Средства хранения информации

Немногие носители информации дошли до наших дней. Появились средства хранения информации, которые по разным причинам не получили широкого распространения.

1) Перфокарты

Картонные карточки с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

– очень низкая скорость доступа к информации;

– большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;

– низкая надежность хранения информации;

– к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах.

 

2) Грампластинки

Очень давно появилась на свет первая грампластинка. Которая использовалась в качестве носителя различных звуковых данных — на неё записывали различные музыкальные мелодии, речь человека, песни.
Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи специального аппарата в специальном мягком материале, виниле, делались засечки, ямки, полоски. И из этого получалась пластинка, которую можно было прослушать при помощи специального аппарата — патефона или проигрывателя.

Почти такая же система и используется в современных (да и использовалась раньше тоже) устройствах считывания магнитной записи.
Функции составных частей остались прежними, только поменялись сами составные части — вместо виниловых пластинок теперь используются ленты с напылённым на них сверху слоем магнитных частиц; а вместо иголки — специальное считывающее устройство. А трубка, усиливающая звук, исчезла совсем, и на её место пришли динамики, использующие уже более новую технологию воспроизведения и усиления звуковых колебаний. А в некоторых отраслях, в которых применяются магнитные носители (например, в компьютерах) пропала необходимость использования таких трубок.
Данные, используемые в компьютерной технике, записываются на магнитные носители таким же образом, с той разницей, что для данных нужно меньше места на плёнке, чем для звука.

Дискеты

Немного истории...

В 1970 году в фирме IBM работал, великий, без преувеличений, человек - Алан Шугарт. Под его руководством и был разработан первый в мире Floppy-диск, на который, при наличии дорогущего 8-дюймового привода, можно было записать аж 80 КБ информации! Да, это был самый настоящий прорыв: была решена проблема передачи информации между различными ЭВМ. Дальше - больше, дискета уменьшалась в размерах, рос объем информации, которую можно было на ней разместить, множество фирм подключилось к разработке мобильных носителей информации, что привело к созданию дисков самых различных размеров: от 2 до 12(!) дюймов. В 1981 году увидел свет 3.5" диск, разработанный фирмой Sony. Это расцвет FDD-технологии, на дискеты записываются программные продукты, операционные системы, они - писк моды, вершина цифровых технологий.

Дискета или гибкий диск - компактное низкоскоростное малой ёмкости средство хранение и переноса информации. Различают дискеты двух размеров: 3.5”, 5.25”, 8” (последние два типа практически вышли из употребления).

Конструктивно дискета представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения (в 3.5” закрыто железной шторкой), вырез или отверстие защиты от записи. Кроме того 5.25” дискета имеет индексное отверстие, а 3.5” дискета высокой плотности - отверстие указанной плотности (высокая/низкая). 5.25” дискета защищена от записи, если соответствующий вырез закрыт. 3.5” дискета наоборот - если отверстие защиты открыто. В настоящее время практически только используются 3.5” дискеты высокой плотности.

Для дискет используются следующие обозначения:

- SS single side - односторонний диск (одна рабочая поверхность).

- DS double side - двусторонний диск.

- SD single density - одинарная плотность.

- DD double density - двойная плотность.

- HD high density - высокая плотность.

Во избежание потери данных или повреждения носителя недопустимо: хранение дискет в местах подверженных воздействию магнитных полей, влаги, сильных механических воздействий, обильного количества пыли, резких температурных перепадов. Необходимо осторожно вставлять и извлекать дискету из дисковода только после того, как индикатор обращения к диску погаснет. В зависимости от интенсивности использования дискеты, ее необходимо проверять на предмет целостности и правильности логической и физической структуры при помощи специального программного обеспечения с различной частотой, но не реже одного раза в два месяца. Также, необходимо производить чистку головок чтения/записи дисковода при помощи специальной чистящей дискеты и очистителя. Срок службы носителя зависит не только от способа его эксплуатации, но и от его исходного качества. Дискеты высокого качества известных крупных производителей способны форматироваться на максимальные объемы и выдерживают при эксплуатации до 70 млн. проходов головки чтения/записи по дорожке, что, практически, означает срок интенсивной эксплуатации до 20 лет. Дискеты безымянных производителей и просто плохого качества, как правило, подвержены таким вредным процессам как высыпанию частичек магнитного покрытия и размагничиваемости. Не следует экономить на носителях информации, если она вам дорога. На практике, нужно стараться использовать только высококачественные дискеты известных производителей

Это самый старый и морально устаревший носитель информации. На обычную дискету помещается объем информации, равный 1,44 Мб. Этого достаточно, чтобы перенести курсовую работу или какие-либо документы на другой компьютер.

Следует учесть, что дискеты имеют очень низкую надежность. Нередки случаи, когда записанная на них информация просто не читается. По этим причинам не рекомендуется использовать дискеты для хранения и переноса каких-либо ценных файлов.

Современные компьютеры уже вместо дисковода комплектуются устройством для чтения карт памяти. Тем не менее во многих бюджетных организациях установлено устаревшее оборудование, и часто дискета бывает единственно возможным средством для переноса информации.

Zip-накопители

Zip-накопители, разработанные компанией Iomega, появились в 1994 году и планировались как замена обычным дискетам. Этот носитель имел емкость 100 Мб, что по тем временам было весьма много. К сожалению, носители и устройства для чтения были дорогими и вытеснить обычные дискеты не смогли. Позже появились флэш-накопители, которые совсем «выжили» Iomega Zip с рынка

 

Оптические накопители

В эту группу входят так называемые диски — носители CD-R и CD-RW (емкость 700 Мб), DVD-R (емкость 4,7 Гб-9 Гб), DVD-RW (емкость 4,7 Гб). Оптические носители — достаточно надежное и удобное средство для переноса и хранения файлов. У них сравнительно большой объем и высокая скорость чтения-записи.

Сами устройства для чтения информации есть практически в каждом компьютере. Для чтения CD-R и CD-RW — это CD-ROM, а для DVD-R и DVD-RW — это DVD-ROM. Обратите внимание, что CD-ROM, которые установлены на старых компьютерах, не читают DVD-диски.

Приставка -R в названии носителя говорит о том, что диск может быть записан только один раз. Приставка -RW означает, что носитель перезаписываемый.

Большой недостаток оптических носителей в том, что информация на них записывается сессиями. То есть в программе для записи дисков вы указываете, какие файлы нужно перенести на носитель, а потом запускаете сессию записи. Это значит, что редактировать файл на оптическом носителе не получится.

Тем не менее оптические носители весьма удобны и сравнительно дешевы. С их помощью можно не только записывать информацию, которую следует перенести куда-либо оперативно, но и выполнять резервное копирование.

CD – диски

Музыкальные оптические компакт-диски пришли к нам в 1982 году - примерно в то же время, когда появились первые персональные компьютеры фирмы IBM. Эти устройства явились результатом плодотворного сотрудничества двух гигантов электронной промышленности - японской фирмы Sony и голландской Philips.

Компакт-диски (CD-ROM), изначально разработанные для любителей высококачественного звучания, прочно обосновались теперь на рынке компьютерных устройств. Благодаря своим малым размерам, большой емкости, надежности и долговечности они с успехом применяются в качестве устройств внешней памяти. Попутно отметим, что наличие привода CD-ROM на вашем компьютере позволяет не только использовать диски с программами, но и слушать музыку.

Исполнительный директор фирмы Sony Акио Морита (кстати, именно он является автором плеера Walkman) решил, что компакт-диски должны отвечать запросам исключительно любителей классической музыки не более и не менее. После того как группа разработчиков провела опрос, выяснилось, что самым популярным классическим произведением в Японии в те времена была 9-я симфония Бетховена, которая длилась 72,73 минуты. Видимо, если бы японцы больше любили короткие симфонии Гайдна или оперы Вагнера (исполняемые по два вечера), развитие компакт-дисков могло пойти совсем по другому пути. Но факт остается фактом, поэтому было решено, что компакт-диск должен быть рассчитан всего на 74 минуты звучания, а точнее на 74 минуты и 33 секунды. Так родился стандарт, известный как "Красная Книга" (Red Book). Не все любители музыки могли согласиться с выбранной длительностью звучания, но, по сравнению с 45 минутами, предоставляемыми виниловыми пластинками, и их недолговечностью это было существенным шагом вперед. Когда 74 минуты пересчитали в байты, то получилось как раз 640 Мбайт.

Достоинства CD-ROM:

- При малых физических размерах CD-ROM обладают высокой информационной ёмкостью, что позволяет использовать их в справочных системах и в учебных комплексах с богатым иллюстративным материалом; один CD, имея размеры примерно дискеты, по информационному объёму равен почти 500 таким дискетам

· Считывание информации с CD происходит с высокой скоростью, сравнимой со скоростью работы винчестера;

· CD просты и удобны в работе, практически не изнашиваются;

· На CD-ROM невозможно случайно стереть информацию;

· Стоимость хранения данных (в расчете на 1 Мбайт) низкая

Диски Photo CD

Одним из типов CD-ROM с возможностью дозаписи информации являются так называемые Photo CD. Единовременная запись информации на диск называется сессией (session). Соответственно многократная запись называется мультисессией (multisession). Необходимо учитывать, что каждая сессия требует своего оглавления, поэтому чем большее количество сессий используется, тем меньшее количество информации на диске. В настоящее время уже появились дисководы, обрабатывающие мультисессии и позволяющие проигрывать диски Photo CD.

Фирма Kodak разработала устройства типа Photo CD, позволяющие хранить снимки, сделанные на 35-миллиметровой пленке в количестве до 100 кадров. Идея состоит в том, чтобы потребитель мог сканировать снимки, полученные при помощи оборудования фирмы Kodak, а в последствии воспроизводить на любом дисководе. Реально на диске могут храниться пять различных версий одного и того же слайда при разном разрешении 24- битной палитры.

С помощью сжатия (без потери разрешающей способности) данные пяти изображений могут быть упакованы в файл размером 6 Мбайт. Таким образом на компакт-диске емкостью 600 Мбайт может храниться до 100 фотоснимков.

Основная идея дальнейшего повышения скорости работы дисководов CD-ROM связана с использованием двух лазерных лучей. Это может сделать данные устройства значительно дороже, поэтому некоторые производители считают целесообразным усовершенствовать технологию производства приводов CD-ROM и выпуск в ближайшее время относительно дешевых моделей с высокой скоростью при использовании одного считывающего луча. Наличие дисков с высокой плотностью записи в сочетании с имеющимися технологиями дисководов дает возможность встраивать мультимедиа данные в любые приложения.

DVD – диски

DVD-стандарт был реализован с учетом накопленного опыта по производству и распространению компакт-дисков и CD-устройств, требований и рекомендаций производителей компьютерной и киноиндустрии, а также предварительных разработок различных компаний.

Достоинства DVD:

• большая емкость и возможность ее дальнейшего наращивания;
• обратная совместимость с существующими CD;
• совместимость с будущими записываемыми DVD-дисками;
• единая файловая система для всех приложений;
• единый интерактивный стандарт для компьютера и телевидения;
• надежность хранения данных и их последующего считывания;
• высокая производительность при записи и считывании данных как для последовательного, так и для произвольного доступа к данным;
• отсутствие вспомогательных конструкций типа картриджей и кэдди;
• доступная цена.

Внешне конструкция DVD аналогична устройству традиционного компакт-диска - с теми же геометрическими размерами (диаметр - 120 мм, толщина - 1,2 мм), но содержательно она значительно сложнее. Для увеличения объема данных при сохранении тех же геометрических размеров диска, что и CD, были предприняты следующие шаги:
• уменьшение размеров углублений (питов) на DVD до 0,4 мкм;
• уменьшение расстояния между соседними дорожками (треками) до 0,74 мкм;
• размещение несущих информацию слоев в несколько этажей (до 8 пар, и это еще не предел).

DVD может быть как односторонним, так и двухсторонним.
Конструктивно двухсторонний диск представляет собой два склеенных нерабочими поверхностями диска толщиной 0,6 мм каждый (модель, предложенная компанией Toshiba). Спецификации DVD-стандарта предусматривают четыре конструктивно различных типа дисков с разной информационной емкостью:
• односторонний однослойный диск (4,7 Гбайт, видео ресурс - 133 мин.);
• односторонний двухслойный диск (8,5 Гбайт, видео ресурс - 240 мин.);
• двухсторонний однослойный диск (9,4 Гбайт, видео ресурс - 266 мин.);
• двухсторонний двухслойный диск (17 Гбайт, видео ресурс - 481 мин.).

Таким образом, емкость одностороннего однослойного диска в семь раз, а двухстороннего двухслойного - в двадцать шесть раз превышает емкость стандартного компакт-диска. Предполагается, что первый тип дисков найдет широкое распространение для большинства компьютерных приложений, где емкости 4,7 Гбайт вполне достаточно, а более емкие диски, видимо, будут востребованы киноиндустрией.

Увеличение плотности данных стало возможным благодаря созданию более совершенных источников лазерного излучения и системы обнаружения и коррекции ошибок. Для считывания DVD используется луч красного спектра с возможностью двойного фокусирования с длиной волны 650 нм или 635 нм, в зависимости от толщины считываемого диска. Привод DVD сам определяет, какой тип диска используется, и автоматически поворачивает линзу в положение нужной фокусировки луча.

При такой плотности записи любая внутренняя неоднородность может сделать диск непригодным к использованию. Поэтому с помощью технологии компании Sony была модернизирована и стандартизирована схема цифровой модуляции и коррекции ошибок RS-PC (Reed Solomon Product Code), которая уменьшила вероятность их появления на порядок по сравнению с компакт- диском. Кроме того, DVD, как и компакт-диск, стоек и малочувствителен к пыли, царапинам и прикосновениям пальцев.