Електронні носії інформації
Технологія запису інформації на магнітні носії з'явилася порівняно недавно - приблизно в середині 20-го століття (40-ті - 50-ті роки). Але вже через кілька десятиліть - у 60-ті - 70-ті роки - ця технологія стала дуже поширеною в усьому світі.
Магнітна стрічка складається зі смужки щільної речовини, на яку напилюється шар феромагнетиків. Саме на цей шар "запам'ятовується" інформація. Процес запису також схожий процес запису на вінілові пластинки - за допомогою магнітної індукційної котушки замість спеціального апарату на головку подається струм, який приводить в дію магніт. Запис звуку на плівку відбувається завдяки впливу електромагніту на плівку. Магнітне поле магніту змінюється в такт зі звуковими коливаннями, і завдяки цьому маленькі магнітні частинки (домени) починають змінювати своє місце розташування на поверхні плівки в певному порядку, залежно від впливу на них магнітного поля, створюваного електромагнітом. А при відтворенні запису спостерігається процес зворотного запису: намагнічена стрічка збуджує в магнітній головці електричні сигнали, які після посилення надходять далі в динамік.
Компамкт-касемта (аудіокасемта або просто касемта) - носій інформації на магнітній стрічці, у другій половині XX століття - поширений медіаносій для звукозапису. Застосовувався для запису цифрової та аудіоінформації. Вперше компакт-касета була представлена 1964 року компанією Philips. Через свою відносну дешевизну довгий час (з початку 1970-х по 1990-і роки) компакт-касета була найпопулярнішим записуваним аудіоносієм, однак, починаючи з 1990-х років,
була витіснена компакт-дисками.
Зараз у світі є безліч різних типів магнітних носіїв: дискети для комп'ютерів, аудіо- та відеокасети, бобінні стрічки і.т.д. Але поступово відкриваються нові закони фізики, і разом із ними – нові можливості запису інформації. Лише кілька десятків років тому з'явилося безліч носіїв інформації, що базуються на новій технології - зчитування інформації за допомогою лінз та лазерного променя.
Розвиток матеріальних носіїв документованої інформації в цілому йде шляхом безперервного пошуку об'єктів з високою довговічністю, великою інформаційною ємністю при мінімальних фізичних розмірах носія. Починаючи з 1980-х років, все більшого поширення набувають оптичні (лазерні) диски. Це пластикові або алюмінієві диски, призначені для запису та відтворення інформації за допомогою лазерного променя.
За технологією застосування оптичні, магнітооптичні та цифрові компакт-диски діляться на 3 основні класи:
1. Диски, що допускають одноразовий запис і багаторазове відтворення сигналів без можливості їх стирання (CD-R; CD-WORM – Write-Once, Read-Many – один раз записав, багато разів рахував). Використовуються в електронних архівах та банках даних, у зовнішніх накопичувачах ЕОМ.
2. Реверсивні оптичні диски, що дозволяють багаторазово записувати, відтворювати та стирати сигнали (CD-RW, CD-E). Це найбільш універсальні диски, здатні замінити магнітні носії практично у всіх сферах застосування.
3. Цифрові універсальні відеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типу DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R із великою ємністю (до 17 Гбайт).
Назва оптичних дисків визначається методом запису та зчитування інформації. Інформація на доріжці створюється потужним лазерним променем, що випалює на дзеркальній поверхні диска западини, і є чергуванням западин і ділянок, що відбивають. При зчитуванні інформації дзеркальні острівці відбивають світло лазерного променя і сприймаються як одиниця (1), западини не відбивають промінь і сприймаються як нуль (0). Цей принцип дозволяє досягти високої щільності запису інформації, а відтак і великої ємності за мінімальних розмірів. Компакт-диск є ідеальним засобом зберігання інформації - дешевий до смішного, практично не схильний до будь-яких впливів середовища, інформація записана на ньому не спотвориться і не зітреться, поки диск не буде знищений фізично, має ємність 700 Мбайт.
Магнітооптичний диск - носій інформації, що поєднує властивості оптичних та магнітних накопичувачів. Диск виготовлений із використанням феромагнетиків. Магнітооптичні диски при всіх своїх перевагах мають серйозні недоліки: відносно низьку швидкість запису, викликану необхідністю перед записом стирати вміст диска, а після запису - перевіркою на читання; високе енергоспоживання - для розігріву поверхні потрібні лазери значної потужності, а відтак високого енергоспоживання. Це ускладнює використання МО приводів в мобільних пристроях.
DVD (ди-ві-дім, англ. Digital Versatile Disc - цифровий багатоцільовий диск) - носій інформації у вигляді диска, зовні схожий з компакт-диском, проте має можливість зберігати більший обсяг інформації за рахунок використання лазера з меншою довжиною хвилі, ніж для стандартних компакт дисків. Перші диски і DVD-програвачі з'явилися в листопаді 1996 в Японії і в березні 1997 в США. Вони призначалися для запису та зберігання відеозображень. Цікаво, що перші DVD-болванки об'ємом 3,95 Гб коштували тоді 50 $ за штуку. Нині є шість різновидів подібних дисків ємністю від 4,7 до 17,1 Гб. Вони використовуються для запису та зберігання будь-якої інформації: відео, аудіо, даних.
Робота з інформацією в наш час не мислима без комп'ютера, оскільки він спочатку створювався як засіб обробки інформації і тільки тепер він почав виконувати безліч інших функцій: зберігання, перетворення, створення та обміну інформацією. Але перш ніж прийняти звичну зараз форму комп'ютер зазнав трьох революцій.
Перша комп'ютерна революція відбулася наприкінці
50-х; її суть можна описати двома словами: комп'ютери з'явилися.
Винайдені вони були не менше ніж за десять років до цього, але саме в той час почали випускатися серійні машини, ці машини перестали бути об'єктом досліджень для вчених та дивиною для решти. Через півтора десятиліття після цього жодна велика організація не могла собі дозволити обходитися без обчислювального центру. Якщо тоді заходила мова про комп'ютер, відразу представлялися заповнені стійками машинні зали, в яких напружено думають люди в білих халатах. І тут відбулася друга революція. Практично одночасно кілька фірм виявили, що розвиток техніки досяг такого рівня, коли навколо комп'ютера не обов'язково споруджувати обчислювальний центр, а він став невеликим. То були перші міні-ЕОМ. Але минуло ще десять років, і настала третя революція - наприкінці 70-х виникли персональні комп'ютери. За короткий час, пройшовши шлях від настільного калькулятора до невеликої повноцінної машини, ПК зайняли свої місця на робочих столах індивідуальних користувачів.
У той момент, коли перший комп'ютер вперше обробив кілька байт даних моментально постало питання: де і як зберігати отримані результати? Як зберігати результати обчислень, текстові та графічні образи, довільні набори даних?
Перш за все, повинен бути пристрій, за допомогою якого комп'ютер буде запам'ятовувати інформацію, потім потрібен носій інформації, на якому її можна буде переносити з місця на місце, причому інший комп'ютер повинен також легко прочитати цю інформацію. Розглянемо деякі з цих пристроїв.
1. Пристрій для читання перфокарт: призначений для зберігання програм і наборів даних за допомогою перфокарт - картонних карток з пробитими в певній послідовності отворами. Перфокарти були винайдені задовго до появи комп'ютера, з допомогою на ткацьких верстатах отримували дуже складні і красиві тканини, оскільки вони керували роботою механізму. Зміниш набір перфокарт та малюнок тканини буде зовсім іншим – це залежить від розташування отворів на карті. Стосовно комп'ютерів було використано той самий принцип, лише замість малюнка тканини отвори задавали команди комп'ютера чи набори даних. Такий спосіб зберігання інформації не позбавлений недоліків: дуже низька швидкість доступу до інформації; - Великий обсяг перфокарт для зберігання невеликої кількості інформації; - Низька надійність зберігання інформації; - до того ж від перфоратора постійно летіли маленькі кружечки картону, які потрапляли на руки, у кишені, застрягали у волоссі і прибиральниці були страшенно незадоволені. Перфокартами люди були змушені користуватися не тому що цей спосіб якось особливо подобався їм, або він мав якісь незаперечні переваги, зовсім ні, він взагалі не мав переваг, просто на той час нічого іншого ще не було, вибирати не було з чого , Доводилося викручуватися.
2. Накопичувач на магнітній стрічці (стріммер): заснований на використанні пристрою магнітофонного типу та касет з магнітною плівкою. Цей спосіб накопичення інформації відомий давно та успішно застосовується і сьогодні. Це пояснюється тим, що на невеликій касеті міститься досить великий об'єм інформації, інформація може зберігатися тривалий час і швидкість доступу до неї набагато вища, ніж пристрій читання перфокарт. З іншого боку, триммер придатний тільки для накопичення, зберігання великих масивів інформації, резервування даних. Обробляти інформацію за допомогою стримера практично неможливо: стример - пристрій послідовного доступу до даних: щоб отримати 5-й файл, ми повинні промотати чотири. А якщо потрібний 7529-й?
3. Накопичувач на гнучких магнітних дисках (НГМД – дисковод). Цей пристрій використовує як носій інформації гнучкі магнітні диски - дискети, які можуть бути 5-ти або 3-дюймовими. Дискета - це магнітний диск на кшталт платівки, поміщений у картонний конверт. Залежно від розміру дискети змінюється її ємність у байтах. Якщо стандартну дискету розміром 5"25 дюйма міститься до 720 Кбайт інформації, то дискету 3"5 дюйма вже 1,44 Мбайта. Дискети універсальні, підходять на будь-який комп'ютер того ж класу, оснащений дисководом, можуть служити для зберігання, накопичення, розповсюдження та обробки інформації. Дисковод – пристрій паралельного доступу, тому всі файли однаково легко доступні. До недоліків належать невелика ємність, що унеможливлює довгострокове зберігання великих обсягів інформації, і не дуже висока надійність самих дискет.
4. Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД – вінчестер): є логічним продовженням розвитку технології магнітного зберігання інформації. Мають дуже важливі переваги: - Надзвичайно велика ємність; - простота та надійність використання; - можливість звертатися до тисяч файлів одночасно; - Висока швидкість доступу до даних.
5. Вже розглянуті нами CD та DVD-диски.
Але оскільки потоки інформації тільки збільшуються то для її створення, обробки, зберігання та передачі необхідно розробляти все нові та нові засоби та пристрої.
Ми вже розглядали вище зберігання даних на CD та DVD-дисках. Незважаючи на їх зручність, у зв'язку з необхідністю використання максимально великого обсягу інформації вже починається процес їх витіснення. Найближчими роками в таких пристроях персональної обчислювальної техніки, як комп'ютер, флеш-пам'ять буде грізним суперником жорстких дисків.
6. Флеш-пам'ять (англ. Flash-Memory) - різновид твердотільної напівпровідникової енергонезалежної пам'яті, що перезаписується.
Завдяки своїй компактності, дешевизні та низькій потребі в електроенергії флеш-пам'ять вже широко використовується в портативних пристроях, що працюють на батарейках та акумуляторах - цифрових фотокамерах та відеокамерах, цифрових диктофонах, MP3-плеєрах, КПК, мобільних телефонах, а також смартфонах. Крім того, вона використовується для зберігання вбудованого програмного забезпечення у різних периферійних пристроях (маршрутизаторах, міні-АТС, комунікаторах, принтерах, сканерах). Не містить рухомих частин, так що, на відміну від жорстких дисків, більш надійна та компактна.
Основне слабке місце флеш-пам'яті – кількість циклів перезапису. Вона може бути прочитана скільки завгодно разів, але писати в таку пам'ять можна лише обмежену кількість разів (зазвичай близько 10 тисяч разів). Незважаючи на те, що таке обмеження є, 10 тисяч циклів перезапису - це набагато більше, ніж здатна витримати дискету або компакт-диск. Флеш-пам'ять найбільш відома застосуванням у USB флеш-носіях (англ. USB flash drive). Завдяки великій швидкості, об'єму та компактним розмірам USB флеш-носії вже витісняють із ринку компакт-диски.
Людська цивілізація за час свого існування знайшла безліч способів фіксувати інформацію. З кожним роком її обсяги зростають у цій причині змінюються і носії. Саме про цю еволюцію і йтиметься нижче.
Пережитки минулого
Найдавнішими пам'ятками людської діяльності вважатимуться наскельні малюнки, у яких зображалися тварини, колишні цілями полювання. Перші матеріальні носії інформації були природного походження.
Справжнім проривом можна вважати появу писемності у шумерів, які жили в сучасному Іраку і використовували не камінь, а глиняні таблички, що обпалювалися після листа. Отже, їх збереження значно збільшувалася. Проте швидкість, з якою фіксувалися знання, була надто малою.
Також можна відзначити єгипетський папірус, віск, шкури, де вперше почали писати в Персії. В Азії використовувався бамбук та шовк. Стародавні індіанці мали унікальну систему вузликового листа. На Русі в ходу була береста, яку й сьогодні знаходять археологи.
Папір
Паперові носії інформації здійснили переворот, масштаб якого важко переоцінити. Незважаючи на те, що перші аналоги целюлозного матеріалу були отримані китайцями ще в II столітті, загальнодоступним він став тільки в XIX столітті.
З папером пов'язана й поява книжок. У 1450-их німецький винахідник винайшов ручний друкарський верстат, за допомогою якого видав два екземпляри Біблії. Ці події стали точкою відліку для нової епохи масового друкарства. Саме завдяки йому знання перестало бути долею тонкого прошарку людства, а стало доступним для кожного бажаючого.
Сьогоднішній папір буває газетним, офсетним, крейдованим і т. д. Її вибір залежить від конкретних цілей. І хоча біле полотно має попит як ніколи, своє інноваційне становище воно вже поступилося.
Перфокарти та перфострічки
Наступний поштовх у розвитку інформаційні носії отримали на початку ХІХ століття, коли з'явилися перші картонні перфокарти. У певних місцях ставилися отвори, з яких зчитувалися дані. Спочатку технологія використовувалася для управління
Інтерес до новинки зріс після того, як у США її стали використовувати для зручнішого та швидкого підрахунку результатів перепису населення країни у 1890 році. Виробництвом карток займалася компанія IBM, яка в майбутньому стала піонером комп'ютерних технологій. Розквіт технології припав на середину XX століття. Саме тоді стала поширюватися систематизувала і узагальнила різні дані.
Перші машинні носії інформації були також і перфострічки. Виготовлялися вони з паперу та використовувалися у телеграфах. Завдяки своєму формату стрічки дозволяли легко проводити введення та виведення. Це зробило їх незамінними до появи магнітних конкурентів.
Магнітна стрічка
Якими б не були хороші колишні зовнішні носії інформації, вони не могли відтворювати те, що фіксували. Ця проблема була вирішена з появою магнітної стрічки. Вона була гнучкою основою, вкритою кількома шарами, на яких і записується інформація. Як робоче середовище виступали різні хімічні елементи: залізо, кобальт, хром.
Магнітні носії інформації зробили ривок у звукозаписі. Саме ця інновація дозволила новій технології швидко прижитися у Німеччині у 30-ті роки. Колишні пристрої (фонографи, грамофони, патефони) відрізнялися механічним характером і були практичні. Велике поширення набули магнітофони котушкового та касетного типу.
У 50-ті роки були спроби використовувати дані розробки як комп'ютерні носії інформації. Магнітні стрічки впроваджувалися в персональні комп'ютери у 80-ті роки. Їхня популярність загалом пояснювалася такими перевагами. як велика ємність, порівняльна дешевизна виробництва та низьке енергоспоживання.
Недоліком стрічок вважатимуться термін придатності. З часом вони розмагнічуються. У разі дані зберігаються на 40 - 50 років. Проте це не завадило формату стати популярним у всьому світі. Окремо варто згадати про відеокасети, розквіт яких припав на закінчення XX століття. Магнітні носії інформації стали основою теле та радіомовлення нового типу.
Жорсткі диски
Тим часом розвиток галузі продовжувався. Інформаційні носії великого обсягу потребували модернізації. Перші жорсткі диски чи вінчестери створили 1956 року силами IBM. Однак вони були непрактичними. Їх розмір перевищував ящик, а вага майже дорівнювала тоні. При цьому обсяг даних, що зберігаються, не перевищував 3,5 мегабайт. Однак надалі стандарт розвивався, і до 1995 року було подолано планку 10 гігабайт. А ще через 10 років у продажу з'явилися моделі Hitachi об'ємом 500 гігабайт.
На відміну від гнучких аналогів, жорсткі диски містили алюмінієві пластини. Дані відтворюються за допомогою головок, що зчитують. Вони не торкаються диска, а працюють на відстані кількох нанометрів від нього. Так чи інакше, принцип роботи вінчестерів схожий на характеристики магнітофонів. Основна різниця полягає у фізичних матеріалах, що використовуються для виробництва пристроїв. Жорсткі диски стали основою персональних комп'ютерів. Згодом подібні моделі стали випускатися сумісно разом із накопичувачами, приводами та блоком електроніки.
Крім основної пам'яті, необхідної для утримання даних, жорсткі диски мають певний буфер, необхідний для згладжування швидкостей читання з пристрою.
3,5-дюймові дискети
Водночас йшов рух уперед у сфері малих форматів. Знання магнітних властивостей нагоді при створенні дискет, дані з яких зчитувалися за допомогою спеціального дисководу. Перший подібний аналог був представлений IBM у 1971 році. Щільність запису такі інформаційні носії становила до 3 мегабайт. Основою дискети був гнучкий диск, що покривався спеціальним шаром із феромагнетиків.
Головне досягнення – зменшення фізичних розмірів носія – зробило цей формат головним на ринку протягом чверті століття. Лише у США у 80-ті щорічно вироблялося до 300 мільйонів нових дискет.
Незважаючи на масу переваг, новинка мала і недоліки - чутливість до магнітного впливу і мала ємність в порівнянні з потребами рядового користувача комп'ютера, що все збільшуються.
Компакт-диски
Першим поколінням оптичних носіїв стали компакт-диски. Їхнім прообразом були ще грамплатівки. Однак нові зовнішні носії інформації виготовлялися з полікарбонату. Диск із цієї речовини отримав найтонше покриття з металу (золото, срібло, алюміній). Для захисту даних він покривався спеціальним лаком.
Горезвісний CD був розроблений силами Sony та запущений у масове виробництво у 1982 році. Насамперед формат отримав шалену популярність за рахунок зручного звукозапису. Об'єм у кілька сотень мегабайт дозволив витіснити спочатку вінілові програвачі, а потім і магнітофони. Якщо перші поступалися обсягом інформації, то другі відрізнялися найгіршою якістю звуку. Крім того, новий формат відправив у минуле дискети, які не тільки вміщали менше даних, але й були не надто надійні.
Компакт-диски спричинили революцію у сфері персональних комп'ютерів. Згодом усі гіганти галузі (наприклад, Apple) перейшли на виробництво ПК разом із дисководами, що підтримують формат CD.
DVD та Blue-Ray
Оптичні інформаційні носії першого покоління протрималися на Олімпі для зберігання даних недовго. У 1996 році з'явився DVD, який за обсягом був більшим за свого предка в шість разів. Новий стандарт дозволив записувати відео більшої тривалості. Під нього швидко підлаштовувалася кіноіндустрія. Фільми на DVD стали загальнодоступними в усьому світі. Принцип роботи та кодування інформації в порівнянні з компакт-дисками залишився той самий.
Нарешті у 2006 році було запущено новий, на сьогоднішній день останній формат оптичного носія інформації. Обсяг став обчислюватися сотнями гігабайт. Завдяки цьому забезпечується найкраща якість запису звуку та відео.
Війни форматів
Упродовж останніх років почастішали конфлікти між несумісними форматами зберігання інформації. Зовнішні носії різних виробників на черговому витку розвитку галузі конкурують між собою монополію у форматі.
Одним із перших подібних прикладів можна назвати конфлікт між фонографом Едісона та грамофоном Берлінера у 10-ті роки XX століття. Надалі подібні суперечки виникали між компакт-касетами та 8-доріжковими аудіокасетами; VHS та Betamax; MP3 і AAC і т. д. Остання в цьому ряду стала «війна» між HD DVD і Blue-Ray, яка закінчилася перемогою останнього.
Флеш-накопичувачі
Приклади носіїв інформації не можуть обійтися без USB-флеш-накопичувачів. Перший Universal Serial Bus був розроблений у середині 90-х років. На сьогоднішній день існує вже третє покоління цього Шина, що дозволяє приєднати до персонального комп'ютера периферійний пристрій. І хоча ця проблема існувала задовго до появи USB, вирішена була лише в останнє десятиліття.
Сьогодні кожен комп'ютер володіє гніздом, за допомогою якого до комп'ютера можна підключити мобільний телефон, плеєр, планшет і т. д. Швидка передача даних будь-якого формату зробила USB дійсно універсальним інструментом.
Найбільшу популярність на основі даного інтерфейсу отримали флеш-накопичувачі або просторіччя флешки. Такий пристрій має USB-роз'єм, мікроконтролер, мікросхему, і світлодіод. Всі ці деталі уможливили тримати в одній кишені гігабайти інформації. За своїм поступається навіть дискетами, що володіли об'ємом в 3 мегабайти. У рази збільшився обсяг пристроїв, де здійснюється зберігання інформації. Носії інформації, навпаки, мають тенденцію до фізичного зменшення.
Універсальність роз'єму дозволяє накопичувачам працювати не тільки з персональними комп'ютерами, але і з телевізорами, DVD-програвачами та іншими пристроями, що мають технологію USB. Величезною перевагою порівняно з оптичними аналогами стала менша сприйнятливість зовнішнього впливу. Флешці не страшні подряпини та пил, які були смертельною загрозою для CD.
Віртуальна реальність
Останніми роками комп'ютерні носії інформації поступаються позиції віртуальної альтернативи. Оскільки сьогодні легко підключити ПК до Глобальної мережі, інформація зберігається на загальних серверах. Зручності незаперечні. Тепер, щоб отримати доступ до своїх файлів, користувачеві зовсім не потрібен фізичний носій. Для взаємодії з даними на відстані достатньо перебувати в зоні доступу бездротового Wi-Fi з'єднання і т.д.
Крім того, це явище допомагає уникнути непорозумінь з виходом з ладу фізичних накопичувачів, уразливих до пошкоджень. Видалені сервери, зв'язок із якими підтримується сигналом, не постраждають, а у разі непередбачених ситуацій там існують резервні сховища даних.
Висновок
Протягом усієї історії – від наскельних малюнків до віртуальних біт – людина прагнула зробити інформаційні носії об'ємнішими, надійнішими та доступнішими. Це прагнення призвело до того, що сьогодні ми живемо в епоху, яку небезпідставно називають віком інформаційного суспільства. Прогрес дійшов до того, що тепер люди у своєму повсякденному житті просто захлинаються у потоці даних. Можливо, інформаційні носії, види яких все множаться, кардинально зміняться, відповідно до вимог сучасної людини.
Носій інформації- фізичне середовище, що безпосередньо зберігає інформацію. Основним носієм інформації в людини є його власна біологічна пам'ять (мозок людини). Власну пам'ять людини можна назвати оперативною пам'яттю. Тут слово "оперативний" є синонімом слова "швидкий". Завчені знання відтворюються людиною миттєво. Власну пам'ять ми ще можемо назвати внутрішньою пам'яттю, оскільки її носій – мозок – усередині нас.
Носій інформації- суворо певна частина конкретної інформаційної системи, що служить проміжного зберігання чи передачі.
Основа сучасних інформаційних технологій – це ЕОМ. Коли йдеться про ЕОМ, то можна говорити про носії інформації, як про зовнішні запам'ятовуючі пристрої (зовнішню пам'ять). Ці носії інформації можна класифікувати за різними ознаками, наприклад, за типом виконання, матеріалом, з якого виготовлений носій і т.п. Один із варіантів класифікації носіїв інформації представлений на рис. 1.1.
Список носіїв інформації на рис. 1.1 не є вичерпним. Деякі носії інформації ми розглянемо докладніше у наступних розділах.
Зберігання інформації- це спосіб поширення інформації у просторі та часі. Спосіб зберігання інформації залежить від її носія (книга – бібліотека, картина – музей, фотографія – альбом). Цей процес такий самий древній, як життя людської цивілізації. Вже в давнину людина зіткнулася з необхідністю зберігання інформації: зарубки на деревах, щоб не заблукати під час полювання; рахунок предметів за допомогою камінчиків, вузликів; зображення тварин та епізодів полювання на стінах печер.
ЕОМ призначена для компактного зберігання інформації з можливістю швидкого доступу до неї.
Інформаційна система- це сховище інформації, забезпечене процедурами введення, пошуку та розміщення та видачі інформації. Наявність таких процедур - головна особливість інформаційних систем, що відрізняють їх від простих накопичень інформаційних матеріалів.
диск файл накопичувач інформація
СТРІЧКОВІ НОСІЇ ІНФОРМАЦІЇ
Магнітна стрічка- носій магнітного запису, що є тонкою гнучкою стрічкою, що складається з основи і магнітного робочого шару. Робочі властивості магнітної стрічки характеризуються її чутливістю при записі та спотвореннями сигналу в процесі запису та відтворення. Найбільш широко застосовується багатошарова магнітна стрічка з робочим шаром з голчастих частинок магнітно-твердих порошків гамма-окису заліза (у-Fе2О3), двоокису хрому (СrО2) і гамма-окису заліза, модифікованої кобальтом, орієнтованих зазвичай в напрямку.
ДИСКОВІ НОСІЇ ІНФОРМАЦІЇ
Дискові носії інформаціївідносяться до машинних носіїв із прямим доступом. Поняття прямий доступ означає, що ПК може «звернутися» до доріжки, на якій починається ділянка з інформацією, що шукається, або куди потрібно записати нову інформацію.
Накопичувачі на дисках найрізноманітніші:
Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), вони ж флоппі-диски, вони ж дискети
Накопичувачі на жорстких магнітних дисках (НЖМД), вони ж вінчестери (у народі просто «гвинти»)
Накопичувачі на оптичних компакт-дисках:
CD-ROM (Compact Disk ROM)
Є й інші різновиди дискових носіїв інформації, наприклад, магнітооптичні диски, але через їх малу поширеність ми їх розглядати не будемо. Накопичувачі на гнучких магнітних дисках
Деякий час тому дискети були найпопулярнішим засобом передачі інформації з комп'ютера на комп'ютер, так як інтернет на той час був великою рідкістю, комп'ютерні мережі теж, а пристрої для читання-запису компакт-дисків коштували дуже дорого. Дискети і зараз використовуються, але досить рідко. В основному для зберігання різних ключів (наприклад, при роботі з системою клієнт-банк) та передачі різної звітної інформації державним наглядовим службам.
Дискета- портативний магнітний носій інформації, що використовується для багаторазового запису та зберігання даних порівняно невеликого обсягу.
Цей вид носія був особливо поширений у 1970-х – на початку 2000-х років. Замість терміна «дискета» іноді використовується абревіатура ГМД – «гнучкий магнітний диск» (відповідно, пристрій для роботи з дискетами називається НГМД – «накопичувач на гнучких магнітних дисках», жаргонний варіант – флопривід, флопік, флопар від англійської floppy-disk або взагалі " печенюшка"). Зазвичай дискета є гнучкою пластиковою пластинкою, покритою феромагнітним шаром, звідси англійська назва «floppy disk» («гнучкий диск»). Ця пластинка поміщається у пластмасовий корпус, що захищає магнітний шар від фізичних ушкоджень. Оболонка буває гнучкою чи міцною. Запис та зчитування дискет здійснюється за допомогою спеціального пристрою – дисковод (флоппі-дисковод). Дискет зазвичай має функцію захисту від запису, за допомогою якої можна надати доступ до даних тільки в режимі читання. Зовнішній вигляд 3,5” дискети представлено на рис. 1.2.
Вступ…………………………………………………………………………...3
Носії інформації……………………………………………………………4
Кодування та зчитування інформації..………………………………………9
Перспективи розвитку…………………….…………………………………….15
Заключение……………………………………………………………………….18
Література.………………………………………………………………………19
Вступ
У 1945 р. Джон фон Нейман (1903-1957), американський вчений, висунув ідею використання зовнішніх пристроїв для зберігання програм і даних. Нейман розробив структурну важливу схему комп'ютера. Схемі Неймана відповідають і всі сучасні комп'ютери.
Зовнішня пам'ять призначена для тривалого зберігання програм та даних. Пристрої зовнішньої пам'яті (накопичувачі) є незалежними, вимикання живлення не призводить до втрати даних. Вони можуть бути вбудовані в системний блок або виконані у вигляді самостійних блоків, пов'язаних із системним через його порти. За способом запису та читання накопичувачі діляться, залежно від виду носія, на магнітні, оптичні та магнітооптичні.
Кодування інформації – це формування певного подання інформації. Комп'ютер може обробляти лише інформацію, подану у числовій формі. Вся інша інформація (наприклад, звуки, зображення, показання приладів тощо) для обробки на комп'ютері повинна бути перетворена на числову форму. Як правило, усі числа в комп'ютері подаються за допомогою нулів та одиниць (а не десяти цифр, як це зазвичай для людей). Іншими словами, комп'ютери зазвичай працюють у двійковій системі числення, оскільки при цьому пристрої для їх обробки виходять значно простішими.
Зчитування інформації - вилучення інформації, що зберігається в пристрої, що запам'ятовує (ЗУ), і передача її в ін пристрої обчислювальної машини. Зчитування інформації проводиться у разі більшості машинних операцій, інколи ж є самостійної операцією.
У ході реферату розглянемо основні типи носіїв інформації, кодування та зчитування інформації, а також перспективи розвитку.
Носії інформації
Історично першими носіями інформації були перфострічкові та перфокарткові пристрої введення-виведення. Слідом за ними прийшли зовнішні записувальні пристрої у вигляді магнітних стрічок, змінних та постійних магнітних дисків та магнітних барабанів.
Магнітні стрічки зберігають і використовують намотаними на котушки. Виділялися котушки двох видів: подають та приймаючі. Стрічки поставляються користувачам на котушках, що подають, і не вимагають додаткової перемотування при встановленні їх в накопичувачі. Стрічка на котушку намотується робочим шаром усередину. Магнітні стрічки належать до накопичувачів непрямого доступу. Це означає, що час пошуку будь-якого запису залежить від його розташування на носії, оскільки фізичний запис не має своєї адреси і щоб її переглянути необхідно переглянути попередні. До пристроїв прямого доступу, що запам'ятовують, відносяться магнітні диски і магнітні барабани. Основна особливість їх у тому, що час пошуку будь-якої записи залежить від її розташування на носії. Кожна фізична запис на носії має адресу, яким забезпечується безпосередній доступом до неї, минаючи інші записи. Наступним видом записуючих пристроїв стали пакети змінних магнітних дисків, що складаються із шести алюмінієвих дисків. Місткість всього пакета становила 7,25 Мбайт.
Розглянемо докладніше сучасні носії інформації.
1. Накопичувач на гнучких магнітних дисках (НГМД – дисковод).
Цей пристрій використовує як носій інформації гнучкі магнітні диски - дискети, які можуть бути 5-ти або 3-дюймовими. Дискета – це магнітний диск на кшталт платівки, вміщений у «конверт». Залежно від розміру дискети змінюється її ємність у байтах. Якщо стандартну дискету розміром 5'25 дюйма міститься до 720 Кбайт інформації, то дискету 3'5 дюйма вже 1,44 Мбайта. Дискети універсальні, підходять на будь-який комп'ютер того ж класу, оснащений дисководом, можуть служити для зберігання, накопичення, розповсюдження та обробки інформації. Дисковод – це пристрій паралельного доступу, тому всі файли однаково легко доступні. Диск покривається зверху спеціальним магнітним шаром, що забезпечує зберігання даних. Інформація записується з двох сторін диска по доріжках, які є концентричними колами. Кожна доріжка поділяється на сектори. Щільність запису даних залежить від густини нанесення доріжок на поверхню, тобто числа доріжок на поверхні диска, а також від густини запису інформації вздовж доріжки. До недоліків належать невелика ємність, що унеможливлює довгострокове зберігання великих обсягів інформації, і не дуже висока надійність самих дискет. В даний час дискети практично не використовуються.
2. Накопичувач на жорсткому магнітному диску (НЖМД – вінчестер)
p align="justify"> Є логічним продовженням розвитку технології магнітного зберігання інформації. Основні переваги:
- Велика ємність;
– простота та надійність використання;
– можливість звертатися до множини файлів одночасно;
- Висока швидкість доступу до даних.
З недоліків можна виділити лише відсутність знімних носіїв інформації, хоча нині використовуються зовнішні вінчестери та системи резервного копіювання.
У комп'ютері передбачено можливість за допомогою спеціальної системної програми умовно розбивати один диск на кілька. Такі диски, які не існують як окремий фізичний пристрій, а є лише частиною одного фізичного диска, називаються логічними дисками. Логічним дискам присвоюються імена, як яких використовуються літери латинського алфавіту [С:], [Е:], і т.д.
3. Пристрій для читання компакт-дисків (CD-ROM)
У цих пристроях використовується принцип зчитування сфокусованим лазерним променем борозенок на металізованому шарі, що несе компакт-диска. Цей принцип дозволяє досягти високої густини запису інформації, а, отже, і великої ємності за мінімальних розмірів. Компакт-диск є відмінним засобом зберігання інформації, він дешевий, практично не схильний до будь-яких впливів середовища, інформація, записана на ньому не спотвориться і не зітреться, поки диск не буде знищений фізично, його ємність 650 Мбайт. Має лише один недолік – порівняно невеликий обсяг зберігання інформації.
4. DVD
а)Відмінності DVD від звичайних CD-ROM
Найголовніша відмінність – це, природно, обсяг записуваної інформації. Якщо на звичайний CD-диск можна записати 650 Мб (хоча останнім часом зустрічаються болванки і на 800 Мб, але далеко не всі приводи зможуть прочитати те, що записано на такому носії), то на DVD-диск влізе від 4,7 до 17 Гб. У DVD використовується лазер із меншою довжиною хвилі, що дозволило суттєво збільшити щільність запису, а крім того, DVD має на увазі можливість двошарового запису інформації, тобто на поверхні компакту знаходиться один шар, поверх якого наноситься ще один, напівпрозорий, і перший зчитується крізь другий паралельно . У самих носіях теж відмінностей більше, ніж здається здавалося б. Через те, що щільність запису суттєво зросла, а довжина хвилі стала меншою, змінилися і вимоги до захисного шару – для DVD він становить 0,6 мм проти 1,2 мм у звичайних CD. Природно, що диск такої товщини буде значно тендітнішим, порівняно з класичною болванкою. Тому ще 0,6 мм зазвичай заливаються пластиком з двох сторін, щоб вийшли ті ж 1,2 мм. Але найголовніший бонус такого захисного шару в тому, що завдяки його малому розміру на одному компакт-диску стало можливим записувати інформацію з двох сторін, тобто подвоювати його ємність, при цьому залишаючи розміри практично колишніми.
Б)Ємність DVD
Існує п'ять різновидів DVD-дисків:
1. DVD5 – одношаровий односторонній диск, 4,7 Гб, або дві години відео;
2. DVD9 – двошаровий односторонній диск, 8,5 Гб, або чотири години відео;
3. DVD10 – одношаровий двосторонній диск, 9,4 Гб, або 4,5 години відео;
4. DVD14 – двосторонній диск, два шари на одній та один на іншій стороні, 13,24 Гб, або 6,5 годин відео;
5. DVD18 – двошаровий двосторонній диск, 17 Гб, або більше восьми годин відео.
Найпопулярніші стандарти – DVD5 та DVD9.
в)Можливості
Ситуація з DVD-носіями зараз нагадує аналогічну із CD, на яких довгий час теж зберігали лише музику. Зараз можна зустріти не лише фільми, а й музику (так звані DVD-Audio) і збірки софту, ігри та фільми. Звичайно, основною сферою використання є кінопродукція.
г)Звук у DVD
Звуковий супровід може бути закодований у багатьох форматах. Найвідоміші та найчастіше використовувані – Dolby Prologic, DTS та Dolby Digital всіх версій. Тобто фактично у форматах, що використовуються у кінотеатрах для отримання максимально точної та яскравої звукової картини.
Д)Механічні пошкодження
До механічних пошкоджень диски CD та DVD однаково чутливі. Тобто подряпина є подряпина. Однак через значно більшу щільність запису втрати на DVD-диску будуть більш значними. Зараз існують програми, які можуть відновлювати інформацію навіть із пошкоджених дисків, щоправда, з пропуском пошкоджених секторів.
Швидко зростаючий ринок портативних жорстких дисків, призначених для транспортування великих обсягів даних, привернув увагу одного з найбільших виробників вінчестерів. Компанія Western Digital оголосила про випуск одразу двох моделей пристроїв під назвою WD Passport Portable Drive. У продаж надійшли варіанти ємністю 40 та 80 Гб. Портативні пристрої WD Passport Portable Drive засновані на 2,5-дюймових HDD WD Scorpio EIDE. Вони упаковані в міцний корпус, обладнані підтримкою технології Data Lifeguard і не потребують додаткового джерела живлення (живлення через USB). Виробник зазначає, що накопичувачі не гріються, працюють тихо та споживають мало енергії.
У період становлення людського суспільства людям вистачало стін печери, щоб зафіксувати потрібну їм інформацію. Така «база даних» повністю вмістилася б і флеш-карті розміром на мегабайт. Проте за останні кілька десятків тисяч років обсяг інформації, якою змушена оперувати людина, суттєво зріс. Тепер для зберігання даних широко використовуються дискові накопичувачі та хмарні сховища даних.
Вважається, що історія запису інформації та її зберігання розпочалася близько 40 тис. років тому. Поверхні скель та стіни печер зберегли зображення представників тваринного світу пізнього палеоліту. Набагато пізніше у побут увійшли платівки з глини. На поверхні такого стародавнього «планшета» людина могла наносити зображення та робити записи за допомогою загостреної палички. Коли глиняний склад висихав, запис фіксувався на носії. Недолік глиняної форми зберігання інформації очевидний: такі таблички відрізнялися крихкістю та недовговічністю.
Приблизно п'ять тисяч років тому в Єгипті почали використовувати досконаліший носій інформації - папірус. Відомості заносили на спеціальні листи, які виготовлялися із спеціально оброблених стебел рослини. Цей вид зберігання даних був більш досконалим: листи папірусу легші за глиняні таблички, писати на них набагато зручніше. Цей вид зберігання інформації дожив у Європі до XI століття нової доби.
В іншій частині світу – у Південній Америці – хитромудрі інки винайшли тим часом вузликовий лист. Інформація у разі закріплювалася з допомогою вузлів, які у певної послідовності зав'язували на нитки чи мотузці. Існували цілі «книги» з вузликів, де фіксувалися відомості про чисельність населення імперії інків, про податкові збори, господарську діяльність індіанців.
Згодом основним носієм інформації на планеті на кілька століть став папір. Її застосовували для друкування книг та засобів масової інформації. На початку ХІХ століття почали з'являтися перші перфокарти. Їх робили із щільного картону. Ці примітивні машинні носії стали широко використовувати для механічного рахунку. Вони знайшли застосування, зокрема, під час проведення переписів населення, їх використовували й у керування ткацькими верстатами. Людство впритул наблизилося до технологічного прориву, що стався у XX столітті. На зміну механічних пристроїв прийшла електронна техніка.
Що таке носії інформації
Усі матеріальні об'єкти здатні нести у собі будь-яку інформацію. Вважають, що носії інформації наділені речовими властивостями і відбивають певні відносини між об'єктами дійсності. Матеріальні властивості об'єктів визначаються характеристиками речовин, у тому числі виконані носії. Властивості відносин залежать від якісних особливостей процесів і полів, з яких носії інформації виявляються у матеріальному світі.
У теорії інформаційних систем прийнято підрозділяти носії інформації за походженням, формою та розміром. У найпростішому випадку носії інформації ділять на:
- локальні (наприклад, жорсткий диск персонального комп'ютера);
- відчужувані (знімні дискети та диски);
- розподілені (ними можуть вважатися лінії зв'язку).
Останній вид (канали зв'язку) можна за певних умов вважати як носіями інформації, і середовищем її передачі.
У найзагальнішому сенсі носіями інформації можуть вважатися різні за своєю формою об'єкти:
- папір (книги);
- платівки (фотопластинки, грамофонні платівки);
- плівки (фото-, кіноплівка);
- аудіокасети;
- мікроформи (мікрофільм, мікрофіша);
- відеокасети;
- компакт-диски.
Багато носіїв інформації відомі з давніх часів. Це кам'яні плити із нанесеними на них зображеннями; глиняні таблички; папірус; пергамент; береста. Набагато пізніше з'явилися інші штучні носії інформації: папір, різні види пластмаси, фотографічні, оптичні та магнітні матеріали.
Інформація заноситься на носій у вигляді зміни будь-яких фізичних, механічних чи хімічних властивостей робочого середовища.
Загальні відомості про інформацію та способи її зберігання
Будь-яке природне явище так чи інакше пов'язане із збереженням, перетворенням та передачею інформації. Вона може бути дискретною чи безперервною.
У загальному сенсі носій інформації - це якесь фізичне середовище, яке можна використовувати для реєстрації змін та накопичення інформації.
Вимоги до штучних носіїв інформації:
- висока щільність запису;
- можливість неодноразового використання;
- велика швидкість зчитування інформації;
- надійність та довговічність зберігання даних;
- компактність.
Окрема класифікація розроблена для носіїв інформації, які застосовуються в електронно-обчислювальних комплексах. До таких носіїв інформації відносять:
- стрічкові носії;
- дискові носії (магнітні, оптичні, магнітооптичні);
- флеш-носії.
Такий поділ має умовний характер і не є вичерпним. За допомогою спеціальних пристроїв на комп'ютерній техніці можна працювати з традиційними аудіо- та відеокасетами.
Характеристики окремих носіїв інформації
Свого часу найбільшу популярність набули магнітні носії інформації. Дані в них представлені у вигляді ділянок магнітного шару, що наноситься на поверхню фізичного носія. Сам носій може мати вигляд стрічки, карти, барабана чи диска.
Інформація на магнітному носії згрупована в зони з проміжками між ними: вони необхідні для якісного запису та зчитування даних.
Носії інформації стрічкового типу використовуються для резервного копіювання та зберігання даних. Вони є магнітну стрічку об'ємом до 60 Гб. Іноді такі носії мають вигляд стрічкових картриджів значно більшого обсягу.
Дискові носії інформації можуть бути жорсткими та гнучкими, змінними та стаціонарними, магнітними та оптичними. Вони зазвичай мають форму дисків чи дискет.
Магнітний диск має вигляд пластмасового або алюмінієвого плоского кола, яке покрито магнітним шаром. Фіксація даних на такому об'єкті здійснюється шляхом магнітного запису. Магнітні диски бувають переносними (змінними) чи незмінними.
Гнучкі магнітні диски (флоппі-диски) мають об'єм 1,44 Мб. Вони упаковані з спеціальних пластмасових корпусів. Інакше такі носії інформації називають дискетами. Призначення їх – тимчасове зберігання інформації та перенесення даних з одного комп'ютера на інший.
Жорсткий магнітний диск необхідний постійного зберігання даних, які часто використовують у роботі. Такий носій є пакетом їх зчеплених між собою кількох дисків, укладених у міцний герметичний корпус. В побуті жорсткий диск часто називають вінчестером. Місткість такого накопичувача може досягати кількох сотень Гб.
Магнітооптичний диск - це носій інформації, поміщений у особливий пластиковий конверт, що називається картриджем. Це універсальне та дуже надійне вмістище даних. Його відмінна риса - висока щільність інформації, що зберігається.
Принцип запису інформації на магнітний носій
Принцип запису даних на магнітний носій заснований на використанні властивостей феромагнетиків: вони здатні зберігати намагніченість після зняття магнітного поля, що діє на них.
Магнітне поле утворює відповідна магнітна головка. У ході запису двійковий код набуває форми електричного сигналу і подається на обмотку головки. Коли струм протікає через магнітну головку, навколо неї формується магнітне поле певної напруги. Під дією такого поля в осерді утворюється магнітний потік. Його силові лінії замикаються.
Магнітне поле взаємодіє з носієм інформації та створює в ньому стан, що характеризується деякою магнітною індукцією. Коли імпульс струму припиняється, носій зберігає свій стан намагніченості.
Щоб відтворити запис, використовують зчитуючу голівку. Магнітне поле носія замикається через осердя головки. Якщо носій рухається, змінюється магнітний потік. У зчитуючу голівку надходить сигнал відтворення.
Однією з важливих характеристик магнітного носія інформації є щільність запису. Вона знаходиться у прямій залежності від властивостей магнітного носія, типу магнітної головки та її конструкції.