Глава I. Информационные ресурсы

План

Введение

І. Информационные ресурсы

. Понятие «Информационный ресурс»

. Возникновение информационных ресурсов

. Возникновение информационных технологий и компьютерных средств

. Информация и данные

. Динамика роста информационных потребностей

. Смена приоритета информационного развития

ІІ. Процессы, методы и средства технологии хранения информации

. Единицы измерения памяти

. Принцип хранения данных

. Классификация памяти по функциональности

. Классификация запоминающих устройств

ІІІ. Кодирование информации. Методы и средства кодирования информации на сегодняшний день

. Понятие «кодирование информации» и его смысл

. Способы кодирования

. Таблицы кодировок

Заключение

Список литературы

Введение

 

К концу XX в. стала складываться, сначала в рамках кибернетики, а затем информатики, информационная картина мира. Строение и функционирование сложных систем различной природы (биологических, социальных, технических) оказалось невозможным объяснить, не рассматривая общих закономерностей информационных процессов.

Получение и преобразование информации является условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования.

Любой живой организм, в том числе человек, является носителем генетической информации, которая передается по наследству. Она определяет строение и развитие живых организмов. Человек воспринимает окружающий мир (получает информацию) с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса). Чтобы правильно ориентироваться в мире, он запоминает полученные сведения (хранит информацию). В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения (обрабатывает информацию), а в процессе общения с другими людьми - передает и принимает информацию. Человек живет в мире информации.

Потоки информации, циркулирующие в мире, который нас окружает, огромны. Во времени они имеют тенденцию к увеличению. Поэтому в любой организации, как большой, так и маленькой, возникает проблема такой организации управления данными, которая обеспечила бы наиболее эффективную работу. Некоторые организации используют для этого шкафы с папками, но большинство предпочитают компьютеризированные способы - базы данных, позволяющие эффективно хранить, структурировать и систематизировать большие объемы данных. И уже сегодня без баз данных невозможно представить работу большинства финансовых, промышленных, торговых и прочих организаций. Не будь баз данных, они бы просто захлебнулись в информационной лавине.

Существует много веских причин перевода существующей информации на компьютерную основу. Сейчас стоимость хранения информации в файлах ЭВМ дешевле, чем на бумаге. Базы данных позволяют хранить, структурировать информацию и извлекать оптимальным для пользователя образом. Использование клиент/серверных технологий позволяют сберечь значительные средства, а главное и время для получения необходимой информации, а также упрощают доступ и ведение, поскольку они основываются на комплексной обработке данных и централизации их хранения. Кроме того ЭВМ позволяет хранить любые форматы данных текст, чертежи, данные в рукописной форме, фотографии, записи голоса и т.д.

Для использования столь огромных объемов хранимой информации, помимо развития системных устройств, средств передачи данных, памяти необходимы средства обеспечения диалога человек-ЭВМ, которые позволяют пользователю вводить запросы, читать файлы, модифицировать хранимые данные, добавлять новые данные или принимать решения на основании хранимых данных.

В связи с этим вопрос современных технологий хранения данных на сегодняшний день актуален. В данной работе рассматривается следующий ряд вопросов:

.   Будет раскрыто понятие информационного ресурса. И место технологий в данной сфере.

.   Так же рассмотрится история возникновения технологий и их развитие.

.   Методы хранения информации в ЭВМ.

.   А так же технологии кодирования информации в ЭВМ.

В частности, будут раскрыты вопросы, связанные с методами хранения информации и её кодирования на компьютере, изучением взаимосвязи информационных технологий с технологиями хранения данных, раскрытие понятия информационный ресурс и многое другое, связанное с хранением информации в современном мире.

Однако в науке информатика этим терминам есть и другое, более полное и техническое объяснение.

 

Информация и данные

 

Информационные ресурсы в современном обществе играют не меньшую, а нередко и большую pоль, чем pесуpсы материальные. Знания, кому, когда и где продать товар, может цениться не меньше, чем собственно товар, и в этом плане динамика развития общества свидетельствует о том, что на "весах" материальных и информационных ресуpсов последние начинают пpевалиpовать, причем тем сильнее, чем более общество открыто, чем более развиты в нем средства коммуникации, чем большей информацией оно располагает.

С позиций рынка информация давно уже стала товаром и это обстоятельство требует интенсивного развития практики, промышленности и теории компьютеризации общества. Компьютер как информационная среда не только позволил совершить качественный скачек в организации промышленности, науки и рынка, но он определил новые самоценные области производства: вычислительная техника, телекоммуникации, прогpаммные продукты.

Тенденции компьютеризации общества связаны с появлением новых профессий, связанных с вычислительной техникой, и различных категорий пользователей ЭВМ. Если в 60-70е годы в этой сфере доминировали специалисты по вычислительной технике (инженеры-электpоники и пpогpаммисты), создающие новые средства вычислительной техники и новые пакеты прикладных пpогpамм, то сегодня интенсивно pасшиpяется категория пользователей ЭВМ - представителей самых разных областей знаний, не являющихся специалистами по компьютерам в узком смысле, но умеющих использовать их для решения своих специфических задач.

Пользователь ЭВМ (или конечный пользователь) должен знать общие принципы организации информационных процессов в компьютерной среде, уметь выбрать нужные ему информационные системы и технические средства и быстро освоить их применительно к своей предметной области. Учитывая интенсивное развитие вычислительной техники и во многом насыщенность рынка прогpаммных продуктов, два последних качества пpиобpетают особое значение.

Минимум знаний по организации компьютерных систем обычно называют компьютерной грамотностью. Не существует строго очерченных pамок, определяющих это понятие, - каждый пользователь определяет их для себя сам, но вместе с тем отсутствие такой грамотности делает сегодня невозможным доступ ко многим узко специальным профессиям, на первый взгляд весьма далеким от компьютера.

Данные.

Зададимся вопросом, что такое данные и как мы к ним относимся? Интуитивно ясно, что под данными мы подразумеваем какое-либо сообщение, наблюдаемый факт, сведения о чем-либо, результаты эксперимента и т.п. Иначе говоря, данные - это всегда конкретность, представленная в определенной форме (числом, записью, сообщением, таблицей и т.д.).

Данные (от лат. data) - это представление фактов и идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некотором информационном процессе. Данные - это зарегистрированные сигналы. Данные могут рассматриваться как записанные наблюдения, которые не используются, а пока хранятся.

Традиционно выделяют два типа данных - двоичные (бинарные) и текстовые.

Двоичные данные обрабатываются только специализированным программным обеспечением, знающим их структуру, все остальные программы передают данные без изменений.

Текстовые данные воспринимаются передающими системами как текст, записанный на каком-либо языке. Для них может осуществляться перекодировка (из кодировки отправляющей системы, в кодировку принимающей), заменяться символы переноса строки, изменяться максимальная длина строки, изменяться количество пробелов в тексте.

Передача текстовых данных как бинарных приводит к необходимости изменять кодировку в прикладном программном обеспечении (это умеет большинство прикладного ПО, отображающего текст, получаемый из разных источников), передача бинарных данных как текстовых может привести к их необратимому повреждению.

Для повышения качества данные преобразуются из одного вида в другой с помощью методов обработки. Обработка данных включает операции:

.   Ввод (сбор) данных - накопление данных с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений

.   Формализация данных - приведение данных поступающих из разных источников, к одинаковой форме, для повышения их доступности.

.   Фильтрация данных - это отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для повышения достоверности и адекватности.

.   Сортировка данных - это упорядочивание данных по заданному признаку с целью удобства использования.

.   Архивация - это организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме.

.   Защита данных - включает меры, направленные на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

.   Транспортировка данных - прием и передача данных между участниками информационного процесса.

.   Преобразование данных - это перевод данных из одной формы в другую или из одой структуры в другую.

Сами по себе данные никакой ценности не представляют. На самом деле, как вы отнесетесь, например, к следующим данным:

·   "тридцать семь с половиной";

·   "2 + 2 = 4";

·   "Петров стал директором".

Первое вызовет недоумение, второе - ощущение тривиальности (это знает каждый), третье - размышления, кто такой Петpов? Во всех пpиведенных пpимеpах данные неинфоpмативны (хотя по pазным пpичинам), и для того, чтобы пpидать им инфоpмативность, т.е. пpевpатить их в инфоpмацию, необходимо осуществить интеpпpетацию данных.

Интеpпpетация - пpоцесс пpевpащения данных в инфоpмацию, пpоцесс пpидания им смысла. Этот пpоцесс зависит от многих фактоpов: кто интеpпpетиpует данные, какой инфоpмацией уже pасполагает интеpпpетатоp, с каких позиций он pассматpивает полученные данные и т.д. Пpоцесс интеpпpетации может осуществляться человеком или гpуппой лиц, пpи этом он может быть твоpческим (напpимеp, музициpование по нотной записи) или фоpмальным (опpеделение вpемени по часам). Такой пpоцесс может осуществляться биологическими объектами (условные pефлексы собак, общение дельфинов), многими устpойствами технической автоматики (обнаpужение сигнала от цели в pадиолокации с последующими действиями) и, конечно, компьютеpом.

Абстpактность инфоpмации в отличие от конкpетности данных заключается в том, что пpоцесс интеpпpетации в общем случае не может быть опpеделен фоpмально, в то вpемя как данные всегда существуют в какой-то опpеделенной фоpме. Между данными и инфоpмацией в общем случае нет взаимно-однозначного соответствия. Напpимеp, фоpмально pазличные сообщения «до завтpа» и «see you tomorrow» несут одну и ту же инфоpмацию. Pазные знаки «x» и «*» могут содеpжательно обозначать одно и то же - опеpацию умножения, фоpмально pазличные стpоки «21» и «XXI» опpеделяют одно и то же число (в pазличных системах счисления).

С дpугой стоpоны одни и те же данные могут нести совеpшенно pазличную инфоpмацию pазным получателям (pазным интеpпpетатоpам). Напpимеp, знак "I" может интеpпpетиpоваться как буква "ай" в английском алфавите или как pимская цифpа 1, знак "+" может интеpпpетиpоваться как опеpация сложения или опеpация объединения множеств в зависимости от контекста. Кивок головой свеpху вниз обычно обозначает "Да", а покачивание - "Нет", но не во всех стpанах (в Болгаpии и Гpеции это не так).

Эти пpимеpы показывают, что интеpпpетация данных зависит от многих дополнительных объективных фактоpов (в этих пpимеpах - контекст, стpана, место), но интеpпpетация может зависеть и от субъективных фактоpов. Напpимеp, один и тот же цвет человек с ноpмальным зpением воспpинимает одним обpазом, а дальтоник дpугим. Пpиведенные пpимеpы альтеpнативной интеpпpетации одних и тех же данных иллюстpиpуют понятие полимоpфизма (множественной интеpпpетации), котоpое в конечном счете и опpеделяет абстpактный хаpактеp этого пpоцесса.

Наконец, еще один важный аспект интеpпpетации. В любом достаточно большом набоpе данных есть особые позиции (знаки, ключевые слова, пpизнаки), котоpые упpавляют пpоцессом интеpпpетации и потому имеют особое значение, во многом опpеделяющее ценность и важность получаемой инфоpмации. Классический пpимеp: сообщение «Казнить нельзя, помиловать». Положение запятой в этом пpимеpе (пеpед словом "нельзя" или после) pадикально меняет инфоpмационное содеpжание данных. Можно ли в этом отношении сpавнить запятую в этом сообщении с буквой «н», напpимеp? Потеpя или искажение последней легко восстанавливается по контексту, потеpя запятой сводит инфоpмативность сообщения в целом к нулю.

Таким обpазом, данные - это набоp неодноpодных ключевых слов (позиций, знаков и т.п.), несущих инфоpмацию pазной степени ценности.

 

Единицы измерения памяти

 

В информатике используются различные подходы к измерению информации:

·   Содержательный подход к измерению информации. Сообщение - информативный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику. Сообщение несет информацию для человека, если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными Информация - знание человека, сообщение которого должно быть информативным. Если сообщение не информативно, то количество информации с точки зрения человека = 0.

·   Алфавитный подход к измерению информации не связывает кол-во информации с содержанием сообщения. Алфавитный подход - объективный подход к измерению информации. Он удобен при использовании технических средств работы с информацией, т.к. не зависит от содержания сообщения. Кол-во информации зависит от объема текста и мощности алфавита. Ограничений на max мощность алфавита нет, но есть достаточный алфавит мощностью 256 символов. Этот алфавит используется для представления текстов в компьютере. Поскольку 256=2⁸, то 1символ несет в тексте 8 бит (наименьшее деление) информации.

Итак, в чём же измеряется информация? В основном в информатике берут за основу единицы измерения, производные от бита, самой маленькой единицы информации. Целые количества бит отвечают количеству состояний, равному степеням двойки. Особое название имеет 4 бита - ниббл (полубайт, тетрада, четыре двоичных разряда), которые вмещают в себя количество информации, содержащейся в одной шестнадцатеричной цифре.

Байт. Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт. Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Килобайт. Для измерения больших количеств байтов служат единицы «килобайт» (Кбайт) = 1000 байт - с точки зрения математики. Но в информатике 1 Кбайт = 1024 байт. Такая путаница происходит из за различий в десятичной и двоичной системах исчисления. Поэтому МЭК (Международная Электротехническая Комиссия) придумала для «Кбайт», «Мбайт», «Гбайт» и т. д. в качестве терминов «кикибайт», «мебибайт», «гибибайт». Однако, эту терминологию очень много критикуют и, поэтому, её редко можно слышать в устной речи. Но вернёмся к килобайтам. Такой порядок величин имеют, например:

·   Сектор диска обычно равен 512 байтам то есть половине Кбайт, хотя для некоторых устройств может быть равен одному или двум Кбайт.

·   Классический размер «блока» в файловых системах UNIX равен одному Кбайт (1024 байт).

·   «Страница памяти» в процессорах x86 (начиная с модели Intel 80386) имеет размер 4096 байт, то есть 4 Кбайт.

Объём информации, получаемой при считывании дискеты «3,5″ высокой плотности» равен 1440 Кбайт (ровно); другие форматы также исчисляются целым числом Кбайт.

Мегабайт. Единицы «мегабайт» (Мбайт) = 1000 килобайт = 1000000 байт и «мебибайт» = 1024 Кбайт = 1 048 576 байт применяются для измерения объёмов носителей информации.

Объём адресного пространства процессора Intel 8086 был равен 1 Мбайт. Оперативную память и ёмкость CD-ROM меряют двоичными единицами (мебибайтами, хотя их так обычно не называют), но для объёма НЖМД (Накопители на жестких магнитных дисках) десятичные мегабайты были более популярны. Современные жёсткие диски имеют объёмы, выражаемые в этих единицах минимум шестизначными числами, поэтому для них применяются гигабайты.

Гигабайт. Единицы «гигабайт» (Гбайт) = 1000 мегабайт = 1000000000 байт и «гибибайт» = 1024 Мбайт измеряют объём больших носителей информации, например жёстких дисков. Разница между двоичной и десятичной единицами уже превышает 7 %.

Размер 32-битного адресного пространства равен 4 Гбайт ≈ 4,295 Мбайт. Такой же порядок имеют размер DVD-ROM и современных носителей на флэш-памяти. Размеры жёстких дисков уже достигают сотен и тысяч гигабайт.

Для исчисления ещё больших объёмов информации имеются единицы «терабайт» или «тебибайт» (1012 Гбайт), «петабайт» или «пебибайт» (1015 Тбайт) и т. д.

 

Принцип хранения данных

 

Возрастающая ценность информации и консолидация вычислительных мощностей определяет новый подход к технологиям организации хранения и доступа к данным. Предприятиям необходимо решать задачи управления увеличивающимися массивами данных, организовать надежный доступ к информационным массивам, обеспечить защиту информации от утраты и повреждений.

Система хранения разрабатывается как обязательная подсистема в центрах обработки данных и является важнейшим компонентом для обеспечения надежного и стабильного функционирования всех информационных сервисов.

Система хранения данных (СХД) - предназначена для централизованного надежного хранения, управления и предоставления данных. СХД является ключевым элементом консолидации ЦОД (центр обработки данных), с которой тесно взаимодействуют вычислительные мощности, занятые обработкой информации. Структура СХД является технологическим фундаментом, вокруг которой строятся вычислительные системы. Технологии управления данными - решения для максимально эффективного использования ресурсов хранения и обеспечения непрерывности бизнеса.

Классическая система хранения данных включает в себя следующие компоненты:

·   Устройства хранения данных: дисковые массивы и ленточные библиотеки. Современные дисковые массивы, как правило, используют технологию Fibre Channel для подключения к ним серверов и внутри массива для доступа к дискам. Они могут масштабироваться до сотен терабайт дискового пространства и обладают встроенным интеллектом для выполнения специальных функций;

·   Инфраструктуру доступа серверов к устройствам хранения данных. В современных СХД для объединения компонент, как правило, используется Сеть Хранения Данных (Storage Area Network - SAN). SAN является высокопроизводительной информационной сетью, которая соединяет серверы и устройства хранения данных.;

·   Программное обеспечение управления хранением данных. Программное обеспечение предназначено как для решения специфических задач, например повышения производительности доступа к данным СУБД Oracle, так и для управления всей СХД в целом на уровне качества предоставляемых услуг по хранению данных;

·   Систему резервного копирования и архивирования данных. Система предназначена для создания резервных копий и восстановления данных. Система резервного копирования позволяет защитить данные от разрушения не только в случае сбоев или выхода из строя аппаратуры, но и в результате ошибок программных средств и пользователей.

Сеть хранения данных SAN- строится на основе высокоскоростной технологии Fibre Channel и является основой инфраструктуры СХД, к которой подключаются устройства обработки и хранения данных. Можно выделить следующие преимущества применения SAN:

·   Масштабируемость - возможность динамического изменения конфигурации без остановки системы, поэтапное наращивание емкостей дисковых массивов согласно требованиям бизнеса заказчика.

·   Отказоустойчивость - возможность создания отказоустойчивых конфигурация без единой точки отказа, аппаратная репликация данных между массивами основного и резервного ЦОД и высокая надежность дублированного хранения архивированных данных позволяют обеспечить работоспособность системы даже в случае утраты части оборудования.

·   Простое управления и администрирование - возможность организации единой точки управления всей инфраструктурой хранения данных компании

·   Низкая совокупная стоимость владения - простое и эффективное управление позволяет сократить количество обслуживающего персонала и повысить эффективность использования оборудования, а высокая защищенность данных гарантирует функционирование бизнес сервисов в чрезвычайных ситуациях.

 

Энергозависимость.

·   Энергонезависимая память (англ. nonvolatile storage) - память, реализованная ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды памяти на ПЗУ и ППЗУ;

·   Энергозависимая память (англ. volatile storage) - память, реализованная ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся память на ОЗУ, кэш-память.

·   Статическая память (англ. static storage) - энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;

·   Динамическая память (англ. dynamic storage) - энергозависимая памяти, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

Метод доступа.

·   Последовательный доступ (англ. sequential access memory, SAM) - ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти - стековая память.

·   Произвольный доступ (англ. random access memory, RAM) - вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.

Назначение.

·   Буферная память (англ. buffer storage) - память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.

·   Временная (промежуточная) память (англ. temporary (intermediate) storage) - память для хранения промежуточных результатов обработки.

·   Кэш-память (англ. cache memory) - часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кэшируемая память.

·   Корректирующая память (англ. patch memory) - часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины «relocation table» и «remap table».

·   Управляющая память (англ. control storage) - память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.

·   Разделяемая память или память коллективного доступа (англ. shared memory, shared access memory) - память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам и др.

Управление процессором.

·   Непосредственно управляемая (оперативно доступная) память (англ. on-line storage) - память, непосредственно доступная в данный момент времени центральному процессору.

·   Автономная память (англ. off-line storage) - вид памяти (ЗУ), не допускающий прямого доступа к ней, а также управление центрального процессора: обращение к ней, а также управление ею производится вводом в систему специальных команд и через посредство оперативной памяти;

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД).

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД) были одними из первых переносных запоминающих устройств. Они позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно на компьютере, делать архивные копии программных продуктов, содержащихся на жестком диске. Наибольшее распространение получили дискеты размером 5,25 и 3,5 дюйма, то есть 133 и 89 мм в диаметре.

НГМД размером 5,25 дюйма чаще всего имеют емкость размером 1,2 Мбайта и 360 Кбайт. Встречаются дискеты прежних лет выпуска, имеющие меньшую емкость либо рассчитанные на использование в дисководах с одной головкой (односторонние дискеты). Для записи и чтения дискет емкостью 1,2 Мбайта предназначены специальные накопители, которые устанавливаются на компьютерах моделей IBM PC AT, и PS/2. Существуют также специальные дисководы на 360 Кбайт. Техника записи на данных дискетах различна. В дисководах емкостью 1,2 Мбайта используются головки для чтения / записи, обеспечивающие более узкую дорожку информации. С этой целью на 5,25 дюймовых дискетах применяется специальное магнитное покрытие, которое позволяет осуществлять более плотную запись. Это магнитное покрытие труднее намагнитить и размагнитить, чем обычное, поэтому такие накопители не могут быть использованы в дисководах емкостью 360 Кбайт.

НГМД размером 3,5 дюйма, в отличие от 5,25 дюймовых, заключены в жесткие пластмассовый конверт, что значительно повышает их надежность и долговечность, а также создает значительные удобства при транспортировке, хранении и использовании.

Составляющими магнитного диска размером 3,5 дюйма и емкостью 1,44 Мбайта (далее рассматривается только он) являются:

.   крышка защитная металлическая;

.   пружина для крышки металлическая;

.   конверт пластмассовый (верхняя и нижнияя стороны);

.   две прокладки из мягкой бумаги;

.   задвижка защиты от записи пластмассовая;

.   стабилизатор положения диска металлический;

.   сердцевина диска металлическая;

.   круглая запоминающая поверхность диска пластмассовая, покрытая магнитным слоем.

Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль. А сам гибкий диск мог относительно легко размагнититься от воздействия металлических намагниченных поверхностей, природных магнитов, электромагнитных полей вблизи высокочастотных приборов, что делало хранение информации на дискетах крайне ненадежным.

Массовое вытеснение дискет из обихода началось с появлением перезаписываемых компакт-дисков, и особенно, носителей на основе флэш-памяти, обладающих гораздо меньшей удельной стоимостью, на порядки большей ёмкостью, большим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью и большей скоростью обмена данными. О них будет говориться немного позже.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД).

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. Hard Magnetic Disk Drive, HMDD и HDD), жёсткий диск, винчестер. В компьютерном сленге «винт», хард, харддиск. Это устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые, керамические или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В НЖМД используется от одной до нескольких пластин на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Информация заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию.

Герметичная камера предохраняет носители не только от проникновения механических частиц пыли, но и от воздействия электромагнитных полей. Необходимо заметить, что камера не является абсолютно герметичной т.к. соединяется с окружающей атмосферой при помощи специального фильтра, уравнивающего давление внутри и снаружи камеры. Однако, воздух внутри камеры максимально очищен от пыли, т.к. малейшие частички могут привести к порче магнитного покрытия дисков и потере данных и работоспособности устройства.

Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. По величине диаметра носителя чаще других производятся 5.25, 3.14, 2.3 дюймовые диски. На диаметр носителей несменных жестких дисков не накладывается никакого ограничения со стороны совместимости и переносимости носителя, за исключением форм-факторов корпуса ПК, поэтому, производители выбирают его согласно собственным соображениям.

CD-диски.

Компакт-диск (англ. Compact Disc) - оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре. Процесс записи/считывания информации на который или с которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD-дисков стали DVD-диски.

Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде, CD-ROM - англ. Compact Disc Read Only Memory, компакт-диск только с возможностью чтения, или КД-ПЗУ - «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство». В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW).

Формат файлов на CD-ROM отличается от формата записи аудио компакт-дисков, и потому обычный проигрыватель аудио компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере).

Компакт-диск (CD-ROM) стал основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли флоппи-диск). Сейчас он уступает эту роль более перспективным твердотельным носителям (flash-устройства).

Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями Philips и Sony. На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод кодирования сигнала PCM - Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован 20 июня 1982 года. История гласит, что на нём был записан альбом «The Visitors» группы ABBA.

Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. Джон Скалли, тогдашний CEO Apple Computer, в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров. Один из первых массовых мультимедийных компьютеров/развлекательных центров использующих CD диски была Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), позже CD диски стали использовать в игровых приставках Panasonic 3DO и Amiga CD32.

Информационная структура.

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из питов (англ. pit - углубление), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом (англ. land - пространство, основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм.

Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной записи. В таких дисках используется специальный активный материал, позволяющий производить запись/перезапись информации. Различают диски с органическим (в основном диски CD-R-типа) и неорганическим (в основном CD-RW-диски) активным материалом.

При использовании органического активного материала запись осуществляется путём разрушения химических связей материала, что приводит к его потемнению (изменению коэффициента отражения материала). При использовании неорганического активного материала запись осуществляется изменением коэффициента отражения материала в результате его перехода из аморфного агрегатного состояния в кристаллическое и наоборот. И в том и в другом случае запись производится модуляцией мощности лазера.

В просторечии такие записываемые диски называются «болванками» и записываются на специальных пишущих приводах для компакт-дисков (широко сегодня распространённых), на сленге именуемыми «резаками». Процесс записи называется «прожигом» (от англ. to burn) или «нарезкой» диска. В некоторых CD-плеерах и музыкальных центрах такие диски могут не воспроизводиться. В последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD-плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW.

Объём хранимых данных.

Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мбайт информации (или 74 минуты звукозаписи). Согласно одной из легенд, разработчики рассчитывали объём так, чтобы на диске полностью поместилась девятая симфония Бетховена (самое популярное музыкальное произведение в Японии в 1979 году согласно специально проведённому опросу), длящаяся (в самом длинном из известных исполнений) именно 74 минуты. Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 Мбайт, которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью вытеснившие диск объёмом 650 Мбайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков.

DVD-диски.

DVD (англ. Digital Versatile Disc) - цифровой многоцелевой диск; (также англ. Digital Video Disc - цифровой видеодиск) - носитель информации, выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков. DVD-привод - устройство чтения (и записи) таких носителей.

Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 года в Японии и в марте 1997 года в США. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года. Первая версия спецификаций DVD была опубликована в сентябре 1996 года. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium). Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17 000 долл. Болванки объёмом 3,95 Гб стоили по 50 долл. каждая.по структуре данных бывают четырёх типов:

.   DVD-Video - содержат фильмы (видео и звук);