трёх слоёв6 полиэфирной основы, на которую наносится тонкий рабочий слой, и защитного слоя. В качестве основы обычно используется поливинилхлорид, который легко обрабатывается, устойчив к температурным, химическим и механическим воздействиям. Однако в целом ряде случаев основой для магнитных карт служит псевдопластик – плотная бумага или картон с двусторонним ламинированием.
Рабочий слой (ферромагнитный порошок) наносится на пластик методом горячего тиснения в виде отдельных узких полосок. Магнитные полоски по своим физическим свойствам и сфере применения делятся на два типа: высокоэрцетивные и низкоэрцетивные . Высокоэрцетивные полоски имеют чёрный цвет. Они устойчивы к воздействию магнитных полей. Для их записи нужна более высокая энергия. Используются в качестве кредитных карт, водительских удостоверений, т. е. в тех случаях, когда требуется повышенная износостойкость и защищённость. Низкоэрцетивные магнитные полосы имеют коричневый цвет. Они менее защищены, но зато проще и быстрее записываются. Используются на картах ограниченного срока действия, в частности, для проезда в метрополитене.
Следует заметить, что, кроме магнитного, существуют и другие способы записи информации на пластиковую карту: графическая запись, эмбоссирование (механическое выдавливание), штрих-кодирование, лазерная запись. В частности, в последнее время в пластиковых картах вместо магнитных полосок всё более широко стали применяться электронные чипы. Такие карты, в отличие от простых магнитных, стали называть интеллектуальными или смарт-картами (от англ. smart – умный). Встроенный в них микропроцессор позволяет хранить значительный объём информации, даёт возможность производить необходимые расчёты в системе банковских и торговых платежей, превращая таким образом, пластиковые карты в многофункциональные носители информации.
По способу доступа к микропроцессору (интерфейсу) смарт-карты могут быть:
· с контактным интерфейсом (т. е. при совершении операции карта вставляется в электронный терминал;
· с дуальным интерфейсом (могут действовать как контактно, так и бесконтактно, т. е. обмен данными между картой и внешними устройствами может осуществляться через радиоканал).
Защитный слой магнитных пластиковых карт состоит из прозрачной полиэфирной плёнки. Он призван предохранять рабочий слой от износа. Иногда используются покрытия, предохраняющие от подделки и копирования. Защитный слой обеспечивает до двух десятков тысяч циклов записи и чтения.
Размеры пластиковых карт стандартизированы. В соответствии с международным стандартом ISO-7810 их длина равна 85,595 мм, ширина – 53,975 мм, толщина – 3,18 мм.
Сфера применения пластиковых и псевдопластиковых магнитных карт достаточно обширна. Помимо банковских систем, они используются в качестве компактного носителя информации, идентификатора автоматизированных систем учёта и контроля, удостоверения, пропуска, телефонной и Интернет карты, билета для проезда в транспорте.
3. Оптические носители
Непрерывный научно-технический поиск материальных носителей документированной информации с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя обусловил появление оптических дисков, получивших в последнее время широкое распространение. Они представляют собой пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи или воспроизведения звука, изображения, буквенно-цифровой и другой информации при помощи лазерного луча.
Стандартные компакт-диски выпускаются диаметром 120 мм (4,75 дюйма), толщиной – 1,2 мм (0,05 дюйма), с диаметром центрального отверстия 15 мм (0,6 дюйма). Они имеют жёсткую очень прочную прозрачную, обычно пластиковую (поликарбонатную) основу толщиной 1мм. Однако возможно использование в качестве основы и других материалов, например, оптический носитель с основой из картона.
Рабочий слой оптических дисков на первых порах изготавливался в виде тончайших плёнок легкоплавких материалов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-свинец и др.), а в последствии – главным образом на основе органических красителей. Информация на CD фиксируется на рабочем слое в виде спиральной дорожки с помощью лазерного луча, выполняющего роль преобразователя сигналов. Дорожка идёт от центра диска к его периферии.
При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки, ширина которой близка к 1 мкм, а расстояние между двумя соседними дорожками – до 1,6 мкм. Формируемые на диске лазерным лучом метки (питы) имеют глубину около пяти миллиардных долей дюйма, а площадь 1-3 мкм 2 . внутренний диаметр записи составляет 50 мм, наружный – 116 мм. Общая длина всей спиральной дорожки на диске составляет около 5 км. На каждый мм радиуса диска приходится 625 дорожек. Всего на диске располагается 20 тыс. витков спиральной дорожки.
Для хорошего отражения лазерного луча используется так называемое «зеркальное» покрытие дисков алюминием (в обычных дисках) или серебром (в записываемых и перезаписываемых). На металлическое покрытие наносится тонкий защитный слой из поликарбоната или специального лака, обладающей высокой механической прочностью, поверх которого размещаются рисунки и надписи. Нужно иметь в виду, что именно эта, окрашенная сторона диска является более уязвимой, нежели противоположная, с которой осуществляется считывание информации через всю толщину диска.
Технология изготовления оптических дисков является достаточно сложной. Вначале создаётся стеклянная матрица – основа диска. С этой целью пластик (поликарбонат) разогревается до 350 градусов, затем следует его «впрыскивание в форму, мгновенное охлаждение и автоматическая подача на следующую технологическую операцию. На стеклянный диск-оригинал наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерной системой записи формируется система Питов, т.е. создаётся первичный «мастер-диск». Затем по «мастер-диску» путём литья под давлением осуществляется массовое тиражирование, создание дисков-копий.
Информационная ёмкость дисков обычно составляет менее 650 Мбайт. На одном диске можно записать несколько сот тысяч страниц машинописного текста. Для сравнения: весь книжный фонд Российской государственной библиотеки, в случае его перевода на компакт-диски, можно уместить в обычной трёхкомнатной квартире. Между тем уже разработаны оптические диски и с гораздо большей ёмкостью – свыше 1 Гбайт.
Поскольку запись и воспроизведение информации на оптических дисках являются бесконтактными, постольку практически исключается возможность механического повреждения таких дисков.
Он также как и магнитный документ относится к современным носителя информации, основанным на оптических способах записи, считывания и воспроизведения. К оптическим документам относятся оптические диски и видеодиски: компакт-диски, CD-ROM, DVD-диск.
Схема конструкции оптического видеодиска: 1 - наружный слой из прозрачной пластмассы; 2 - металлизированная отражающая дорожка записи; 3 - твердая непрозрачная пластиковая основа.
На оптический диск информация записывается и считывается с помощью сфокусированного лазерного луча.
В зависимости от возможности использования для записи и считывания оптические диски делят на два вида:
1. WORM (Write Once Read Many) – накопители, предназначенные для записи информации и её хранения;
2. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) - накопители, предназначенные для чтения информации.
Оптические диски можно разделить на типы:
· Аудио-компакт-диск - это диск с постоянной (нестираемой) звуковой информацией, записанной в двоичном коде;
· CD-ROM – диск с постоянной памятью, предназначенный для хранения и чтения значительных объёмов информации. Он содержит компьютерную информацию, которая считывается дисководом, подключённым к ПЭВМ;
· Видео-компакт-диск – диск, на котором в цифровой форме записывается текстовая, изобразительная и звуковая информация, а также программы ЭВМ;
· DVD-диск – разновидность нового поколения оптических дисков, на котором в цифровой форме записывается текстовая, видео и звуковая информация, а также компьютерные данные;
· Магнитооптический диск – диски состоящие из разных комбинаций гибкого магнитного диска, винчестера и оптического диска.
4. Носители на базе флэш-памяти
Один из самых современных и перспективных носителей документированной информации – твёрдотельная флэш-память, представляющая собой микросхему на кремниевом кристалле. Этот особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Название связано с огромной скоростью стирания микросхемы флэш-памяти.
Для хранения информации флэш-носители не требуют дополнительной энергии, которая необходима только для записи. Причём по сравнению с жёсткими дисками и носителями CD-ROM для записи информации на флэш-носителях требуется в десятки раз меньше энергии, поскольку не нужно приводить в действие механические устройства, как раз и потребляющие большую часть энергии. Сохранение электрического заряда в ячейках флэш-памяти при отсутствии электрического питания обеспечивается с помощью так называемого плавающего затвора транзистора.
Носители на базе флэш-памяти могут хранить записанную информацию очень длительное время (от 20 до 100 лет). Будучи упакованы в прочный жёсткий пластиковый корпус, микросхемы флэш-памяти способны выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков). Надёжность такого рода носителей обусловлена и тем, что они не содержат механически движущихся частей. В отличие от магнитных, оптических и магнитооптических носителей, здесь не требуется применение дисководов с использованием сложной прецизионной механики. Их отличает также бесшумная работа.
Кроме того, эти носители очень компактны.
Информацию на флэш-носителях можно изменять, т.е. перезаписывать. Помимо носителей с единственным циклом записи, существует флэш-память с количеством допустимых циклов записи/стирания до 10000, а также от 10000 до 100000 циклов. Все эти типы принципиально не отличаются друг от друга.
Несмотря на миниатюрные размеры, флэш-карты обладают большой ёмкостью памяти, составляющей многие сотни Мбайт. Они универсальны по своему применению, позволяя записывать и хранить любую цифровую информацию, в том числе музыкальную, видео- и фотографическую.
Флэш-память вошла в разряд основных носителей информации, широко используемых в разных цифровых мультимедийных устройствах – в портативных компьютерах, в принтерах, цифровых диктофонах, сотовых телефонах, электронных часах, записных книжках, телевизорах, кондиционерах, МРЗ-плеерах, в цифровых фото- и видеокамерах.
Флэш-карты являются одним из наиболее перспективных видов материальных носителей документированной информации. Уже разработаны карты нового поколения – Secure Digital, обладающие криптографическими возможностями защиты информации и высокопрочным корпусом, существенно снижающим риск повреждения носителя статистическим электричеством.
Выпущены карты ёмкостью 4 Гбайт. На них можно поместить около 4000 снимков высокого разрешения, или 1000 песен в формате МРЗ, или же полный DVD-фильм. Тем временем набирает свои обороты использования флэш-карта ёмкостью 8 Гбайт.
Налажено производство так называемых неподвижных флэш-дисков ёмкостью в сотни Мбайт, тоже представляющих собой устройство для хранения и транспортировки информации.
Таким образом, совершенствование технологии флэш-памяти идёт в направлении увеличения ёмкости, надёжности, компактности, многофункциональности носителей, а также снижения их стоимости.
5. Носители объёмного изображения
Голограмма современный носитель объёмного изображения.
Представляет собой документ, содержащий изображение, запись и воспроизведение которого производится оптическим способом с использованием лазерного луча без использования линз.
Голограмма создаётся с помощью голографии – метода точной записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Он основан на интерференции волн – явлении, наблюдаемом при сложении поперечных волн (световых, звуковых и др.) либо при усилении волн в одних точках документа и ослаблении в других в зависимости от разности фаз интерферирующих волн. На фотопластинку одновременно с «сигнальной» волной, рассеянной объектом, направляют «опорную» волну от того же источника света. Возникающая при интерференции этих волн картина, содержащая информацию об объекте, фиксируется на светочувствительной поверхности (голограмме). При облучении голограммы или её участка опорной волной можно увидеть объёмное изображение объекта.
Особенностью голографии является получение зрительного образа предмета, который обладает всеми признаками оригинала. При этом достигается полная иллюзия присутствия предмета.
На голограмме запись и воспроизведение информации производится при помощи лазера. Качество изображения зависит от монохроматичности излучения лазера и разрешающей способности фотоматериалов, используемых при получении голограмм. Если спектр излучения лазера широкий, то результирующая интерференционная картина будет не чёткой и размытой. Поэтому при изготовлении голограмм применяют лазеры с очень узкой спектральной линией излучения. На качество голографического изображения влияют условия съёмки, разрешающая способность фотоматериалов. Внешне голограмма напоминает засвеченный фотографический негатив, на которой нет никаких признаков «фотографируемого» предмета. Однако достаточно осветить голограмму лучом лазера как появляется объёмное изображение. Предметы находятся в глубине фотопластинки, как отражение в зеркале.
С помощью голографии можно получать такие объёмные изображения, которые создают полную иллюзию реальности наблюдаемых предметов – зрительное ощущение объемности и цвета, включая все оттенки цветов и ракурса. На голограмме изображение предмета настолько совершенно и правдоподобно, что наблюдатель воспринимает его как реально существующий предмет.
Голограмма может быть плоской или объёмной. Чем больше объём голограммы (толщина светочувствительной плёнки), тем лучше реализуются все её свойства.
Голограмма отличается от обычной фотографии так же, как скульптура от картины. В обычной фотографии точка изображения на фотопластинке соответствует некоторой точке объекта. В голографии каждая точка объекта испускает рассеянную волну, которая попадает на всю поверхность голограммы. В результате любая точка объекта соответствует всей поверхности голограммы: если разбирать фотопластинку, на которой зарегистрирована голограмма, любой её части достаточно для того, чтобы восстановить изображение рассеивающего объекта в трёх измерениях. Это напоминает ситуацию, когда разбивается объектив. С помощью любого из его осколков можно получить изображение предмета.
В голографии используется свойство когерентности лазерного луча: волновая поверхность (волновой фронт) некоторого луча записывается в форме интерференционных полос на светочувствительный материал или фотопластинку, которая называется голограммой. При считывании голограммы восстанавливается исходный волновой фронт. Иными словами, лазерный луч расщепляется на два луча, один из которых проецируется на объект съёмки, и, отражённый от этого объекта, свет попадает на светочувствительный материал; второй луч непосредственно проецируется на светочувствительный материал.
С помощью этих двух лучей записывается интерференционная картина. Когда на изготовленную голограмму проецируется лазерный луч, то всплывает объёмное изображение объекта съёмки. Этот процесс называется восстановлением. Если рассматривать голограмму в микроскоп, то видна система чередующихся светлых и тёмных полос. Интерференционный узор реальных объектов весьма сложен.
Голограмму можно изготовить и иным способом, благодаря которому объёмное изображение можно увидеть при обычном свете.
Поскольку голограмма позволяет записывать изображение вплоть до фазовых составляющих светового луча, то на ней можно хранить трёхмерную информацию об объекте съёмки. В настоящее время эта технология используется в считывателях штрихового кода, звукоснимателях для оптических дисков, также её можно успешно использовать для преобразования информации в оптических компьютерах.
Большинство разрабатываемых и внедряемых способов голографической регистрации и обработки информационных массивов имеют чаще всего вид печатных документов. Голограмма представляет собой оптический элемент, формирующий изображение без помощи внешней оптики, что является важнейшим преимуществом. На одну голограмму можно нанести до 150 изображений, причём эти изображения совершенно не мешают друг другу при их воспроизведении. Необходимо только соблюдать угол, под которым каждое изображение записывалось. Голограмма помехоустойчива, порча её некоторой части не приводит к потере всего изображения. Поскольку каждая точка объекта записывается практически на всей площади голограммы, царапины, пыль, посторонние включения в эмульсию вызывают лишь незначительные ухудшения изображения и снижение его яркости.
На квадратном сантиметре поверхности плёнки можно вместить 100 млн бит информации. А на пластинку калий-брома размером 2,5*2,5*0,2 см можно записать около 300 тысяч изображений документной информации, приблизительно целый архив большой библиотеки.
Изобретение голограмм имеет огромное значение. Развивающаяся вычислительная техника требует долговременных и запоминающих устройств с большим объёмом памяти. Электронная память успешно справляется с этой работой. Но ещё больше подходят для этих целей голографические системы памяти. Ёмкость голографической памяти может составить 10 6 – 10 8 бит. В течении микросекунд она выбирает данные из ячеек памяти.
Заключение
Рассмотрев данную тему можно сказать, что с развитием науки и техники будут появляться новые носители информации, более совершенные, которые будут вытеснять устаревшие носители информации, которые мы используем сейчас.
Широкое распространение оптических дисков связано с целым рядом их преимуществ по сравнению с магнитными носителями, а именно: высокая надёжность при хранении, большой объём сохраняемой информации, записывание на одном диске звуковой, графической и буквенно-цифровой, быстрота поиска, экономичное средство хранения и предоставления информации, они обладают хорошим соотношением «качество/цена».
Что же касается жестких дисков, то без них пока ещё ни один компьютер не обходился. В развитии жёстких дисков отчётливо прослеживается основная тенденция – постепенное повышение плотности записи, сопровождающееся увеличением скорости вращения шпиндельной головки и уменьшением времени доступа к информации, а в конечном счёте – увеличением производительности. Создание новых технологий постоянно усовершенствует этот носитель, он меняет свою ёмкость до 80 – 175 Гбайт. В более отдалённой перспективе ожидается появления носителя, в котором роль магнитных частиц будут играть отдельные атомы. В результате его ёмкость в миллиарды раз превысит существующие в настоящее время стандарты. Также есть одно преимущество утерянную информацию можно восстановить с помощью определённых программ.
Совершенствование технологии флэш-памяти идёт в направлении увеличения ёмкости, надёжности, компактности, многофункциональности носителей, а также снижения их стоимости.
На стадии разработки находятся голографические цифровые носители информации ёмкостью до 200 Гбайт. Они имеют форму диска, состоящего из трёх слоёв. На стеклянную подложку толщиной 0,5 мм наносится записывающий (рабочий) слой толщиной 0,2 мм и полумиллиметровый прозрачный защитный слой с отражающим покрытием.
Будущее развитие документа связано с компьютеризацией документно-коммуникационной системы, при этом традиционные виды документов сохранятся в информационном обществе наряду с нетрадиционными видами носителей информации, обогащая и дополняя друг друга.
Документы, будучи массовым общественным продуктом, отличаются сравнительно низкой долговечностью. Во время своего функционирования в оперативной среде и особенно при хранении они подвергаются многочисленным негативным воздействиям, а носители не только подвергаются повреждениям во внешней среде, они подвержены техническому (по уровню развития оборудования) и логическому (связано с содержанием информации, программным обеспечением и стандартам сохранности информации) старению.
В связи с этими факторами активно ведутся работы по созданию компактных носителей, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по такой технологии, может заменить тысячи лазерных дисков.
Стремительное развитие новейших информационных технологий приводит, таким образом, к созданию всё новых, более информационно ёмких, надёжных и доступных по цене носителей документированной информации.
Будущие документоведы должны быть готовы к этому психологически, теоретически и технологически. Нам необходимо идти «в ногу со временем», так как документоведение неразрывно связано с информатикой, где наука не стоит на одном месте.
Когда-нибудь в России будет использоваться многофункциональный носитель, в котором будет храниться информация о человеке, позволяющий его использование одновременно как документ: устанавливающий личность, несущий в себе информацию банковских карт, медицинские данные о заболеваниях, его можно будет использовать в транспорте, библиотеке и т. д. Это всё будет возможным только при развитии документоведения, информатики, юриспруденции, и будет зависеть от людей готовы ли они к таким глобальным переменам.
Используемая литература:
1. ГОСТ З 51141-98. Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1998.
2. Кушнаренко Н.Н. Документоведение. Учебник. – К.: Знання, 2006.
3. Ларьков Н.С. Документоведение. – М.: Восток-Запад, 2006.
4. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия на DVD. – ООО «Уральский электронный завод», 2007. Лиц. ВАФ № 77-15
ГОСТ З 51141-98. Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1998.
Кушнаренко Н.Н. Документоведение. – К.: Знання, 2006. – С. 432.
Ларьков Н.С. Документоведение. – М.: Восток-Запад, 2006. – С. 174.
Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия на DVD. – ООО «Уральский электронный завод», 2007. Лиц. ВАФ № 77-15
Кушнаренко Н.Н. Документоведение. – К.: Знання, 2006. – С. 451.
Введение…………………………………………………………………………...3
Носители информации……………………………………………………………4
Кодирование и считывание информации..………………………………………9
Перспективы развития…………………….…………………………………….15
Заключение……………………………………………………………………….18
Литература.………………………………………………………………………19
Введение
В 1945 г. Джон фон Нейман (1903-1957), американский ученый, выдвинул идею использования внешних запоминающих устройств для хранения программ и данных. Нейман разработал структурную принципиальную схему компьютера. Схеме Неймана соответствуют и все современные компьютеры.
Внешняя память предназначена для долговременного хранения программ и данных. Устройства внешней памяти (накопители) являются энергонезависимыми, выключение питания не приводит к потере данных. Они могут быть встроены в системный блок или выполнены в виде самостоятельных блоков, связанных с системным через его порты. По способу записи и чтения накопители делятся, в зависимости от вида носителя, на магнитные, оптические и магнитооптические.
Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми.
Считывание информации – извлечение информации, хранящейся в запоминающем устройстве (ЗУ), и передача её в др. устройства вычислительной машины. Считывание информации производится при выполнении большинства машинных операций, а иногда является самостоятельной операцией.
В ходе реферата рассмотрим основные типы носителей информации, кодирования и считывания информации, а также перспективы развития.
Носители информации
Исторически первыми носителями информации были перфоленточные и перфокарточные устройства ввода-вывода. Вслед за ними пришли внешние записывающие устройства в виде магнитных лент, сменных и постоянных магнитных дисков и магнитных барабанов.
Магнитные ленты хранят и используют намотанными на катушки. Выделялись катушки двух видов: подающие и принимающие. Ленты поставляются пользователям на подающих катушках и не требуют дополнительной перемотки при установке их в накопители. Лента на катушку наматывается рабочим слоем внутрь. Магнитные ленты относятся к накопителям непрямого доступа. Это значит, что время поиска любой записи зависит от ее местоположения на носителе, так как физическая запись не имеет своего адреса и чтобы её просмотреть необходимо просмотреть предыдущие. К запоминающим устройствам прямого доступа относятся магнитные диски и магнитные барабаны. Основная особенность их заключается в том, что время поиска любой записи не зависит от ее местоположения на носителе. Каждая физическая запись на носителе имеет адрес, по которому обеспечивается непосредственный доступ к ней, минуя остальные записи. Следующим видом записывающих устройств стали пакеты сменных магнитных дисков, состоящие из шести алюминиевых дисков. Ёмкость всего пакета составляла 7,25 Мбайт.
Рассмотрим более подробно современные носители информации.
1. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД – дисковод).
Это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски – дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми. Дискета – это магнитный диск вроде пластинки, помещенный в «конверт». В зависимости от размера дискеты изменяется ее емкость в байтах. Если на стандартную дискету размером 5’25 дюйма помещается до 720 Кбайт информации, то на дискету 3’5 дюйма уже 1,44 Мбайта. Дискеты универсальны, подходят на любой компьютер того же класса оснащенный дисководом, могут служить для хранения, накопления, распространения и обработки информации. Дисковод – устройство параллельного доступа, поэтому все файлы одинаково легко доступны. Диск покрывается сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Каждая дорожка разделяется на секторы. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, т. е. числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки. К недостаткам относятся маленькая емкость, что делает практически невозможным долгосрочное хранение больших объемов информации, и не очень высокая надежность самих дискет. В настоящее време дискеты практически не используются.
2. Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД – винчестер)
Является логическим продолжением развития технологии магнитного хранения информации. Основные достоинства:
– большая емкость;
– простота и надежность использования;
– возможность обращаться к множеству файлов одновременно;
– высокая скорость доступа к данным.
Из недостатков можно выделить лишь отсутствие съемных носителей информации, хотя в настоящее время используются внешние винчестеры и системы резервного копирования.
В компьютере предусмотрена возможность с помощью специальной системной программы условно разбивать один диск на несколько. Такие диски, которые не существуют как отдельное физическое устройство, а представляют лишь часть одного физического диска, называются логическими дисками. Логическим дискам присваиваются имена, в качестве которых используются буквы латинского алфавита [С:], , [Е:], и т. д.
3. Устройство чтения компакт-дисков (CD-ROM)
В этих устройствах используется принцип считывания сфокусированным лазерным лучом бороздок на металлизированном несущем слое компакт-диска. Этот принцип позволяет достичь высокой плотности записи информации, а, следовательно, и большой емкости при минимальных размерах. Компакт-диск является отличным средством хранения информации, он дешевый, практически не подвержен каким-либо влияниям среды, информация, записанная на нем не исказится и не сотрется, пока диск не будет уничтожен физически, его ёмкость 650 Мбайт. Имеет только один недостаток – сравнительно небольшой объём хранения информации.
4. DVD
А) Отличия DVD от обычных CD-ROM
Самое основное отличие – это, естественно, объем записываемой информации. Если на обычный CD-диск можно записать 650 Мб (хотя в последнее время встречаются болванки и на 800 Мб, но далеко не все приводы смогут прочитать то, что записано на таком носителе), то на один DVD-диск влезет от 4,7 до 17 Гб. В DVD используется лазер с меньшей длиной волны, что позволило существенно увеличить плотность записи, а кроме того, DVD подразумевает возможность двухслойной записи информации, то есть на поверхности компакта находится один слой, поверх которого наносится еще один, полупрозрачный, и первый считывается сквозь второй параллельно. В самих носителях тоже отличий больше, чем кажется на первый взгляд. Из-за того, что плотность записи существенно возросла, а длина волны стала меньше, изменились и требования к защитному слою – для DVD он составляет 0,6 мм против 1,2 мм у обычных CD. Естественно, что диск такой толщины будет значительно более хрупким, по сравнению с классической болванкой. Поэтому еще 0,6 мм обычно заливаются пластиком с двух сторон, чтобы получились те же 1,2 мм. Но самый главный бонус такого защитного слоя в том, что благодаря его малому размеру на одном компакте стало возможным записывать информацию с двух сторон, то есть удваивать его емкость, при этом оставляя размеры практически прежними.
Б) Емкость DVD
Существует пять разновидностей DVD-дисков:
1. DVD5 – однослойный односторонний диск, 4,7 Гб, или два часа видео;
2. DVD9 – двухслойный односторонний диск, 8,5 Гб, или четыре часа видео;
3. DVD10 – однослойный двухсторонний диск, 9,4 Гб, или 4,5 часа видео;
4. DVD14 – двухсторонний диск, два слоя на одной и один на другой стороне, 13,24 Гб, или 6,5 часов видео;
5. DVD18 – двухслойный двухсторонний диск, 17 Гб, или более восьми часов видео.
Самые популярные стандарты – DVD5 и DVD9.
В) Возможности
Ситуация с DVD-носителями сейчас напоминает аналогичную с CD, на которых долгое время тоже хранили только музыку. Сейчас можно встретить не только фильмы, но и музыку (так называемые DVD-Audio) и сборники софта, и игры, и фильмы. Естественно, что основной областью использования является кинопродукция.
Г) Звук в DVD
Звуковое сопровождение может быть закодировано во многих форматах. Самые известные и часто используемые – Dolby Prologic, DTS и Dolby Digital всех версий. То есть фактически в форматах, используемых в кинотеатрах для получения максимально точной и красочной звуковой картины.
Д) Механические повреждения
К механическим повреждениям диски CD и DVD одинаково чувствительны. То есть царапина есть царапина. Однако из-за гораздо более высокой плотности записи потери на DVD-диске будут более значительными. Сейчас существуют программы, которые могут восстанавливать информацию даже с поврежденных дисков, правда с пропуском повреждённых секторов.
Быстрорастущий рынок портативных жестких дисков, предназначенных для транспортировки больших объемов данных, привлек к себе внимание одного из самых крупных производителей винчестеров. Компания Western Digital объявила о выпуске сразу двух моделей устройств под названием WD Passport Portable Drive. В продажу поступили варианты емкостью 40 и 80 Гб. Портативные устройства WD Passport Portable Drive основаны на 2,5-дюймовых HDD WD Scorpio EIDE. Они упакованы в прочный корпус, оборудованы поддержкой технологии Data Lifeguard, и не нуждаются в дополнительном источнике питания (питание через USB). Производитель отмечает, что накопители не греются, работают тихо и потребляют мало энергии.
Потребность хранить какую-либо информацию у человека появилась еще в доисторические времена, чему яркий пример - наскальная живопись, которая сохранилась и по сей день. Наскальные рисунки можно по праву назвать самым износостойким носителем информации на данный момент, хотя с портативностью и удобством использования есть некоторые трудности. С появлением ЭВМ (и ПК в частности) разработка емких и удобных в использовании носителей информации стала особенно актуальной.
Бумажные носители
В первых компьютерах использовалась перфокарты и перфорированная бумажная лента, намотанная на бобины, так называемая перфолента. Ее прародителями были автоматизированные ткацкие станки, в частности машина Жаккара, финальный вариант которой был создан изобретателем (в честь которого она и названа) в 1808 году. Для автоматизации процесса подачи нитей использовались перфорированные пластины:
Перфокарты - картонные карточки, которые использовали подобный метод. Их было много разновидностей, как с отверстиями, которые отвечали за "1" в двоичном коде, так и текстового вида. Самым распространенным был формат IBM: размер карты составлял 187х83 мм, на ней инфомация располагалась в 12 строк и 80 столбцов. В современных терминах, одна перфокарта хранила 120 байт информации. Для ввода информации перфокарты нужно было подавать в определенной последовательности.
В перфоленте используется тот же принцип. Информация хранится на ней в виде отверстий. Первые компьютеры, созданные в 40-х годах прошлого века работали как с вводимыми с помощью перфоленты в реальном времени данными, так и использовали некое подобие оперативной памяти, преимущественно с использованием электронно-лучевых трубок. Бумажные носители активно использовались в 20-50 годах, после чего постепенно начали заменяться магнитными носителями.
Магнитные носители
В 50-х годах началось активное развитие магнитных носителей. За основу взято было явление электромагнетизма (образование магнитного поля в проводнике при пропускании тока через него). Магнитный носитель состоит из поверхности, покрытой ферромагнетиком и считывающей/пишущей головки (сердечник с обмоткой). По обмотке протекает ток, появляется магнитное поле определенной полярности (в зависимости от направления тока). Магнитное поле воздействует на ферромагнетик и магнитные частицы в нем поляризуются в направлении действия поля и создают остаточную намагниченность. Для записи данных на разные участки производится воздействие магнитным полем разной полярности, а при считывании данных регистрируются зоны, в которых изменяется направление остаточной намагниченности ферромагнетика. Первыми такими носителями были магнитные барабаны: большие металлические цилиндры, покрытые ферромагнетиком. Вокруг них устанавливались считывающие головки.
После них появился жесткий диск в 1956 году, это был 305 RAMAC компании IBM, который состоял из 50 дисков диаметром 60 см, по размером был соизмерим с большим холодильником современного формата Side-by-Side и весил чуть меньше тонны. Его объем составлял невероятные по тем временам 5 МБ. Головка свободно перемещалась по поверхности диска и скорость работы была выше, чем у магнитных барабанов. Процесс погрузки 305 RAMAC в самолет:
Объем быстро начал увеличиваться и в конце 60-х годов IBM выпустила высокоскоростной накопитель с двумя дисками емкостью по 30 МБ. Производители активно работали над уменьшением габаритов и к 1980 году жесткий диск имел размеры 5.25-дюймового привода. С тех времен конструкция, технологии, объем, плотность и размеры претерпели колоссальных изменений и самыми популярными стали форм-факторы и 3.5, 2.5 дюйма, в меньшей мере - 1.8 дюйма, а объемы уже достигают десятка терабайт на одном носителе.
Некоторое время использовался еще формат IBM Microdrive, который представлял из себя миниатюрный жесткий диск в форм-факторе карты памяти CompactFlash тип II. Выпущен в 2003 году, позже продан компании Hitachi.
Параллельно развивалась магнитная лента. Появилась она вместе с выходом первого американского коммерческого компьютера UNIVAC I в 1951 году. Опять же постаралась компания IBM. Магнитная лента представляла из себя тонкую пластиковую полосу с магниточувствительным покрытием. С тех времен использовалась в самых разных форм-факторах.
Начиная с бобин, ленточных картриджей и заканчивая компакт-кассетами и видеокассетами VHS. В компьютерах использовались начиная с 70 годов и заканчивая 90-ми (уже в значительно меньших количествах). Часто в качестве внешнего носителя к ПК использовался подключаемый магнитофон.
Накопители на магнитной ленте под названием Стримеры применяются и сейчас, преимущественно в промышленности и крупном бизнесе. На данный момент используются бобины стандарта Linear Tape-Open (LTO), а рекорд в этом году поставили IBM и FujiFilm, умудрившись записать на стандартную бобину 154 терабайта информации. Предыдущий рекорд - 2.5 терабайт, LTO 2012 года.
Еще один тип магнитных носителей - дискеты или флоппи-диск. Тут слой ферромагнетика наносится на гибкую, легкую основу и помещается в пластиковый корпус. Такие носители были просты с точки зрения изготовления и отличались невысокой стоимостью. Первая дискета имела форм-фактор 8 дюймов и появилась в конце 60-х. Создатель - опять IBM. К 1975 году емкость достигла 1 МБ. Хотя популярность дискеты заработали благодаря выходцам из IBM, которые основали собственную компанию Shugart Associates и в 1976 году выпустили дискету формата 5.25 дюйма, емкость составляла 110 КБ. К 1984 году емкость уже составляла 1.2 МБ, а Sony подсуетилась с более компактным форм-фактором 3.5 дюйма. Такие дискеты до сих пор можно найти у многих дома.
Компания Iomega выпустила в 1980-х картриджи с магнитными дисками Bernoulli Box, емкостью 10 и 20 МБ, а в 1994 году - так называемые Zip размера 3.5 дюйма объемом 100 МБ, до конца 90-х они достаточно активно использовались, но конкурировать с компакт-дисками им было не по зубам.
Оптические носители
Оптические носители имеют форму дисков, чтение с них ведется с помощью оптического излучения, обычно лазера. Луч лазера направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками на специальном слое, при регистрации и декодировании этих изменений восстанавливается записанная на диск информация. Впервые технологию оптической записи с использованием светопропускающего носителя была разработана Дэвидом Полом Греггом в 1958 году и запатентована в 1961 и 1990 годах, а в 1969 году компания Philips создала так называемый LaserDisc , в котором свет отражался. Впервые публике LaserDisc был показан в 1972 году, а в продажу поступил в 1978. По размеру он был близок к виниловым пластинкам и предназначался для фильмов.
В семидесятых годах началась разработка оптических носителей нового образца, в результате Philips и Sony представили в 1980 году формат CD (Compact Disk), который был впервые продемонстрирован в 1980 году. В продажу компакт-диски и аппаратура поступили в 1982 году. Изначально использовались для аудио, помещалось до 74 минут. В 1984 году Philips и Sony создали стандарт CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) для любых типов данных. Объем диска составлял 650 МБ, позже - 700 МБ. Первые диски, которые можно было записывать в домашних условиях, а не на заводе были выпущены в 1988 году и получили названиеCD-R (Compact Disc Recordable), а CD-RW, позволяющие многократную перезапись данных на диске, появились уже в 1997.
Форм-фактор не менялся, увеличивалась плотность записи. В 1996 году появился формат DVD (Digital Versatile Disc), который имел ту же форму и диаметр 12 см, а объем - 4.7 ГБ или 8.5 ГБ у двухслойного. Для работы с DVD-дисками были выпущены соответствующие приводы, обратно совместимые с CD. В последующие годы было выпущено еще несколько стандартов DVD.
В 2002 году миру были представлены два разных и несовместимых формата оптических дисков нового поколения: HD DVD и Blu-ray Disc (BD). В обоих случаях для записи и чтения данных используется голубой лазер с длинной волны 405 нм, что позволило еще увеличить плотность. HD DVD способен хранить 15 ГБ, 30 ГБ или 45 ГБ (один, два или три слоя), Blu-ray - 25, 50, 100 и 128 ГБ. Последний стал более популярен и 2008 году компания Toshiba (один из создателей) отказалась от HD DVD.
Полупроводниковые носители
В 1984 году компания Toshiba предложила полупроводниковые носители, так называемую флэш-память NAND, которая стала популярна спустя десятилетие после изобретения. Второй вариант NOR был предложен Intel в 1988 году и используется для хранения программных кодов, например BIOS. NAND-память используется сейчас в картах памяти , флэшках, SSD-накопителях и гибридных жестких дисках.
Технология NAND позволяет создавать чипы с высокой плотностью записи, она компактна, менее энергозатратна в использовании и имеет более высокую скорость работы (в сравнении с жесткими дисками). Основным минусом на данный момент является достаточно высокая стоимость.
Облачные хранилища
С развитием всемирной сети, увеличением скоростей и мобильного интернета появились многочисленные облачные хранилища, в которых данные хранятся на многочисленных распределенных в сети серверах. Данные хранятся и обрабатываются в так называемом виртуальном облаке и пользователь имеет к ним доступ при наличии доступа в интернет. Физически серверы могут находиться удаленно друг от друга. Есть как специализированные сервисы типа Dropbox, так и варианты компаний-производителей ПО или устройств. У Microsoft - OneDrive (ранее SkyDrive), iCloud у Apple, Google Диск и так далее.
Носитель информации -- предмет, используемый человеком для длительного хранения информации.
Оптические диски
Носители информации в форме диска, информация с которых считывается при помощи лазера. Информация хранится в виде питов(pit - яма) и лендов(land - земля) на слое поликарбоната. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует ме́ньшую интенсивность света.
Первое поколение
Компакт-диск(CD) - разработан компаниями Sony и Phillips в 1979 году, используется преимущественно для записи аудио-файлов. Имеют объём от 650 Мб до 900 Мб. Разделяются на CD-R(Compact Disc Recordable) для однократной записи и на CD-RW(Compact Disc ReWritable)для многократной записи. Весьма распространены до сих пор.
Второе поколение
Цифровой многоцелевой диск(DVD) - был анонсирован в 1995 году. Благодаря более плотной структуре рабочей поверхности и возможности нанесения её на обе стороны диска, он значительно превосходит компакт-диски в объёме от (1,46 Гб до 17.08 Гб). Также делятся на DVD-R и DVD-RW, DVD+R и DVD+RW, которые более совершенны, чем предыдущие два, и DVD-RAM, допускающий значительно большее количество перезаписей, чем DVD+RW. Наиболее распространённые оптические диски на данный момент.
Цифровой Многослойный Диск(DMD) - оптический диск, разработанный компанией D Data Inc. Диск основан на трехмерной оптической технологии хранения данных, то есть лазер считывает с нескольких рабочих поверхностей одновременно. DMD могут хранить от 22 до 32 Гб двоичной информации. DMD покрыты запатентованными химическими составами, которые реагируют, когда красный лазер освещает особый слой. В этот момент химическая реакция производит сигнал, который в последующем будет считан с диска. Благодаря этому диски могут потенциально вмещать до 100 Гб данных.
Флуоресцентный многоуровневый диск(FMD) - формат оптического носителя, разработанный компанией «Constellation 3D», использующий флуоресценцию вместо отражения для хранения данных, что позволяет работать, соответствуя принципам объёмной оптической памяти и иметь до 100 слоёв. Они позволяют вместить объём до 1 Тб при размерах обычного компакт-диска. Питы на диске заполнены флуоресцентным материалом. Когда когерентный свет из лазера фокусируется на них, они вспыхивают, излучая некогерентные световые волны разных длин. Пока диск чист, свет способен проходить через множество слоёв беспрепятственно. Чистые диски имеют возможность отфильтровывать свет лазера (базируясь на длинах волн и когерентности), достигая при этом более высокого коэффициента отношения сигнал/шум, чем диски, основанные на отражении. Это позволяет иметь множество слоёв.
Третье поколение
Blu-ray Disc(BD) - формат оптического диска, используемый для записи с повышенной плотностью хранения цифровых данных. Современный вариант этого диска был представлен в 2006 году. Своё название(blue ray - синий луч) получил по технологии записи и чтения с помощью коротковолнового синего лазера, что и позволило уплотнить данные на диске. Может вмещать от 8 до 50 Гб.
DVD высокой ёмкости(HD DVD) - аналог предыдущего формата дисков с ёмкостью до 30 Гб.Не поддерживаются с 2008 года, чтобы избежать войны форматов.
Многоцелевые многоуровневые диски высокой ёмкости(HDVMD) - формат цифровых носителей на оптических дисках, предназначенный для хранения видео высокой чёткости и другого высококачественных мультимедийных данных. На одном слое HD VMD-диска помещается до 5 ГБ данных, но за счёт того, что диски являются многослойными (до 20 слоёв) их ёмкость достигает 100 ГБ. В отличие от предыдущих двух форматов использует красный лазер, что позволяет читать их дисководам, поддерживающих CD и DVD диски.
Четвёртое поколение
Голографический многоцелевой диск(HVD) - разрабатываемый перспективный формат оптических дисков, который предполагает значительно увеличить объём хранимых на диске данных по сравнению с Blu-Ray и HD DVD. Он использует технологию, известную как голография, которая использует два лазера: один - красный, а второй - зелёный, сведённые в один параллельный луч. Зелёный лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения вспомогательных сигналов с обычного компакт-дискового слоя в глубине диска. Предполагаемая ёмкость - до 4 Тб.
Жёсткие диски
Накопитель на жёстких магнитных дисках - запоминающее устройство, основной накопитель в большинстве компьютеров. Принцип действия основан на изменении векторов намагниченности доменов(небольшого участка диска)магнитного диска под действием переменного тока в катушке на конце считывающей головки. Распространены благодаря очень высокой ёмкости и скорости работы. Многие жёсткие диски издают шум. Бытовые диски обычно хранят информацию в объёме до 1 Тб. Бывают также и внешние жёсткие диски, присоединяемые к компьютеру через USB-порт, они не обеспечивают такой же скорости, как и внутренние, но предоставляют ту же большую ёмкость. Помимо это разрабатываются гибридные жёсткие диски с элементами флэш-памяти.
Носители, использующие технологию флеш-памяти
Флеш-память - разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти. Принцип работы полупроводниковой технологии флеш-памяти основан на изменении и регистрации электрического заряда в изолированной области («кармане») полупроводниковой структуры. Достоинствами таких носителей являются компактность, дешевизна, механическая прочность, большой объём, скорость работы и низкое энергопотребление. Серьёзным недостатком данной технологии является ограниченный срок эксплуатации носителей.
USB-флэш-накопитель - запоминающее устройство, изобретённое в 2000 году. Очень популярное, благодаря удобству пользования и универсальности. Может хранить информацию без электричества до 10 лет.
Карта памяти - запоминающее устройство разных разновидностей, используемые под определённые устройство, таких как мобильные телефоны, КПК, авторегистраторы. Наиболее распространён стандарт microSD.
В эпоху становления человеческого общества людям хватало стен пещеры, чтобы зафиксировать нужную им информацию. Такая «база данных» целиком уместилась бы да флэш-карте размером в мегабайт. Однако за последние несколько десятков тысяч лет объем информации, которой вынужден оперировать человек, существенно возрос. Теперь для хранения данных широко используются дисковые накопители и облачные хранилища данных.
Считается, что история записи информации и ее хранения началась около 40 тыс. лет назад. Поверхности скал и стены пещер сохранили изображения представителей животного мира позднего палеолита. Гораздо позже в обиход вошли пластинки из глины. На поверхности такого древнего «планшета» человек мог наносить изображения и делать записи посредством заостренной палочки. Когда глиняный состав высыхал, запись фиксировалась на носителе. Недостаток глиняной формы хранения информации очевиден: такие таблички отличались хрупкостью и недолговечностью.
Примерно пять тысяч лет назад в Египте стали использовать более совершенный носитель информации - папирус. Сведения заносили на особые листы, которые изготовлялись из специально обработанных стеблей растения. Этот вид хранения данных был более совершенным: листы папируса легче глиняных табличек, писать на них гораздо удобнее. Данный вид хранения информации дожил в Европе до XI века новой эры.
В другой части света - в Южной Америке - хитроумные инки изобрели тем временем узелковое письмо. Информация в данном случае закреплялась при помощи узлов, которые в определенной последовательности завязывали на нити или веревке. Существовали целые «книги» из узелков, где фиксировались сведения о численности населения империи инков, о налоговых сборах, хозяйственной деятельности индейцев.
Впоследствии основным носителем информации на планете на несколько веков стала бумага. Ее применяли для печатания книг и средств массовой информации. В начале XIX века стали появляться первые перфокарты. Их делали из плотного картона. Эти примитивные машинные носители информации стали широко использовать для механического счета. Они нашли применение, в частности, при проведении переписей населения, их использовали и для управления ткацкими станками. Человечество вплотную приблизилось к технологическому прорыву, который произошел в XX веке. На смену механическим устройствам пришла электронная техника.
Что такое носители информации
Все материальные объекты способны нести в себе какую-либо информацию. Принято считать, что носители информации наделены вещественными свойствами и отражают определенные отношения между объектами действительности. Материальные свойства объектов определяются характеристиками веществ, из которых выполнены носители. Свойства отношений находятся в зависимости от качественных особенностей процессов и полей, посредством которых носители информации проявляются в материальном мире.
В теории информационных систем принято подразделять носители информации по происхождению, форме и размеру. В самом простом случае носители информации делят на:
- локальные (к примеру, жесткий диск персонального компьютера);
- отчуждаемые (съемные дискеты и диски);
- распределенные (ими могут считаться линии связи).
Последний вид (каналы связи) можно при определенных условиях считать как носителями информации, так и средой для ее передачи.
В самом общем смысле носителями информации могут считаться разные по своей форме объекты:
- бумага (книги);
- пластинки (фотопластинки, граммофонные пластинки);
- пленки (фото-, кинопленка);
- аудиокассеты;
- микроформы (микрофильм, микрофиша);
- видеокассеты;
- компакт-диски.
Многие носители информации известны с древних времен. Это каменные плиты с нанесенными на них изображениями; глиняные таблички; папирус; пергамент; береста. Гораздо позже появились иные искусственные носители информации: бумага, различные виды пластмассы, фотографические, оптические и магнитные материалы.
Информация заносится на носитель посредством изменения каких-либо физических, механических или химических свойств рабочей среды.
Общие сведения об информации и способах ее хранения
Любое природное явление так или иначе связано с сохранением, преобразованием и передачей информации. Она может быть дискретной или непрерывной.
В самом общем смысле носитель информации - это некая физическая среда, которую можно использовать для регистрации изменений и накопления информации.
Требования к искусственным носителям информации:
- высокая плотность записи;
- возможность неоднократного использования;
- большая скорость считывания информации;
- надежность и долговечность хранения данных;
- компактность.
Отдельная классификация разработана для носителей информации, применяемых в электронно-вычислительных комплексах. К таким носителям информации относят:
- ленточные носители;
- дисковые носители (магнитные, оптические, магнитооптические);
- флэш-носители.
Такое деление носит условный характер и не является исчерпывающим. При помощи особых устройств на компьютерной технике можно работать с традиционными аудио- и видеокассетами.
Характеристики отдельных носителей информации
В свое время наибольшую популярность получили магнитные носители информации. Данные в них представлены в виде участков магнитного слоя, который наносится на поверхность физического носителя. Сам носитель может иметь вид ленты, карты, барабана или диска.
Информация на магнитном носителе сгруппирована в зоны с промежутками между ними: они необходимы для качественной записи и считывания данных.
Носители информации ленточного типа используются для резервного копирования и хранения данных. Они представляют собой магнитную ленту объемом до 60 Гб. Иногда такие носители имеют вид ленточных картриджей значительно большего объема.
Дисковые носители информации могут быть жесткими и гибкими, сменными и стационарными, магнитными и оптическими. Они имеют обычно форму дисков или дискет.
Магнитный диск имеет вид пластмассового или алюминиевого плоского круга, который покрыт магнитным слоем. Фиксация данных на таком объекте осуществляется путем магнитной записи. Магнитные диски бывают переносными (сменными) или несменными.
Гибкие магнитные диски (флоппи-диски) имеют объем 1,44 Мб. Они упакованы с особые пластмассовые корпуса. Иначе такие носители информации именуют дискетами. Назначение их - временное хранение информации и перенос данных с одного компьютера на другой.
Жесткий магнитный диск нужен для постоянного хранения данных, которые часто используются в работе. Такой носитель представляет собой пакет их сцепленных между собой нескольких дисков, заключенных в прочный герметичный корпус. В обиходе жесткий диск часто называют «винчестером». Емкость такого накопителя может достигать нескольких сотен Гб.
Магнитооптический диск - это носитель информации, помещенный в особый пластиковый конверт, называемый картриджем. Это универсальное и очень надежное вместилище данных. Его отличительная черта - высокая плотность хранимой информации.
Принцип записи информации на магнитный носитель
Принцип записи данных на магнитный носитель основан на использовании свойств ферромагнетиков: они способны сохранять намагниченность после снятия действующего на них магнитного поля.
Магнитное поле создает соответствующая магнитная головка. В ходе записи двоичный код принимает форму электрического сигнала и подается на обмотку головки. Когда ток протекает через магнитную головку, вокруг нее формируется магнитное поле определенной напряженности. Под действием такого поля в сердечнике образуется магнитный поток. Его силовые линии замыкаются.
Магнитное поле взаимодействует с носителем информации и создает в нем состояние, которое характеризуется некоторой магнитной индукцией. Когда импульс тока прекращается, носитель сохраняет свое состояние намагниченности.
Чтобы воспроизвести запись, используют считывающую головку. Магнитное поле носителя замыкается через сердечник головки. Если носитель перемещается, изменяется магнитный поток. В считывающую головку поступает сигнал воспроизведения.
Одна из важных характеристик магнитного носителя информации - плотность записи. Она находится в прямой зависимости от свойств магнитного носителя, типа магнитной головки и ее конструкции.
