Накопители на магнитных и оптических носителях. Магнитные носители информации, их виды Запись информации на магнитные и оптические носители

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

МАГНИТНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ И ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРАКТИКЕ ОРГАНИЗАЦИЙ

Введение

Заключение

Список используемых источников и литературы

Введение

Актуальность

Информационное общество характеризуется многими чертами, одной из которых является то, что информация становиться важнейшим фактором развития общества.

Сохранение, развитие и рациональное использование документного ресурса имеют огромное значение для любого общества и государства.

Отличительной чертой сегодняшнего этапа развитие человека является представление информации не только в печатной и других аналоговых формах, но и электронной, цифровой форме, что позволяет принципиально иначе создавать, хранить, организовывать доступ и использовать электронные документы.

В природе естественным носителем информации является человеческая память. И все же с давних лет человек пользуется посторонними подсобными средствами для хранения информации, которые в начале были самыми примитивными (камнями, ветками, перьями, бусами). Историческими вехами на пути развития средств хранения информации явились создание письменности, изобретение сначала папируса, потом - пергамента и бумаги, а затем и книгопечатания.

В наше же время количество материальных носителей значительно возросло. Одно осталось неизменным требования к хранению, равно как и объем хранимой информации с развитием человечества только увеличивается, а точное время, когда информация обесценится, как правило, не известна.

Исходя из того общество стремиться всегда выбрать лучшие носители, чтобы сохранить важную информацию. Но так ли легко осуществить выбор материального носителя?

Цель работы дать характеристику магнитного и оптического документов, а также обосновать их использование в работе организаций.

Объект исследования: магнитный и оптический документы.

Предмет исследования: использование магнитного и оптического документов в работе организаций.

1. Способы хранения информации

1.1 Древнейшие способы хранения информации

Первыми носителями информации были стены пещер в эпоху палеолита. Сначала люди рисовали на стенах пещер, камнях и скалах, такие рисунки и надписи называются петроглифами. Самые древние наскальные изображения и петроглифы (от греч. petros - камень и glyphe - резьба) изображали животных, охоту и бытовые сцены. К числу самых древних изображений на стенах пещер эпохи палеолита относятся и оттиски рук человека, и беспорядочные переплетения волнистых линий, продавленных в сырой глине пальцами той же руки. Обращает внимание, какими живыми, яркими были изображения зверей в пещерах позднего периода древнего каменного века. Их создатели хорошо знали поведение животных, их повадки. Они замечали в их движениях такие чёрточки, которые ускользают от современного наблюдателя. Примечательно, что, изображая зверей, древние мастера использовали для моделировки их тел неровности скалы, впадины, выступы, имеющие сходство с очертаниями фигур. Изображение как бы ещё не отделилось от окружающего его пространства, не стало самостоятельным.

Люди древнего каменного века не знали орнамента. На изображениях животных и людей из кости иногда видны ритмично повторяющиеся штрихи или зигзаги, похожие на орнамент. Но, присмотревшись, видишь, что это - условное обозначение шерсти, птичьих перьев или волос. Как изображение животного «продолжает» скальный фон, так и эти похожие на орнамент мотивы ещё не стали самостоятельными, отделёнными от вещи условными фигурками, которые можно наносить на любую поверхность. Следует полагать, что самые старые носители информации служили не только простым украшением, наскальные рисунки предназначались для передачи информации или совмещали эти функции.

Одним из первых доступных материалов стала использоваться глина. Глина - материальный носитель знаков письма, который обладал достаточной прочностью (сохранность информации), к тому же был недорогим и легко доступным, а пластичность, удобство записи позволяла повысить эффективность записи, можно было без особого труда, ясно и отчетливо изображать знаки письма. Природный писчий материал был найден древнейшими обитателями Двуречья, жившими на самом юге этой страны - шумерийцами. Главным естественным богатством этого района была глина: местные жители строили из нее свои жилища, храмы богов, изготовляли из нее посуду, светильники, гробы. Согласно древнему шумерскому мифу даже человек был сотворен из глины. Запасы этого материала были практически неисчерпаемы. Поэтому в районе Южного Двуречья материальным носителем знаков письменности стали глиняные таблички, широко употреблявшиеся здесь уже в начале III тыс. до н. э.

Возможность эффективной записи способствует появлению письменности. Более пяти тысяч лет назад появляется (достижение шумерской цивилизации, территория современного Ирака) письменность на глине (уже не рисунки, а похожие на буквы значки и пиктограммы).

Глиняные таблетки стали материальной основой высоко развитой письменности. Во второй половине III тысячелетия до н. э. в шумерийской литературе были представлены самые разнообразные жанры: мифы и эпические сказания в стихах, гимны богам, поучения, басни о животных, пословицы и поговорки. Американскому шумерологу Сэмюелу Крамеру посчастливилось открыть древнейший в мире «библиотечный каталог», помещенный на табличке в 6,5 см длины и около 3,5 см ширины. Писец сумел на этой крохотной табличке написать названия 62 литературных произведений. «По крайней мере, 24 названия из этого каталога относятся к произведениям, которые частично или полностью дошли до нас», -- пишет С.Я. Крамер.

Более доступный материал для письма был придуман в Древнем Риме. Это были специальные восковые таблички, которыми человечество пользовалось более 1500 лет. Готовились эти таблички из дерева или слоновой кости. От краев дощечки на расстоянии 1--2 см делали углубление на 0,5--1 см., а затем по всему периметру заполняли его воском. На дощечке писали, нанося на воск знаки острой металлической палочкой -- стилусом, который был с одной стороны заостренным, а другой его конец имел форму лопатки и мог стирать надпись. Складывались такие восковые дощечки воском вовнутрь и соединялись по две (диптих) или три (триптих) штуки или по нескольку штук кожаным ремешком (полиптих) и получалась книжка, прообраз средневековых кодексов и дальний предок современных книг. В античном мире и Средневековье восковые таблички использовались в качестве записных книжек, для хозяйственных пометок и для обучения детей письму. Подобные вощеные таблички были и на Руси и назывались они церы.

В условиях жаркого климата записи на восковых дощечках были недолговечны, однако некоторые оригиналы восковых табличек сохранились до наших дней (например, с записями французских королей). Из русских цер сохранился так называемый Новгородский кодекс, датируемый XI в. - это полиптих, состоящий из четырех восковых страниц.

Огромным шагом вперед явилось употребление папируса, введенное древними египтянами. Наиболее древний папирусный свиток относится к XXV веку до н. э. Позднее греки и римляне переняли от египтян письмо на папирусе. Писали на нем при помощи специального пера.

Папирус - писчий материал получивший распространение в Египте и во всем Средиземноморье, для изготовления которого использовалось растение семейства осоковых.

Сырьем для изготовления папируса служил тростник, растущий в долине реки Нил. Стебли папируса очищали от коры, сердцевину разрезали вдоль на тонкие полоски. Получившиеся полоски раскладывали внахлёст на ровной поверхности. На них выкладывали под прямым углом ещё один слой полосок и помещали под большой гладкий камень, а потом оставляли под палящим солнцем. После сушки лист папируса шлифовали и выглаживали при помощи раковины или куска слоновой кости. Листы в окончательной форме имели вид длинных лент и потому сохранялись в свитках, а в более позднее время -- соединялись в книги.

В античную эпоху папирус был основным писчим материалом во всём греко-римском мире. Производство папируса в Египте было весьма велико. И при всех своих хороших качествах папирус все же был непрочным материалом. Папирусные свитки не могли храниться более 200 лет. До наших дней сохранились папирусы только в Египте исключительно благодаря уникальному климату этой местности.

В качестве материального носителя информации папирус использовался не только в Древнем Египте, но и в других странах Средиземноморья, причем в Западной Европе - вплоть до XI века. А последним историческим документом, написанным на папирусе, стало послание папы римского в начале XX века.

Недостатком данного носителя являлось то, что со временем он темнел и ломался. Дополнительным недостатком стало то, что египтяне ввели запрет на вывоз папируса за границу.

Недостатки носителей информации (глина, папирус, воск) стимулировали поиск новых носителей. На этот раз сработал принцип «всё новое -- хорошо забытое старое». Люди начали производство материала для письма из кожи животных - пергамента. Пергамент постепенно вытеснял папирус. Достоинства нового носителя -- высокая надёжность хранения информации (прочность, долговечность, не темнел, не пересыхал, не трескался, не ломался), многоразовость (например, в сохранившемся молитвеннике Х века учёные обнаружили несколько слоёв записей, сделанных вдоль и поперёк, стёртых и зачищенных, а с помощью рентгена там обнаружился древнейший трактат Архимеда). Книги на пергаменте -- палимпсесты (от греческого языка рблЯмшзуфпн -- рукопись, писанная на пергаменте по смытому или соскобленному тексту).

Название материала происходит от города Пергам, где стали впервые изготавливать этот материал. С древности и до наших дней пергамент известен у евреев под названием «гвиль», как канонический материал для записи Синайского Откровения в рукописных свитках Торы. На более распространённом виде пергамента «клаф» писались также отрывки из Торы для тфил и мезуз. Для изготовления этих разновидностей пергамента используются исключительно шкуры кошерных видов животных.

Пергамент представляет собой недубленую выделанную кожу животных - овечью, телячью или козью.

По свидетельству греческого историка Ктесия в V в. до н. э. кожа уже в то время издавна употреблялась в качестве материала для письма у персов. Откуда она под именем «дифтера» перешла в Грецию, где наряду с папирусом употреблялись для письма обработанные овечьи и козьи шкуры.

Другим материалом растительного происхождения, использовавшимся, главным образом, в экваториальной зоне (в Центральной Америке с VIII века, на Гавайский островах) была тапа. Она изготавливалась бумажного шелковичного дерева, в частности, из лыка, луба. Лыко промывалось, очищалось от неровностей, затем отбивалось молотком, разглаживалось и просушивалось.

Древние германцы писали свои рунические тексты на буковых дощечках (Buchenholz), откуда и слово «Buch», книга. Знаки наносились процарапыванием (Writan), откуда и происходит английский глагол write, писать (одного корня с немецким ritzen, царапать).

Римляне в самую раннюю пору своей истории, когда письменность только входила у них в употребление, писали на древесном лыке (liber): этим же словом у них стала называться книга. Носители информации римского письма на этом материале не сохранились, но ближайшим аналогом могут, по-видимому, послужить берестяные грамоты.

Береста - широкое распространение с XII века

В поисках более практичных носителей информации люди пробовали писать на дереве, его коре, листьях, коже, металлах, кости. В странах с жарким климатом часто использовали высушенные и покрытые лаком пальмовые листья. На Руси же самым распространенным материалом для письма была береста - определенные слои коры березы.

Так называемая берестяная грамота, кусок бересты с выцарапанными знаками, была найдена археологами 26 июля 1951 года на раскопках в Новгороде. О том, что береста использовалась в древней Руси для письма, имелись и письменные свидетельства -- об этом упоминает Иосиф Волоцкий в рассказе об обители Сергия Радонежского.

Археологи обнаружили даже миниатюрную берестяную книжечку их 12 страниц размером 5 x 5 см, в которой двойные листы сшиты по сгибу. Подготовка бересты к процессу записи была не сложной. Предварительно ее кипятили, затем соскабливали внутренний слой коры и обрезали по краям. В результате получался материал основы документа в виде ленты или прямоугольника. Обычно использовалась для письма внутренняя сторона бересты, более гладкая. Грамоты сворачивались в свиток. При этом текст оказывался с наружной стороны. Тексты берестяных писем выдавливались с помощью специального инструмента -- стилоса, изготовленного из железа, бронзы или кости.

Из-за недостатков предыдущих носителей китайский император Лю Чжао приказал найти им достойную замену. Пока в западном мире шла конкуренция между восковыми табличками, папирусом и пергаментом в Китае во II веке до н.э. была изобретена бумага.

Сначала бумагу в Китае делали из бракованных коконов шелкопряда, затем стали делать бумагу из пеньки. Затем в 105 году н.э. Цай Лунь начал изготавливать бумагу из растолченных волокон шелковицы, древесной золы, тряпок и пеньки. Все это он смешивал с водой и получившуюся массу выкладывал на форму (деревянную раму и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разглаживал с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги. Уже тогда бумага получила в Китае разнообразное и широкое применение. После изобретения Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, естественные красители и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных попадает к арабам. Рожденное в Китае бумажное производство медленно продвигается на Запад, постепенно внедряясь в материальную культуру других народов.

1.2 Изобретение современных носителей информации

Начиная с 19 столетия, в связи с изобретением новых способов и средств документирования (фото-, кино, аудиодокументирования и др.), широкое распространение получили многие принципиально новые носители документированной информации. В зависимости от качественных характеристик, а также от способа документирования, их можно классифицировать следующим образом:

бумажные;

фотографические носители;

носители механической звукозаписи;

магнитные носители;

оптические (лазерные) диски и другие перспективные носители информации.

Важнейшим материальным носителем информации по-прежнему пока остаётся бумага. На отечественном рынке в настоящее время имеются сотни различных видов бумаги и изделий из неё. При выборе бумаги для документирования необходимо учитывать свойства бумаги, обусловленные технологическим процессом её производства, композиционным составом, степенью отделки поверхности и т.п.

Любая бумага, изготовленная традиционным способом, характеризуется определёнными свойствами, которые необходимо принимать во внимание в процессе документирования. К числу таких важнейших свойств и показателей относятся:

композиционный состав, т.е. состав и род волокон (целлюлоза, древесная масса, льнопеньковые, хлопковые и др. волокна), их процентное соотношение, степень размола;

масса бумаги (масса 1 кв. м бумаги любого сорта). Масса выпускаемой для печати бумаги составляет от 40 до 250 г/кв. м;

толщина бумаги (может быть от 4 до 400 мкм);

плотность, степень пористости бумаги (количество бумажной массы в г/см Ё);

структурные и механические свойства бумаги (в частности, направление ориентации волокон в бумаге, светопроницаемость, прозрачность бумаги, деформации под воздействием влаги и т.п.);

гладкость поверхности бумаги;

светопрочность;

сорность бумаги (результат использования при её производстве загрязнённой воды) и некоторые другие свойства бумаги.

В зависимости от свойств бумага делится на классы (для печати, для письма, для машинописи, декоративная, упаковочная и др.), а также на виды (типографская, офсетная, газетная, мелованная, писчая, картографическая, ватманская, документная и т.д.). Так, бумага с поверхностной плотностью от 30 до 52 г/м¦ и с преобладанием в её композиционном составе древесной массы называется газетной. Типографская бумага имеет поверхностную плотность от 60 до 80 г/м¦ и изготавливается на основе древесной целлюлозы. Ещё большую плотность имеет картографическая бумага (от 85 до 160 г/м¦). Для технического документирования используется высокосортная белая чертёжная ватманская бумага, которая производится на основе механически обработанного тряпья. Для печатания денежных знаков, облигаций, банковских чеков и других важных финансовых документов используется документная бумага, устойчивая к механическим воздействиям. Она изготавливается на основе льнопеньковых и хлопковых волокон, зачастую с водяными знаками94.

Для механической записи кодированной информации и дальнейшего её использования в информационно-поисковых системах, в перфорационно-вычислительных машинах применялись перфорационные ленты. Они изготавливались из плотной бумаги толщиной около 0,1 мм и шириной 17,5; 20,5; 22,5; 25,5 мм.

Важное значение в документоведении и документационном обеспечении управления имеют форматы бумаги. Ещё в 1833 г. в России был установлен единый размер листа бумаги, а в 1903 г. союз бумажных фабрикантов принял 19 её форматов. Но одновременно существовали многочисленные форматы, возникшие стихийно по инициативе бумажных фабрик и исходя из пожеланий потребителей95. В 1920-е годы после решения большевистского руководства о переходе к метрической системе были упорядочены и форматы бумаги, а впоследствии принят ГОСТ 9327-60 "Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы". В основу новых форматов была положена система размеров бумаги, впервые предложенная Германской стандартизационной организацией DIN примерно в 1920 году. В 1975 г. эта система стала международным стандартом (ISO 216), будучи принята Международной организацией по стандартизации. Она действует и в России.

Стандарт ISO 216 состоит из трёх серий: A, B и C. В качестве основной установлена серия (ряд) А. Здесь каждый лист бумаги имеет ширину, равную результату деления его длины на корень квадратный из двух (1:1,4142). Площадь основного формата (А0) равна 1 м¦, а его стороны составляют 841х1189 мм. Остальные форматы получаются путём последовательного деления пополам предшествующего формата, параллельно его меньшей стороне. В результате все полученные форматы геометрически подобны. Каждый формат обозначается двумя символами: буквой А, указывающей на принадлежность серии А, и цифрой, обозначающей количество делений исходного формата А0.

Форматы А-серии ISO 216:

4А0 1682х2378 ; 2А0 1189х1682 ; А0 841х1189 ; А1 594х841; А2 420х594 ; А3 297х420 ;

А4 210х297 ; А5 148х210 ; А6 105х148 ; А7 74х105 ; А8 52х74 ; А9 37х52 ; А10 26х37.

Форматы В-серии используются в тех случаях, когда А-серия не имеет подходящего формата. Формат В-серии является средним геометрическим между форматами Аn и А(n+1).

Форматы С-серии стандартизуют конверты. Формат С-серии является средним геометрическим между форматами А и В серий с одним и тем же номером. Например, документ на листе А4 хорошо укладывается в конверт формата С4.

С учётом размеров бумаги по системе ISO созданы копировальные машины, т.е. привязаны к отношению 1:v2. Этот принцип используется также в кино- и фотолабораториях. Копировальные машины снабжены соответствующими наиболее часто используемыми средствами масштабирования, например:

71 % v0,5 А3>А4

141 % v2 А4>А3 (также А5> А4)

Форматы бумаги ISO в настоящее время широко используются во всех промышленно развитых странах, за исключением Соединёных Штатов Америки и Канады, где в офисной работе распространены другие, хотя и очень схожие форматы: "Letter" (216х279 мм), "Legal" (216х356 мм), "Executive" (190х254 мм) и "Ledger/Tabloid" (279х432 мм)97.

Отдельные виды бумаги предназначены специально для репрографических процессов. Главным образом это светочувствительные бумажные носители. Среди них термобумага (термореактивная и термокопировальная бумага); диазобумага (диазотипная или светокопировальная бумага), чувствительная к ультрафиолетовым лучам; калька - прозрачная, прочная, из чистой целлюлозы бумага, предназначенная для копирования чертежей; бумага многослойная для электроискрового копирования и др.

Бумага толщиной свыше 0,5 мм и массой 1 кв. м более 250 г называется картоном. Картон может быть однослойным и многослойным. В делопроизводстве он используется, в частности, для изготовления обложек первичных комплексов документов (дел), регистрационных карточек и т.п.

До недавнего времени широко использовались картонные перфорационные носители цифровой кодированной информации - перфокарты. Они представляли собой прямоугольники размером 187,4х82,5 мм и изготавливались из тонкого, механически прочного картона.

На основе машинных перфокарт изготавливались апертурные карты - карты с вмонтированным кадром микрофильма или отрезком неперфорированной плёнки. Они использовались обычно для хранения и поиска изобразительно-графической технической документации и патентной информации.

Фотоматериалы представляют собой гибкие плёнки, пластинки, бумаги, ткани. Они представляют собой по существу многослойные полимерные системы, состоящие, как правило, из: подложки (основы), на которую наносится подслой, а также светочувствительный эмульсионный слой (галогенид серебра) и противоореольный слой.

Цветные фотоматериалы имеют более сложное строение. Они содержат также сине-, жёлто-, зелёно-, красночувствительные слои. Разработка в 1950-е годы многослойных цветных материалов явилась одним из качественных скачков в истории фотографии, предопределив быстрое развитие и широкое распространение цветной фотографии.

К числу важнейших характеристик фотографических материалов, в частности, фотоплёнок, относятся: светочувствительность, зернистость, контрастность, цветочувствительность.

Киноплёнка является фотографическим материалом на гибкой прозрачной подложке, имеющей с одной или обеих краёв отверстия - перфорации. Исторически первые светочувствительные ленточные носители были на бумажной основе. Использовавшаяся на первых порах нитратцеллюлозная лента представляла собой очень горючий материал. Однако уже в 1897 г. немецким учёным Вебером была изготовлена плёнка с негорючей основой из триацетата целлюлозы, получившая широкое распространение, в том числе в отечественной киноиндустрии. Впоследствии подложка стала изготавливаться из полиэтилентерефталата и других эластичных полимерных материалов.

По сравнению с фотоплёнкой кинолента обычно состоит из большего количества слоёв. На подложку наносится подслой, который служит для закрепления светочувствительного слоя (или нескольких слоёв) на основе. Кроме того, киноплёнка обычно имеет противоореольный, противоскручивающий, а также защитный слой.

Киноплёнки бывают чёрно-белые и цветные. Они делятся также на:

негативные;

позитивные (для контактного и проекционного печатания);

обращаемые (могут использоваться для получения негативов и позитивов);

контратипные (для копирования, например, для массового изготовления фильмокопий);

гидротипные;

фонограммные (для фотографической записи звука).

Чёрно-белая фотографическая плёнка шириной 16 и 35 мм представляет собой наиболее распространённый носитель для изготовления микрофильмов. Основными типами микрофильмов являются микрофильмы рулонные и в отрезке. Микрофильмы в отрезке - это часть рулонной плёнки длиной не менее 230 мм, на которой размещается до нескольких десятков кадров. Микрокарты, микрофиши и ультрамикрофиши являются фактически плоскими форматными микрофильмами. В частности, микрофиша - это лист фотоплёнки формата 105х148 мм.

За более чем вековую историю механической звукозаписи неоднократно менялись и материалы, и форма носителей звуковой информации. Первоначально это были фонографические валики, представлявшие собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной около 12 см. Они покрывались так называемым "отверждённым воском", на который наносилась звуковая дорожка. Фоновалики быстро изнашивались, их практически невозможно было тиражировать. Поэтому вполне закономерно уже вскоре они оказались вытесненными граммофонными пластинками.

Грампластинки должны были удовлетворять весьма жёстким требованиям, так как в процессе воспроизведения фонозаписи остриё иглы давит на дно канавки с силой около 1 т/см¦. Первая граммофонная пластинка, записанная в 1888 г., представляла собой цинковый диск с выгравированной фонограммой. Затем грампластинки стали отливать из целлулоида, каучука, эбонита. Однако гораздо более дешёвыми, упругими и прочными оказались пластмассовые диски на основе полихлорвинила и винилита. Они имели и лучшее качество звука.

Граммофонные пластинки изготавливались путём прессования, штамповки или литья. Оригиналом грампластинки служил восковый диск, а впоследствии - металлический (никелевый) диск, покрытый специальным лаком (лаковый диск)99.

По типу записи грампластинки, выпускавшиеся в нашей стране, подразделялись на обычные, долгоиграющие и стереофонические. За рубежом, кроме того, были разработаны квадрафоничские пластинки и видеогрампластинки. Кроме того, грампластинки классифицируются по размеру, частоте вращения, тематике записи. В частности, стереофонические пластинки, производство которых в СССР началось с 1958 г., также как и долгоиграющие, выпускались форматом (диаметром) 174, 250 и 300 мм. Частота их вращения обычно составляла 33 об/мин.

С начала 1990-х гг. производство грампластинок в России фактически прекратилось, уступив место другим, более качественным и эффективным способам звукозаписи (электромагнитной, цифровой)

1.3 Влияние типа носителя на долговечность и стоимость документа

Передача документированной информации во времени и пространстве непосредственно связана с физическими характеристиками её материального носителя. Документы, будучи массовым общественным продуктом, отличаются сравнительно низкой долговечностью. Во время своего функционирования в оперативной среде и особенно при хранении они подвергаются многочисленным негативным воздействиям, вследствие перепадов температуры, влажности, под влиянием света, биологических процессов и т.д. К примеру, в настоящее время известно около 400 видов грибов и насекомых, обнаруженных на документах и книгах, способных поражать бумагу, кальку, ткани, дерево, кожу, металл, кинофотоплёнку и другие материалы. Поэтому не случайно проблема долговечности материальных носителей информации во все времена привлекала внимание участников процесса документирования. Уже в древности наблюдается стремление зафиксировать наиболее важную информацию на таких сравнительно долговечных материалах, как камень, металл. К примеру, законы вавилонского царя Хаммурапи были высечены на каменном столбе. И в наши дни эти материалы используются для длительного сохранения информации, в частности, в мемориальных комплексах, на местах захоронений и т.п. В процессе документирования наблюдалось стремление использовать качественные, стойкие краски, чернила. В значительной степени благодаря этому до нас дошли многие важные текстовые исторические памятники, документы прошлого. И, напротив, использование недолговечных материальных носителей (пальмовые листья, деревянные дощечки, берёста и т.п.) привели к безвозвратной утрате большинства текстовых документов далёкого прошлого.

Однако, решая проблему долговечности, человек сразу же вынужден был заниматься и другой проблемой, заключавшейся в том, что долговечные носители информации были, как правило, и более дорогостоящими. Так, книги на пергаменте нередко приравнивались по цене к каменному дому или даже к целому поместью, вносились в завещание, наряду с другим имуществом, а в библиотеках приковывались цепями к стене. Поэтому постоянно приходилось искать оптимальное соотношение между долговечностью материального носителя информации и его стоимостью. Эта проблема до сих пор остаётся весьма важной и актуальной.

Наиболее распространённый в настоящее время материальный носитель документированной информации - бумага - обладает относительной дешевизной, доступностью, удовлетворяет необходимым требованиям по своему качеству и т.д. Однако в то же время бумага является горючим материалом, боится излишней влажности, плесени, солнечных лучей, нуждается в определённых санитарно-биологических условиях. Использование недостаточно качественных чернил, краски приводят к постепенному угасанию текста на бумаге. По мнению специалистов, в середине 19 столетия наступил первый кризисный период в истории бумажного документа. Он был связан с переходом к изготовлению бумаги из древесины, с использованием синтетических красителей, с широким распространением машинописи и средств копирования. В результате долговечность бумажного документа сократилась с тысяч до двухсот - трёхсот лет, т.е. на порядок. Особенно недолговечны документы, изготовленные на бумаге низких по качеству видов и сортов (газетной и т.п.).

В конце 20-го века с развитием компьютерных технологий и использованием принтеров для вывода информации на бумажный носитель вновь возникла проблема долговечности бумажных документов. Дело в том, что многие современные распечатки текстов на принтерах водорастворимы и выцветают. Более долговечные краски, в частности, для струйных принтеров, естественно, являются и более дорогими, а значит - менее доступными для массового потребителя. Использование в России "пиратских" перезаряженных картриджей и тонеров только усугубляет ситуацию.

Материальные носители документированной информации требуют, таким образом, соответствующих условий для их хранения. Однако это далеко не всегда соблюдалось и соблюдается. В результате из ведомственных архивов на государственное хранение в нашей стране документы поступают с дефектами. В 1920-е годы количество дефектов достигало 10-20 %, с 1950-х годов стало уменьшаться от 5 до 1 %, в 1960-1980-е годы было на уровне 0,3-0,5 % (хотя в абсолютных цифрах это составляло 1-2,5 млн. документов). В 1990-е годы хранение документов в ведомственных архивах вновь ухудшилось, как и в первые десятилетия существования советской власти. Всё это оборачивается значительными материальными потерями, поскольку в архивах и библиотеках приходится создавать и содержать дорогостоящие лаборатории, которые занимаются реставрацией бумажных носителей. Приходится также изготавливать архивные копии документов с угасающим текстом и т.п.

В Советском Союзе в своё время была даже создана правительственная программа, предусматривавшая разработку и выпуск отечественных долговечных бумаг для документов, специальных стабильных средств письма и копирования, а также ограничение с помощью нормативов применения недолговечных материалов для создания документов. В соответствии с этой программой, к 1990-м годам были разработаны и стали выпускаться специальные долговечные бумаги для делопроизводства, рассчитанные на 850 и 1000 лет. Был также скорректирован состав отечественных средств письма. Однако дальнейшая реализация программы в современных российских условиях оказалась невозможна, вследствие радикальных социально-политических и экономических преобразований, а также в результате очень быстрой смены способов и средств документирования.

Проблема долговечности и экономической эффективности материальных носителей информации особенно остро встала с появлением аудиовизуальных и машиночитаемых документов, также подверженных старению и требующих особых условий хранения. Причём процесс старения таких документов является многосторонним и существенно отличается от старения традиционных носителей информации.

Во-первых, аудиовизуальные и машиночитаемые документы, равно как и документы на традиционных носителях, подвержены физическому старению, связанному со старением материального носителя. Так, старение фотоматериалов проявляется в изменении свойств их светочувствительности и контрастности при хранении, в увеличении так называемой фотографической вуали, повышении хрупкости плёнок. У цветных фотоматериалов происходит нарушение цветового баланса, т.е. выцветание, проявляющееся в виде искажения цветов и снижения их насыщенности. Особенно нестойкими были кинофотодокументы на нитроплёнке, являвшейся вдобавок ещё и крайне горючим материалом. Очень быстро выцветали первые цветные кинофотодокументы. Надо заметить, что вообще срок сохранности цветных кинодокументов в несколько раз меньше, чем чёрно-белых, вследствие нестойкости красителей цветного изображения. Вместе с тем плёночный носитель является сравнительно долговечным материалом. Не случайно в архивной практике микрофильмы по-прежнему остаются важным способом хранения резервных копий наиболее ценных документов, поскольку могут храниться, по расчётам специалистов не менее 500 лет.

Срок службы граммофонных пластинок определяется их механическим износом, зависит от интенсивности использования, условий хранения. В частности, пластмассовые диски (грампластинки) могут деформироваться при нагревании.

В отличие от традиционных текстовых и графических документов, аудиовизуальные и машиночитаемые документы подвержены техническому старению, связанному с уровнем развития оборудования для считывания информации. Быстрое развитие техники приводит к тому, что возникают проблемы и порой труднопреодолимые препятствия для воспроизведения ранее записанной информации, в частности, с фоноваликов, пластинок, кинолент, поскольку выпуск оборудования для их воспроизведения либо давно прекратился, либо действующее оборудование рассчитано на работу с материальными носителями, обладающими иными техническими характеристиками. К примеру, в настоящее время уже трудно найти компьютер для считывания информации с флоппи-дисков диаметром 5,25", хотя минуло всего лишь пять лет с тех пор, как их вытеснили 3,5-дюймовые дискеты.

Наконец, имеет место логическое старение, которое связано с содержанием информации, программным обеспечением и стандартами сохранности информации. Современные технологии цифрового кодирования позволяют, по мнению учёных, сохранять информацию "практически вечно". Однако для этого необходима периодическая перезапись, например, компакт-дисков - через 20-25 лет. Во-первых, это дорого. А, во-вторых, компьютерная техника развивается настолько быстро, что имеет место нестыковка аппаратуры старых и новых поколений. Например, когда американские архивисты однажды решили ознакомиться с данными переписи населения 1960 г., хранившимися на магнитных носителях, то выяснилось, что эту информацию можно было воспроизвести лишь с помощью двух компьютеров во всём мире. Один из них находился в США, а другой - в Японии.

Техническое и логическое старение приводит к тому, что значительная масса информации на электронных носителях безвозвратно утрачивается. Чтобы не допустить этого, в Библиотеке Конгресса США, в частности, образовано специальное подразделение, где в рабочем состоянии содержатся все устройства для чтения информации с устаревших электронных носителей.

В настоящее время продолжается интенсивный поиск информационно ёмких и одновременно достаточно стабильных и экономичных носителей. Известно, к примеру, об экспериментальной технологии Лос-Аламосской лаборатории (США), которая позволяет записывать ионным пучком кодированную информацию в 2 Гбайт (1 млн. машинописных страниц) на отрезке проволоки длиной всего лишь 2,5 см. При этом прогнозируемая долговечность носителя оценивается в 5 тыс. лет при очень высокой износостойкости. Для сравнения: чтобы записать информацию со всех бумажных носителей Архивного фонда Российской Федерации, потребовалось бы только 50 тыс. таких булавок, т.е. 1 ящик115. На одной из научных конференций, состоявшейся также в США, был продемонстрирован изготовленный из никеля "вечный диск" Rosetta. Он позволяет сохранять в аналоговом виде до 350000 страниц текста и рисунков в течение нескольких тысяч лет.

Таким образом….Проведя сравнение материальных носителей можно сказать, что с развитием науки и техники будут появляться новые, более совершенные, информационно ёмкие, надёжные и доступные по цене носители документированной информации, которые будут вытеснять устаревшие носители информации, которые мы используем сейчас.

2. Характеристика магнитных и оптических носителей информации

2.1 Материальные носители информации

Самым первым носителем магнитной записи, который использовался в аппаратах Поульсена на рубеже 19-20 вв., была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале 20 столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Тогда же (в 1906 г.) был выдан и первый патент на магнитный диск. Однако качественные характеристики всех этих носителей были весьма низкими. Достаточно сказать, что для производства 14-часовой магнитной записи докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км или около 100 кг проволоки.

Лишь со второй половины 1920-х гг., когда была изобретена порошковая магнитная лента, началось широкомасштабное применение магнитной записи. Первоначально магнитный порошок наносился на бумажную подложку, затем - на ацетилцеллюлозу, пока не началось применение в качестве подложки высокопрочного материала полиэтилентерефталата (лавсана). Совершенствовалось также и качество магнитного порошка. Стали использоваться, в частности, порошки оксида железа с добавкой кобальта, металлические магнитные порошки железа и его сплавов, что позволило в несколько раз увеличить плотность записи.

В 1963 г. фирмой Philips была разработана так называемая кассетная запись, позволившая применять очень тонкие магнитные ленты. В компакт-кассетах максимальная толщина ленты составляет всего 20 мкм при ширине 3,81 мм. В конце 1970-х гг. появились микрокассеты размером 50 х 33 х 8 мм, а в середине 1980-х гг. - пикокассеты - втрое меньше микрокассет.

С начала 1960-х гг. широкое применение получили магнитные диски - прежде всего в запоминающих устройствах ЭВМ. Магнитный диск - это алюминиевый или пластмассовый диск диаметром от 30 до 350 мм, покрытый магнитным порошковым рабочим слоем толщиной в несколько микрон. В дисководе, как и в магнитофоне, информация записывается с помощью магнитной головки, только не вдоль ленты, а на концентрических магнитных дорожках, расположенных на поверхности вращающегося диска, как правило, с двух сторон. Магнитные диски бывают жёсткими и гибкими, сменными и встроенными в персональный компьютер. Их основными характеристиками являются: информационная ёмкость, время доступа к информации и скорость считывания подряд.

Алюминиевые магнитные диски - жёсткие (винчестерские) несъёмные диски - в ЭВМ конструктивно объединены в едином блоке с дисководом. Они компонуются в пакеты (стопки) от 4 до 16 штук. Запись данных на жёсткий магнитный диск, также как и чтение, осуществляется на скорости до 7200 оборотов в минуту. Ёмкость диска достигает свыше 9 Гбайт. Эти носители предназначены для постоянного хранения информации, которая используется при работе с компьютером (системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ и др.).

Гибкие пластмассовые магнитные диски (флоппи-диски, от англ. floppy - свободно висящий) изготавливаются из гибкого пластика (лавсана) и размещаются по одному в специальных пластиковых кассетах. Кассета с флоппи-диском называется дискетой. Наиболее распространены дискеты с флоппи-дисками диаметром 3,5 и 5,25 дюйма. Ёмкость одной дискеты составляет обычно от 1,0 до 2,0 Мбайт. Однако уже разработана 3,5-дюймовая дискета ёмкостью 120 Мбайт. Кроме того, выпускаются дискеты, предназначенные для работы в условиях повышенной запылённости и влажности.

Широкое применение, прежде всего в банковских системах, нашли так называемые пластиковые карты, представляющие собой устройства для магнитного способа хранения информации и управления данными. Они бывают двух типов: простые и интеллектуальные. В простых картах имеется лишь магнитная память, позволяющая заносить данные и изменять их. В интеллектуальных картах, которые иногда называют смарт-картами (от англ. smart -умный), кроме памяти, встроен ещё и микропроцессор. Он даёт возможность производить необходимые расчёты и делает пластиковые карты многофункциональными.

Следует заметить, что, кроме магнитного, существуют и другие способы записи информации на карту: графическая запись, эмбоссирование (механическое выдавливание), штрих-кодирование, а с 1981 г. - также и лазерная запись (на специальную лазерную карточку, позволяющую хранить большой объём информации, но пока очень дорогую).

Для записи звука в цифровых диктофонах используются, в частности, миникарты, имеющие подобие дискет с объёмом памяти 2 или 4 Мбайт и обеспечивающие запись в течение 1 часа.

В настоящее время материальные носители магнитной записи классифицируют:

по геометрической форме и размерам (форма ленты, диска, карты и т.д.);

по внутреннему строению носителей (два или несколько слоёв различных материалов);

по способу магнитной записи (носители для продольной и перпендикулярной записи);

по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи).

Технологии и материальные носители магнитной записи постоянно совершенствуются. В частности, наблюдается тенденция к увеличению плотности записи информации на магнитных дисках при уменьшении его размеров и снижении среднего времени доступа к информации.

2.2 Оптические носители информации

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х годов, всё более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при помощи лазерного луча.

Впервые оптическая запись звуковых программ для бытовых целей была осуществлена в 1982 г. фирмами "Sony" и "Philips" в лазерных проигрывателях на компакт-дисках, которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disc). В середине 1980-х годов были созданы компакт-диски с постоянной памятью - CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory). C 1995 стали использоваться перезаписываемые оптические компакт-диски: CD-R (CD Recordable) и CD-E (CD Erasable).

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм¦. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).

В отличие от магнитных способов записи и воспроизведения, оптические методы являются бесконтактными. Лазерный луч фокусируется на диск объективом, отстоящим от носителя на расстоянии до 1 мм. При этом практически исключается возможность механического повреждения оптического диска106. Для хорошего отражения лазерного луча используется так называемое "зеркальное" покрытие дисков алюминием или серебром.

Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт). Увеличение их ёмкости связано с использованием лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи.

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;

диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;

реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

Для магнитных носителей (лент, дисков, карт и др.) характерна высокая чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям. Они также подвержены физическому старению, изнашиванию поверхности с нанесённым магнитным рабочим слоем (так называемое "осыпание"). Магнитная лента со временем растягивается, в результате чего искажается записанная на ней информация. информация носитель документ

По сравнению с магнитными носителями оптические диски более долговечны, поскольку срок их службы определяется не механическим износом, а химико-физической стабильностью среды, в которой они находятся. Оптические диски нуждаются в хранении также в условиях стабильных комнатных температур и с относительной влажностью в пределах, установленных для магнитных лент. Для них противопоказаны чрезмерная влажность, высокая температура и резкие её колебания, загрязнённый воздух. Разумеется, оптические диски следует оберегать и от механических повреждений. При этом надо иметь в виду, что наиболее уязвимой является "нерабочая" окрашенная сторона диска.

3. Использование магнитных и оптических носителей информации

3.1 Использование носителя в практике работы организаций

Носитель в практике организации важен. Важен тип носителя, его долговечность. Этот выбор зависит от вида электронного документа и срока его хранения. Наиболее распространенный способ хранения информационных ресурсов в организациях - хранение файлов на жестких дисках компьютеров или серверах. Иногда возникает необходимость переноса электронных документов на внешние носители. Для хранения же объемных и сложноструктурных баз данных и других информационных ресурсов (например, научно-технических или издательских), чтобы не нарушать целостности данных, лучше использовать емкие электронные носители: оптические диски, съемные жесткие диски, RAID-массивы и т.п.

Для архивного хранения электронных документов в пределах 5 лет любые современные носители электронной информации (магнитные дискеты, магнитные ленты, магнитные, магнитооптические и оптические диски) вполне надежны.

При долговременном хранении электронных документов на внешних носителях лучшим решением будет использование оптических компакт-дисков CD. Они непритязательны в хранении и вполне надежны в течение 15-20 лет. По истечении этого срока неизбежно придется или переписывать файлы на другой тип носителя (т.к. невозможно будет считать информацию с CD), или конвертировать электронные документы в другие форматы и также переписывать на более современные и емкие носители.

Второй и третий аспекты обеспечения сохранности гораздо сложнее. Они связаны с быстрой сменой и устареванием аппаратного и программного компьютерного обеспечения. Со временем устройства, с помощью которых информация считывается с внешних носителей, изнашиваются и морально устаревают. Так, например, исчезли 5-дюймовые магнитные дискеты, а вслед за ними компьютеры перестали оснащать дисководами для их считывания. В ближайшее время подобная судьба ожидает 3-дюймовые дискеты и многие современные модели ПК уже выпускают без дисководов к ним. Устройства для считывания информации с оптических дисков скорее всего также со временем изменятся. Приблизительный жизненный цикл подобных технологий - 10-15 лет. Эти технологические изменения нужно учитывать при организации долговременного хранения электронных документов.

3.2 Использование магнитных и оптических носителей в практике работы организаций

Воспроизведение электронных документов зависит в первую очередь от применяемого программного обеспечения: ОС, СУБД, браузеров, других прикладных приложений. Смена программной платформы может привести к полной утрате документа из-за невозможности его просмотреть. Впрочем, для основной массы делопроизводственных и финансовых электронных документов со сроком хранения до 5 лет этот фактор не так существенен: жизненный цикл программного обеспечения оценивается в 5-7 лет. В кратковременной перспективе для доступа и воспроизведения большинства текстовых, графических и видео документов (но не баз данных или сложных конструкторских систем и мультимедиа) использование таких конверторов достаточно.

...

Подобные документы

Компьютерные средства документирования. Разновидности носителей документов. Способы и средства изменения, тиражирования и физической обработки документов. Основные стандарты мобильной связи. Принцип работы современных телефаксов, новая аппаратура.

курсовая работа , добавлен 19.11.2014


Изобретение из области радиотехники, его сущность, способ применения. Недостатки определителей номера стандарта FSK. Основные преимущества электронных цифровых АТС с программным управлением, значение их использования для предприятий и организаций.

реферат , добавлен 12.05.2009


Изучение назначения волоконно-оптических кабелей как направляющих систем проводной электросвязи, использующих в качестве носителя информационного сигнала электромагнитное излучение оптического диапазона. Характеристика и классификация оптических кабелей.

реферат , добавлен 11.01.2011


Устройства записи и воспроизведения информации - неотъемлемая часть ЭВМ. Процесс восстановления информации по изменениям характеристики носителя. Коэффициент детонации. Требования, предъявляемые к точности изготовления деталей механизма транспортировки.

реферат , добавлен 13.11.2010


Изучение радиотехнических систем передачи информации. Назначение и функции элементов модели системы передачи (и хранения) информации. Помехоустойчивое кодирование источника. Физические свойства радиоканала как среды распространения электромагнитных волн.

реферат , добавлен 10.02.2009


Изучение особенностей беспроводных сетей, предоставление услуг связи вне зависимости от места и времени. Процесс использования оптического спектра широкого диапазона как среды для передачи информации в закрытых беспроводных коммуникационных системах.

статья , добавлен 28.01.2016


Расчёт чувствительности оптического приемного модуля, длины регенерационного участка волоконно-оптической системы передачи информации по энергетическому потенциалу. Шумовой ток приемного оптоэлектронного модуля. Сопротивление нагрузки фотодетектора.

контрольная работа , добавлен 21.01.2014


Измерительная техника на сетях современных телекоммуникаций. Состояние развития рынка измерительной техники. Системное и эксплуатационное измерительное оборудование. Типовые каналы и тракты первичной сети. Современные оптические системы передачи.

дипломная работа , добавлен 01.06.2012


Проектирование помещения для хранения ценной информации. Возможные каналы утечки данных. Характеристики средств защиты информации. Съем информации за счет электромагнитных излучений проводных линий 220 B, выходящих за пределы контролируемой зоны.

курсовая работа , добавлен 14.08.2015


Запись голосовой информации. Применение диктофонной техники в качестве промежуточного звена регистрации информации при создании машинописных документов. Технологии создания электронных документов, автоматический ввод текста с диктофона в компьютер.

Накопители на магнитных и оптических носителях.

Назовем причины необходимости наличия внешней памяти у компьютера.

1. Сохранение информации для последующего использования или для передачи другим людям имело огромное значение для развития цивилизации. До появления ЭВМ человек использовал для этой цели книги, фотографии, магнитофонные записи, кинопленку и т. д. К концу XX века потоки информации значительно возросли и появление ЭВМ способствовало разработке и применению носителей информации обеспечивающих возможность ее долговременного хранения в компактной форме.

2. Оперативная память ЭВМ обладает рядом недостатков, связанных с технологией ее изготовления. Даже сегодня, в XXI веке она не обладает достаточно большим объемом и не вмещает громадных объемов информации. Кроме того, содержимое ОЗУ все еще теряется при выключении компьютера. Поэтому наличие в компьютерной системе еще одного вида памяти - внешней, позволило устранить эти недостатки. Основной функцией внешней памяти является способность долговременно хранить информацию. Кроме этого внешняя память имеет большой объем и дешевле оперативной. И еще, носители внешней памяти обеспечивают перенос информации с одного компьютера на другой, что важно в ситуации, когда отсутствуют компьютерные сети.

Таким образом внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчетов, текстов и т. д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой, но не имеет прямой связи с процессором.

Носители внешней памяти, кроме того, обеспечивают транспортировку данных в тех случаях, когда компьютеры не объединены в сети (локальные или глобальные).

Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (устройства, обеспечивающего запись и (или) считывание информации) и устройства хранения - носителя.

Основные виды накопителей:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД);

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД);

Накопители CD-ROM, CD-RW, DVD. Им соответствуют основные виды носителей:

Гибкие магнитные диски (Floppy Disk);

Жесткие магнитные диски (Hard Disk):

Диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD. Основные характеристики накопителей и носителей:

Информационная емкость;

Скорость обмена информацией;

Надежность хранения информации;

Стоимость.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств

В основе магнитной записи лежит преобразование цифровой информации (в виде 0 и 1) в переменный электрический ток, который сопровождается переменным магнитным полем. В результате поверхность магнитных носителей разделяется на не намагниченные участки (0) и намагниченные (1).

У компьютеров ранних поколений функции внешней памяти выполняли перфоленты и перфокарты, а также магнитные ленты, которые сейчас используются очень редко. Магнитные ленты являются устройством с последовательным доступом. Данные можно читать или записывать только последовательно, при нарушении порядка приходится долго ждать, пока лента будет перемотана в нужное место. Магнитные ленты - достаточно медленные устройства, хотя и с большой емкостью. Современные устройства для работы с магнитными лентами - стримеры имеют увеличенную скорость записи, и емкость одной кассеты стримера измеряется сотнями и тысячами мегабайтов, а скорость передачи данных - от 2 до 9 Мбайт в минуту.

Гибкий диск

Накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy disk) или диске­та - носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения .

Устройство дискеты.

Шторка окна чтения/записи

Пластиковый конверт

Втулка привода диска

Блокировка записи: выключена/включена В

Диск находится внутри пластикового конверта, который защищает его от механических повреждений. Для того, чтобы прочитать или записать данные, необходимо вставить дискету в дисковод для гибких магнитных дисков, щель которого находится на передней панели системного блока. Внутри дисковода шторка чтения/записи автоматически открывается и именно над этим местом устанавливается головка чтения/записи дисковода. Диск внутри дисковода вращается с постоянной угловой скоростью, которая является достаточно низкой (несколько килобайт в секунду, среднее время доступа - 250 мс). Запись информации происходит на обе стороны диска. В настоящее время наиболее распространенными являются дискеты размером 3,5 дюйма (1 дюйм = 2,54 см) и емкостью 1,44 Мбайта (это примерно 600 страниц текста или несколько десятков графических изображений). Диск можно защитить от записи. Для этого используется предохранительная защелка.

Дискеты требуют аккуратного обращения. Они могут быть повреждены, если:

Дотрагиваться до записывающей поверхности;

Писать на этикетке дискеты карандашом или шариковой ручкой;

Сгибать дискету;

Перегревать дискету (оставлять на солнце или около батареи отопления);

Подвергать дискету воздействию магнитных полей.

Жесткий магнитный диск

Так как гибкий диск обладает небольшим объемом, его, в основном, используют для переноса информации с одного компьютера на другой. Жесткий диск является информационным складом ЭВМ и способен хранить огромные объемы информации.

Накопитель на жестких магнитных дисках (англ. HDD - Hard Disk Driver) или винчестер - это наиболее массовое запоминающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются алюминиевые пластины, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения программ и данных.

Диски винчестера помещены на одну ось и вместе с головками чтения/ записи и несущими их головками помещены в герметически закрытый металлический корпус. Такая конструкция позволила существенно увеличить скорость вращения дисков и плотность записи. Запись информации происходит на обе поверхности дисков.

В отличие от дискеты, жесткий диск вращается непрерывно. Поэтому скорость его вращения может быть от 3600 до 10000 об/мин, среднее время поиска данных - 9 мс, средняя скорость передачи данных - до 60 Мбайт/ сек.

Емкость винчестеров в компьютерах 2000 года измерялась десятками гигабайтов. Наиболее распространены накопители с диаметром 2.2, 2.3, 3.14, 5.25 дюймов.

В целях сохранения информации и работоспособности винчестер необходимо уберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерный диск

CD- ROM (англ. Compact Disk Real Only Memory - постоянное запоминающее устройство на основе компакт диска)

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75 дюймов) изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой. Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. CD-ROM является односторонним носителем информации.

Принцип цифровой записи информации на лазерный диск отличается от принципа магнитной записи. Закодированная информация наносится на диск лазерным лучом, который создает на поверхности микроскопические впадины, разделяемые плоскими участками. Цифровая информация представляется чередованием впадин (кодирование нуля) и отражающих свет островков (кодирование единицы). Информация, нанесенная на диск, не может быть изменена.

Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивности отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности (таким образом фиксируется единица), был рассеян или поглощен (фиксирование нуля). Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления. Фотодатчик воспринимает рассеянный луч, и эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или звук.

CD-ROM вращается с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении. Таким образом, чтение информации с внутренних участков диска осуществляется при большем числе оборотов, чем с наружных. Поэтому доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жестких дисках (от 150 до 400 мс при скорости вращения до 4500 об/мин). Скорость передачи данных составляет не менее 150 Кбайт и доходит до 1,2 Мбайта/с.

Емкость CD-ROM достигает 780 Мбайт, благодаря чему на них обычно выпускаются мультимедийные программы.

CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами , с них невозможно случайно стереть информацию.

CD-R (Compact Disk Recorder)

CD-R является записываемым диском емкостью 650 Мбайт. На дисках CD-R отражающий слой выполнен из золотой пленки. Между этим слоем и основой расположен регистрирующий слой из органического материала, темнеющего при нагревании. В процессе записи лазерный луч нагревает выбранные точки слоя, которые темнеют и перестают пропускать свет к отражающему слою, образуя участки, аналогичные впадинам. Накопители CD-R, благодаря сильному удешевлению, приобретают все большее рас­пространение.

CD-RW (Compact Disk Rewritable)

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать информацию. Дисковод CD-RW позволяет записывать и читать диски CD-R и CD-RW, читать диски CD-ROM, т. е. является в определенном смысле универсальными.

Аббревиатура DVD расшифровывается как Digital Versatile Disk, т. е. уни версальный цифровой диск. Имея те же габариты, что обычный компакт-диск, и весьма похожий принцип работы, он вмещает чрезвычайно много информации - от 4,7 до 17 Гбайт. Возможно, именно из-за большой емкости он и называется универсальным. Правда, на сегодня реально применяется DVD-диск лишь в двух областях: для хранения видеофильмов (DVD-Video или просто DVD) и сверхбольших баз данных (DVD-ROM, DVD-R).

Разброс емкостей возникает так: в отличие от CD-ROM, диски DVD записываются с обеих сторон. Более того, с каждой стороны могут быть нанесены один или два слоя информации. Таким образом, односторонние однослойные диски имеют объем 4,7 Гбайт (их часто называют DVD-5, т. е. диски емкостью около 5 Гбайт), двусторонние однослойные - 9,4 Гбайт (DVD-10), односторонние двухслойные - 8,5 Гбайт (DVD-9), а двусторонние двухслойные - 17 Гбайт (DVD-18). В зависимости от объема требующих хранения данных и выбирается тип DVD-диска. Если речь идет о фильмах, то на двусторонних дисках часто хранят две версии одной картины - одна широкоэкранная, вторая в классическом телевизионном формате.

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составляющая 150 Кбайт/с, поэтому дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной - 600 Кбайт/с и т. д.

В целях сохранности информации лазерные диски необходимо предохра­нять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения.

Структура поверхности дисков

Постановка проблемы.

Представьте себе книгу, выполненную в виде длинной ленты.

Удобно ли искать нужную информацию в такой «книге»? Почему?

В чем заключается удобство поиска нужной информации в обычной книге, в которой есть страницы? Почему?

Вывод: в книге можно найти нужную информацию без проблем, т. к. она имеет удобную структуру, а именно - разделена на страницы. В книге, выполненной в виде длинной ленты, неудобно искать информацию, т. к. непонятно, в какой части ленты она находится. Страницы имеют свои номера, поэтому для поиска нужной информации достаточно знать номер страницы на которой она находится, т. е. книга обладает структурой. Без этой структуры поиск информации затрудняется.

Так как книга является аналогом внешней памяти, то и поверхность любого диска должна иметь определенную структуру. Так же как при изготовлении книги большой лист бумаги разрезают на страницы и затем собирают их вместе, так и поверхность диска «разрезают» на части - «страницы».

Магнитные диски.

Любой магнитный диск первоначально к работе не готов. Для приведения его в рабочее состояние он должен быть отформатирован, т. е. должна быть создана структура диска. Для гибкого магнитного диска - это магнитные концентрические дорожки,- разделенные на сектора. А у жесткого магнитного диска еще присутствуют цилиндры, т. к. жесткий диск состоит из нескольких пластин.

Сектор - это слишком маленький «кусочек» поверхности диска (как строка на странице). Поэтому секторы объединяются в более крупные «кусочки» - кластеры.

Объем диска можно вычислить следующим образом.

Объем = количество сторон * количество дорожек * сектора * объем сектора.

Чем дальше от центра диска, тем дорожки длиннее. Поэтому при одинаковом количестве секторов на каждом из них плотность записи на внутренних дорожках должна быть выше, чем на внешних. Количество секторов, емкость сектора, а следовательно, и информационный объем диска зависят от типа дисковода и режима форматирования, а также от качества самих дисков.

Лазерные диски

В отличие от магнитных дисков CD-ROM имеет всего одну физическую дорожку в форме спирали, идущей от наружного диаметра диска к внутреннему.

Пример 1. Дано дерево файловой структуры диска. Заглавными буквами обозначены имена каталогов, строчными - имена файлов.

Перечислить имена каталогов 1-го, 2-го, 3-го уровней. Ука­зать путь к файлу letter. txt от корневого каталога. Указать путь к файлу letter1.doc от корневого каталога, а к файлу letter2.doc - от каталога WORK. Указать полные имена файлов

letter. txt и letterl. doc, если файловая структура хранится на диске С.

Решение. Каталоги 1-го уровня COMPUTER, WORK, UROK. Каталоги 2-го уровня - IBM, APPLE, DOCUMENT, PRINT. Ка­талоги 3-го уровня - D0C1, D0C2.

Путь к файлу letter. txt от корневого каталога: \WORK\PRINT . Путь к файлу letterl. doc от корневого катало­га: \W0RK\D0CUMENT\D0C2 . Путь к файлу letter2.doc от ка­талога W0RK:\D0CUMENT\D0C2.

Полные имена файлов letter. txt и letterl. doc:

C:\WORK\PRINT\letter. txt и

C:\W0RK\D0CUMENT\D0C2\letterl. doc .

Дано дерево иерархической файловой структуры на магнит­ном диске. Заглавными буквами обозначены имена катало­гов, строчными - имена файлов:

Найти ошибки в файловой структуре.

Дано дерево иерархической файловой структуры на магнит­ном диске. Заглавными буквами обозначены имена катало­гов, строчными - имена файлов:

Перечислить каталоги 1-го, 2-го, 3-го уровней, если они есть. Указать пути от корневого каталога к каждому из файлов.

\COUNTRY\USA\INFO\culture. txt ; \COUNTRY\USA\washington. txt ; \COUNTRY\RUSSIA\moscow. txt ; \COUNTRY\RUSSIA\INFO\industry. txt ; \COUNTRY\RUSSIA\INFO\culture. txt

Указаны пути от корневого каталога к некоторым файлам, хранящимся на магнитном диске. Заглавными буквами обо­значены имена каталогов, строчными - имена файлов: \BOX\LETTER\peter. txt ; \BOX\LETTER\kate. txt ; \LETTER\WORK\april. txt ; \LETTER\WORK\may. txt ; \LETTER\FREND\SCHOOL\mary. txt ; \LETTER\FREND\sport. txt . Отобразить файловую структуру в виде дерева.

Решите задачи : ■ № 1

Двусторонняя дискета имеет объем 800 Кбайт. Сколько дорожек на одной стороне дискеты, если каждая дорожка содержит 20 секторов по 0,5 Кбайт. Решение".

1) 800:2=400 Кбайт - объем дискеты;

2) 20*0,5=10 Кбайт - объем всех секторов;

3) 400:10=40 - дорожек. Ответ: 40 дорожек.

Какой объем имеет каждый сектор двусторонней дискеты емкостью 360 Кбайт, если каждая сторона дискеты разбита на 40 дорожек по 18 секторов на дорожке?

Решение:

1) 40*18=720 секторов на диске;

2) 360:720=0,5 Кбайт - объем сектора. Ответ: 0,5 Кбайт.

Указаны пути от корневого каталога к некоторым файлам, хранящимся на магнитном диске. Заглавными буквами обо­значены имена каталогов, строчными - имена файлов: \SPORT\SKI\russia. txt ; \SPORT\SKI\germany. txt ; \SPORT\SKATE\finland. txt ; \COMPUTER\IBM\INFO\pentium. txt ; \COMPUTER\INFO\ibm. txt . Отобразить файловую структуру в виде дерева.

Самым первым носителем магнитной записи, на котором фиксировалась информация в аппаратах Поульсена на рубеже XIX-ХХвв., была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале XX столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Однако качественные характеристики этих носителей были весьма низкими. Достаточно сказать, что для производства 14-часовой магнитной записи докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км проволоки весом около 100 кг. Кроме того, в процессе использования проволоки и стальной ленты возникала трудноразрешимая проблема соединения отдельных их кусков. К примеру, связанная узелком проволока не проходила через магнитную головку. Вдобавок она легко путалась, а тонкая стальная лента резала руки. Стальной магнитный диск, первый патент на который был выдан еще в 1906 г., не получил тогда применения 1 .

Лишь со второй половины 1920-х гг., когда была изобретена порошковая магнитная лента, началось широкомасштабное применение магнитной записи. Патент на технологию нанесения ферромагнитного порошка на пленку получил в 1928 г. Фриц Пфеймер в Германии. Первоначально магнитный порошок наносился на бумажную подложку, затем - на ацетилцеллюлозу, пока не началось применение в качестве подложки высокопрочного

1 Василевскии Ю. А. Носители магнитной записи. М., 1989. С. 5-6.

материала - полиэтилентерефталата (лавсана). Совершенствовалось также и качество магнитного порошка. Стали использоваться, в частности, порошки оксида железа с добавкой кобальта, оксида хрома, металлические магнитные порошки железа и его сплавов, что позволило в несколько раз увеличить плотность записи. Рабочий слой наносится на подложку путем вакуумного напыления или электролитического осаждения в виде магнитного лака, который состоит из магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок.

Кроме гибкой основы и рабочего магнитного слоя в ленте могут быть и дополнительные слои: защитный - на поверхности рабочего слоя и антифрикционный - на тыльной стороне ленты, с целью предохранения рабочего слоя от механического износа, повышения механической прочности ленты и для улучшения ее скольжения по поверхности магнитной головки. Антифрикционный слой снимает также электрические заряды, которые накапливаются на магнитной ленте. Промежуточный (подслой) между основой и рабочим слоем служит для улучшения сцепления рабочего и антифрикционного слоев с основой.

В отличие от носителей механической звукозаписи, магнитная лента пригодна для многократной записи информации. Число таких записей очень велико и ограничивается только механической прочностью самой магнитной ленты.

Первые магнитофоны, появившиеся в 1930-е гг., были катушечными. В них магнитная лента наматывалась на катушки. Причем вначале это были громадные бобины шириной 1 дюйм (25,4 мм). При записи и воспроизведении пленка перематывалась с заполненной катушки на пустую.

В 1963 г. фирмой Philips была разработана так называемая кассетная запись, позволившая применять очень тонкие магнитные ленты. Их максимальная толщина составляет всего 20 мкм при ширине 3,81 мм. В кассетных магнитофонах обе катушки находятся в специальной компакт-кассете и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке. Иначе говоря, здесь магнитная лента и кассета представляют собой единый функциональный механизм. Запись на компакт-кассетах - двухсторонняя. Общее время записи составляет обычно 60, 90 и 120 минут.

В конце 1970-х гг. появились микрокассеты размером 50x33x8 мм, т. е. величиной в спичечную коробку, для портативных диктофонов и телефонов с автоответчиком, а в середине 1980-х гг. - пикокассеты - втрое меньше микрокассет .

С 1952 г. магнитная лента стала использоваться для записи и хранения информации в электронно-вычислительных машинах. Преимуществом магнитной ленты является возможность осуществлять запись с повышенной плотностью за счет того, что общая площадь поверхности магнитного слоя у ленты значительно выше, чем у остальных типов носителей, и ограничена только длиной ленты. Накопители на кассетной магнитной ленте - картриджи достигают емкости в несколько Тбайт, а в ближайшей перспективе их емкость будет составлять десятки Тбайт. Лентопротяжные механизмы для картриджей получили название стримеры (от англ, stream - поток). По принципу действия они похожи на магнитофон.

Вместе с тем магнитной ленте присущ и серьезный недостаток. Она не дает возможности прямого доступа к записанной информации. Для этого ленту необходимо сначала перемотать на нужное место, что существенно увеличивает время считывания с нее информации. Кассеты с магнитной лентой (картриджи) характеризуется также и большими размерами. Поэтому в настоящее время они применяются главным образом в системах резервного копирования в центрах хранения данных, на предприятиях, в крупных информационных центрах, а также для хранения информации в серверах и настольных рабочих станциях, где первостепенное значение имеет надежность, стабильность работы, большая емкость, сравнительно небольшая стоимость. Системы резервного копирования позволяют обеспечить сохранность информации при ошибках, неисправностях или стихийных бедствиях.

На магнитную ленту можно записывать не только звуковую, но и видеоинформацию. Лента для видеосъемки по своему строению аналогична ленте для аудиозаписи. Однако ее рабочий слой имеет обычно более сложную структуру. Дело в том, что видеосигналы высокой частоты записываются у самой поверхности рабочего слоя. Для них можно использовать мелкие частицы металлов. Низкие же частоты лучше передаются крупными частицами, которые целесообразно размещать в глубине. Поэтому рабочий слой магнитной ленты для видеосъемки может состоять из двух слоев. Магнитная лента для видеодокументирования также заправляется в специальные кассеты, которые обеспечивают ей защиту от механических воздействий, загрязнения и быструю зарядку в видеоаппаратуру. Широко распространенные в 1980-е - 1990-е гг. видеокассеты в настоящее время уступили свое место более перспективным носителям видеоинформации.

В электронно-вычислительных машинах на первых порах использовались также магнитные барабаны. В частности, в отечественной большой электроно-счетной машине (БЭСМ-6) применялись магнитные барабаны весом около 8 кг, но с объемом памяти всего лишь 1 Мбайт.

С начала 1960-х гг. широкое применение, прежде всего в запоминающих устройствах ЭВМ, получили магнитные диски. Это алюминиевые или пластмассовые диски диаметром от 30 до 350 мм, покрытые магнитным порошковым рабочим слоем толщиной в несколько микрон. Магнитное покрытие на первых порах состояло из окиси железа, впоследствии - из двуокиси хрома.

В дисководе, как и в магнитофоне, информация записывается с помощью магнитной головки, только не вдоль ленты, а на концентрических магнитных дорожках, расположенных на поверхности вращающегося диска, как правило, с двух сторон. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в персональный компьютер. Их основными характеристиками являются: информационная емкость, время доступа к информации и скорость считывания подряд.

Жесткие несъемные диски в ЭВМ конструктивно объединены в едином блоке с дисководом. Они компонуются в пакеты на одной оси. Пакет дисков помещается в герметичный корпус, который обеспечивает необходимую чистоту и постоянное давление очищенного от пыли воздуха. В настоящее время вместо воздуха началось применение в качестве наполнителя инертного газа гелия, позволяющего за счет его более низкой плотности существенно повысить энергоэффективность.

Каждый диск содержит одинаковое число последовательно расположенных дорожек (треков). Ширина магнитной дорожки составляет примерно 1 мкм. Первая модель жесткого диска, созданного в 1973 г., имела 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром «30/30» известного охотничьего ружья «Винчестер» и породило жаргонное название жестких магнитных дисков - «винчестерские», «винчестеры». Треки представляют собой концентрические окружности, соответствующие зонам остаточной намагниченности, созданной магнитными головками. В свою очередь, каждая из дорожек разбита на последовательно расположенные секторы.

В развитии жестких дисков отчетливо прослеживается основная тенденция - постепенное повышение плотности записи, сопровождающееся увеличением скорости вращения шпиндельной головки и уменьшением времени доступа к информации, а в конечном счете - увеличением производительности. Емкость диска, первоначально достигавшая нескольких Гбайт, к середине второго десятилетия XXI века дошла до 10 Тбайт (ежегодный рост емкости жестких компьютерных дисков составляет 35-40 процентов). Размещение такого объема информации стало возможным на дисках с перпендикулярным способом записи, появившихся в 2007 г. В недалекой перспективе этот способ позволит увеличить емкость до 85 Тбайт (можно записать 86 млн цветных фотографий или 21,5 тыс. фильмов).

Жесткие диски предназначены для постоянного хранения информации, в т.ч. необходимой при работе с компьютером (системное программное обеспечение, пакеты прикладных программ и т. д.). На основе жестких дисков выпускаются также и внешние накопители информации емкостью до нескольких Тбайт.

Гибкие пластмассовые магнитные диски (флоппи-диски, от англ, floppy - свободно висящий) изготавливались из искусственной пленки - майлара, покрытой износоустойчивым ферролаком, и размещались по одному в специальных жестких пластиковых футлярах - кассетах, которые обеспечивают механическую защиту носителя. Кассета с флоппи-диском называется дискетой.

Первый гибкий диск появился в 1967 г. Он имел диаметр 8 дюймов и емкость 100 Кбайт. В 1976 г. размер флоппи-диска удалось уменьшить до 5,25 дюйма, а в 1980 г. фирма Soni разработала дискету и привод-дисковод на 3,5 дюйма, которые преимущественно и выпускались в последующие десятилетия.

Для чтения и записи информации используется специальное электронно-механическое устройство - дисковод, куда помещается дискета. В дискете имеется центральное отверстие под шпиндель привода дисковода, а в футляре сделано закрывающееся металлической шторкой отверстие для доступа магнитных головок, посредством которых производятся чтение и запись информации. Запись на дискету осуществляется по такому же принципу, как и в магнитофоне. Здесь также имеется непосредственный механический контакт головки с магнитным рабочим слоем, что приводит к сравнительно быстрому износу материального носителя.

Емкость одной 3,5-дюймовой дискеты составляла обычно от 1,0 до 2,0 Мбайт. Стандартные дискеты имели емкость 1,44 Мбайт. Однако были разработаны 3,5-дюймовые дискеты емкостью до 250 Мбайт.

Дискеты оказались достаточно привередливыми носителями. Они менее износостойки, нежели жесткие диски, подвержены воздействию магнитных полей и повышенной температуры. Все это часто приводило к утрате записанных данных. Поэтому дискеты использовались преимущественно для оперативного хранения документированной информации. В настоящее время они вытеснены более надежными и эффективными носителями на базе флеш-памяти.

В последней четверти XX века во многих странах мира, а с 1990-х гг. - и в России широкое применение нашли так называемые пластиковые карты, представляющие собой устройства для магнитного способа хранения информации и управления данными.

Предшественниками пластиковых карт были карты, изготавливавшиеся из картона с целью подтверждения кредитоспособности держателя вне банка. В 1928 г. одна из американских компаний приступила к выпуску металлических карточек размером 63 на 35 мм. На них было выдавлено имя владельца, название города, штата и другая информация. Такие карты выдавались постоянным клиентам в крупных магазинах. При оплате товаров продавец прокатывал карточку через специальный аппарат, в результате чего выдавленные на ней буквы и цифры отпечатывались на торговом чеке. Затем этот чек с вписанной от руки суммой покупки отсылался для погашения в банк. Первая же современная кредитная карта, на основе которой возникла платежная система VISA, была выпущена в 1958 г. банком Bank of America .

Пластиковые карты состоят из трех слоев: полиэфирной основы, на которую наносится тонкий рабочий слой, и защитного слоя. В качестве основы обычно используется поливинилхлорид, который легко обрабатывается, устойчив к температурным, химическим и механическим воздействиям. Однако в ряде случаев основой для магнитных карт служит так называемый псевдопластик - плотная бумага или картон с двусторонним ламинированием.

Рабочий слой (ферромагнитный порошок) наносится на пластик методом горячего тиснения в виде отдельных узких полосок. Магнитные полоски по своим физическим свойствам и сфере применения делятся на два типа: высокоэрцетивные и низко- эрцетивные. Высокоэрцетивные полоски имеют черный цвет. Они устойчивы к воздействию магнитных полей. Для их записи нужна более высокая энергия. Используются в качестве кредитных карт, водительских удостоверений и т. п., т. е. в тех случаях, когда требуется повышенная износостойкость и защищенность. Низкоэрцетивные магнитные полосы имеют коричневый цвет. Они менее защищены, но зато проще и быстрее записываются. Используются на картах ограниченного срока действия.

Защитный слой магнитных пластиковых карт состоит из прозрачной полиэфирной пленки. Он призван предохранять рабочий слой от износа. Иногда используются покрытия, предохраняющие от подделки и копирования. Защитный слой обеспечивает до двух десятков тысяч циклов записи и чтения.

Следует заметить, что, кроме магнитного, существуют и другие способы записи информации на пластиковую карту: графическая запись, эмбоссирование (механическое выдавливание), штрих-кодирование, лазерная запись.

В настоящее время в пластиковых картах вместо магнитных полосок все более широко стали применяться электронные чипы. Такие карты, в отличие от простых магнитных, стали называть интеллектуальными или смарт-картами (от англ, smart -умный). Встроенный в них микропроцессор позволяет хранить значительный объем информации, дает возможность производить необходимые расчеты в системе банковских и торговых платежей, превращая, таким образом, пластиковые карты в многофункциональные носители информации.

По способу доступа к микропроцессору (интерфейсу) смарт- карты могут быть:

• - с контактным интерфейсом (т. е. при совершении операции карта вставляется в электронный терминал);
• - с дуальным интерфейсом (могут действовать как контактно, так и бесконтактно, т. е. обмен данными между картой и внешними устройствами может осуществляться через радиоканал).

Размеры пластиковых карт стандартизованы. В соответствии с международным стандартом ISO-7810 их длина равна 85,595 мм, ширина - 53,975 мм, толщина - 3,18 мм.

Сфера применения магнитных пластиковых и псевдопласти- ковых карт, а также смарт-карт достаточно обширна. Помимо банковских систем, они используются в качестве компактного носителя информации, идентификатора автоматизированных систем учета и контроля, удостоверения, пропуска, интернет-карты, SIM-карты сотовой связи, билета для проезда на транспорте, электронного (биометрического) паспорта и т. п.

Материальные носители магнитной записи постоянно совершенствуются вместе с технологиями электромагнитного документирования. Наблюдается тенденция к увеличению плотности записи информации на магнитных носителях при уменьшении их размеров и сокращении времени доступа к информации. Разрабатываются такие технологии, которые уже в недалеком будущем позволят увеличить объем памяти стандартного носителя в несколько тысяч раз по сравнению с ныне действующими устройствами. А в более отдаленной перспективе ожидается появление носителя, где роль магнитных частиц будут играть отдельные атомы. В результате его емкость, по мнению разработчиков, в миллиарды раз превысит существующие в настоящее время стандарты .

• Василевский Ю. А. Указ. соч. С. 11, 225, 227-228; Левин В. И. Указ. соч.С. 23-24.
• Мануков С. Как не стать карточным болваном // Компания. 2009.№ 27-28. С. 52.
• Фрадкин В. Прошлое, настоящее и будущее носителей информации //Компьютер Price. 2003. № 46.

ТИПЫ ВЗУ, (по критерию физической основы или технологии производства носителя)

Магнитные носители, -оптические, -флеш-память

Магнитные носители

Магнитные носители основаны на свойстве материалов находиться в двух состояниях: «не намагничено»-«намагничено», кодирующие 0 и 1. По поверхности носителя перемещается головка, которая может считывать состояние или изменять его. Запись данных на магнитный носитель осуществляется следующим образом. При изменении силы тока, проходящего через головку, происходит изменение напряженности динамического магнитного поля на поверхности магнитного носителя, и состояние ячейки меняется с «не намагничено» на «намагничено» или наоборот. Операция считывания происходит в обратном порядке. Намагниченные частички ферро магнитного покрытия являются причиной появления электрического тока. Электромагнитные сигналы, которые возникают при этом, усиливаются и анализируются, и делается вывод о значении 0 или 1.

Из-за контакта головки с поверхностью носителя через некоторое время носитель приходит в негодность.

Рассмотрим три типа магнитных носителей.

1. Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД; harddisk – жесткий диск) представляют собой несколько дисков с магнитным покрытием, нанизанные на шпиндель, в герметичном металлическом корпусе. При вращении диска происходит быстрый доступ головки к любой части диска.

2. Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД; FDD – Floppy Disk Drive) предназначены для записи информации на переносные носители – дискеты.

3. Дисковые массивы RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks – массив недорогих дисков с избыточностью) используются для хранения данных в суперкомпьютерах (мощных ЭВМ предназначенных для решения крупных вычислительных задач) и серверах (подключенных к сети ЭВМ, предоставляющих доступ к хранящимся в них данным). Массивы RAID – это несколько запоминающих устройств на жестких дисках, объединенные в один большой накопитель, обслуживаемый специальным RAID-контроллером.

Оптические носители

Оптические носители представляют собой компакт-диски диаметром. Оптические носители состоят из трех слоев:

1) поликарбонатная основа (внешняя сторона диска);

2) активный (регистрирующий) слой пластика с изменяемой фазой состояния;

3) тончайший отражающий слой (внутренняя сторона диска).

В центре компакт-диска находится круглое отверстие, надеваемое на шпиндель привода компакт-дисков.

Запись и считывание информации на компакт-диск осуществляется головкой, которая может испускать лазерный луч. Физический контакт между головкой и поверхностью диска отсутствует, что увеличивает срок службы компакт-диска. Фаза второго пластикового слоя, кристаллическая или аморфная, изменяется в зависимости от скорости остывания после разогрева поверхности лазерным лучом в процессе записи, выполняемой в приводе. При медленном остывании пластик переходит в кристаллическое состояние и информация стирается (записывается «0»); при быстром остывании элемент пластика переходит в аморфное состояние (записывается «1»).

1) ROM (Read Only Memory) – только для чтения; запись невозможна;

2) R (Recordable) – для однократной записи и многократного чтения; диск может быть однажды записан; записанную информацию изменить нельзя и она доступна только для чтения;

3) RW (ReWritable) – для многократной записи и чтения; информация на диске может быть многократно перезаписана. Эти типы дисков отличаются материалом, из которого изготовлен второй пластиковый слой.

Флэш-память

Флэш-память представляет собой микросхемы памяти, заключенные в пластиковый корпус, и предназначена для долговременного хранения информации с возможностью многократной перезаписи. Микросхемы флэш-памяти не имеют движущихся частей. При работе указатели в микросхеме перемещаются на начальный адрес блока, и затем байты данных передаются в последовательном порядке. При производстве микросхем флэш-памяти используются логические элементы NAND (И-НЕ). Количество циклов перезаписи флэш-памяти превышает 1 млн. В настоящее время размер флэш-памяти превышает 64 Гбайт (2011 г.), что позволило флэш-памяти вытеснить дискеты. Флэш-память подключается к порту USB.

"

Доклад по физике

по теме:

“Магнитная запись.

Магнитные носители информации”

Технология записи информации на магнитные носители появилась сравни-тельно недавно - примерно в середине 20-го века (40-ые - 50-ые годы). Но уже нес-колько десятилетий спустя - 60-ые - 70-ые годы - это технология стала очень рас-пространённой во всём мире.

Очень давно появилась на свет первая грам-пластинка. Которая использова-лась в качестве носителя различных звуковых данных - на неё записывали различ-ные музыкальные мелодии, речь человека, песни.

Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи специального аппарата в специальном мяг-ком материале, виниле, делались засечки, ямки, полоски. И из этого получалась плас-тинка, которую можно было прослушать при помощи специального аппарата - патифона или проигрывателя. Патифон состоял из: ме-ханизма, вращающего пластинку вокруг сво-ей оси, иглы и трубки.

Приводился в действие механизм, вра-щающий пластинку, и ставилась игла на пластинку. Игла плавно плыла по канавкам, прорубленным в пластинке, издавая при этом различные звуки - в зависимости от глубингы канавки, её ширины, наклона и.т.д., используя явление резонанса. А после труба, находившаяся около самой иголки, усиливала звук, “высекаемый” иголкой. (рис. 1)

Почти такая же система и используется в современных (да и использовалась раньше тоже) устройствах считывания магнитной записи. Функции составных час-тей остались прежними, только поменялись сами составные части - вместо винило-вых пластинок теперь используются ленты с напылённым на них сверху слоем маг-нитных частиц; а вместо иголки - специальное считывающее устройство. А трубка, усиливающая звук, исчезла совсем, и на её место пришли динамики, использующие уже болдее новую технологию воспроизведения и усиления звуковых колебаний. А в некоторых отраслях, в которых применяются магнитные носители (например, в ком-пьютерах) пропала необходимость использования таких трубок.

Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой “запоминается” информация.

Процесс записи также похож на про-цессс записи на виниловые пластинки - при помощи магнитной индукционной вмес-то специального апарата.

На головку подаётся ток, который при-водит в действие магнит. Запись звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на плёнку. Магнитное поле магнита меняется в такт со звуковыми колебаниями, и благодаря этому маленькие магнитные частички (домены) начинают менять своё местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в за-висимости от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом.

А при воспроизведении записи наблюдается процесс обратный записи: намаг-ниченная лента возбуждает в магнитной головке электрические сигналы, которые после усиления поступают дальше в динамик. (рис. 2)

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. Просто вся информация, записываемая на магнитный носи-тель в компьютерах, записывается в двоичной системе - если при чтении с носите-ля головка “чувствует” нахождение под собой домена, то это означает, что значение данной частички данных равно “1”, если не “чувствует”, то значение - “0”. А дальше уже система компьютера преобразует данные, записанные в двоичной системе, в более понятную для человека систему.

Сейчас в мире присутсвует множество различных типов магнитных носителей: дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бабинные ленты, жёсткие диски внутри компьютеров и.т.д.

Но постепенно открываются новые законы физики, и вместе с ними - новые возможности записи информации. Уже несколько десятилетий назад появилось мно-жество носителей информации, базирующихся на новой технологии - считывания информации при помощи линз и лазерного луча. Но всё-равно технология магнит-ной записи просуществует ещё довольно долго из-за своего удобства в использова-нии.