Поломки 

Что такое внешний носитель. Материальные носители информации и их развитие

«Чтоб тебе жить в эпоху перемен» - весьма лаконичное и вполне понятное проклятие для человека скажем старше 30 лет. Современный этап развития человечества сделал нас невольными свидетелями уникальной «эпохи перемен». И тут даже играет роль не то что бы масштаб современного научного прогресса, по значимости для цивилизации переход от каменных орудий труда к медным очевидно был куда более знаковым, нежели удвоение вычислительных способностей процессора, которое само по себе будет явно более технологичным. Та огромная, все нарастающая скорость изменений в техническом развитии мира просто обескураживает. Если еще лет сто назад каждый уважаемый себя джентльмен просто обязан был быть в курсе всех «новинок» мира науки и техники, чтоб не выглядеть в глазах своего окружения глупцом и деревенщиной, то сейчас учитывая объемы и скорость порождения этих «новинок» отслеживать их всецело просто невозможно, даже вопрос так не ставится. Инфляция технологий, еще до недавно не мыслимых, и связанных с ними возможностей человека, фактически убили прекрасное направление в литературе – «Техническая фантастика». В ней отпала нужда, будущее стало многократно ближе, чем, когда либо, задуманный рассказ о «чудесной технологии» рискует дойти до читателя позже, нежели что-то подобное уже будет сходить с конвейеров НИИ.

Прогресс технической мысли человека всегда наиболее быстро отображался именно в сфере информационных технологий. Способы сбора, хранения, систематизации, распространения информации проходят красной нитью через всю историю человечества. Прорывы будь то в сфере технических, или гуманитарных наук, так или иначе, отзывались на ИТ. Пройденный человечеством цивилизационный путь, это череда последовательных шагов усовершенствования способов хранения и передачи данных. В данной статье попробуем более детально разобраться и проанализировать основные этапы в процессе развития носителей информации, провести их сравнительный анализ, начиная от самых примитивных - глиняных табличек, вплоть до последних успехов в создании машинно-мозгового интерфейса.

Задача поставлена действительно не шуточная, ишь на что замахнулся, скажет заинтригованный читатель. Казалось бы, каким образом можно, при соблюдении хотя бы элементарной корректности, сравнивать существенно разнящиеся между собой технологии прошлого и сегодняшнего дня? Поспособствовать решению этого вопроса может тот факт, что способы восприятия информации человеком собственно не сильно и претерпели изменения. Формы записи и формы считывания информации по средствам звуков, изображений и кодированных символов (письма) остались прежними. Во многом именно эта данность стала так сказать общим знаменателем, благодаря которому возможно будет провести качественные сравнения.

Методология

Для начала стоит воскресить в памяти прописные истины, которыми мы и будем далее оперировать. Элементарным носителем информации двоичной системы есть «бит», в то время как минимальной единицей хранения и обработки компьютером данных является «байт» при этом в стандартной форме, последний включает в себя 8 бит. Более привычный для нашего слуха мегабайт соответствует: 1 мбайт = 1024 кбайт = 1048576 байт.

Приведенные единицы на данный момент являются универсальными мерилами объема цифровых данных размещенных на том или ином носителе, поэтому их будет весьма легко использовать в дальнейшей работе. Универсальность состоит в том, что группой битов, фактически скоплением цифр, набором значений 1 / 0, можно описать любое материальное явление и тем самым его оцифровать. Неважно, будь это самый мудреный шрифт, картина, мелодия все эти вещи состоят из отдельных компонентов, каждому из которых присваивается свой уникальный цифровой код. Понимание этого базового принципа делает возможным наше продвижение дальше.

Тяжелое, аналоговое детство цивилизации

Само эволюционное становления нашего вида кинуло людей в объятие аналогового восприятия окружающего их пространства, что во многом и предрешило судьбу нашего технологического становления.

При первом взгляде современного человека, технологии, зарождавшиеся на самой заре человечества весьма примитивны, не искушенному в деталях именно так и может представится само существование человечества до перехода в эру «цифры», но так ли это, такое ли уж «детство» было тяжелое? Задавшись изучением поставленного вопроса, мы можем лицезреть весьма незатейливые технологии способов хранения и обработки информации на этапе их появления. Первым в своем роде носителем информации, созданным человеком, стали переносные площадные объекты с нанесенными на них изображениями. Таблички и пергаменты давали возможность не только сохранять, но и более эффективно, чем когда-либо до этого, эту информацию обрабатывать. На этом этапе появившаяся возможность концентрировать огромное количество информации в специально отведенных для этого местах – хранилищах, где эту информацию систематизировали и тщательно оберегали, стала основным толчком к развитию всего человечества.

Первые известные ЦОДы, как бы мы их назвали сейчас, до недавнего времени именующиеся библиотеками, возникли на просторах ближнего востока, между реками Нил и Евфрат, еще около II тысяч лет до н.э. Сам формат носителя информации все это время существенно определял способы взаимодействия с ним. И тут уже не столь важно, глинобитная дощечка это, папирусный свиток, или стандартный, целлюлозно-бумажный лист формата А4, все эти тысячи лет были тесно объединены аналоговым способом внесения и считывания данных с носителя.

Период времени на протяжении, которого доминировал именно аналоговый способ взаимодействия человека с его информационным скарбом успешно продлился в плоть до наших дней, лишь совсем недавно, уже в ХХI веке, окончательно уступив цифровому формату.

Очертив приблизительные временные и смысловые рамки аналогового этапа нашей цивилизации, мы теперь можем вернуться к поставленному, в начале этого раздела вопросу, уж таки они не эффективные эти методы хранения данных, что мы имели и до самого недавнего времени использовали, не ведая про iPad, флешки и оптические диски?

Давайте произведем расчет

Если откинуть последний этап упадка технологий аналогового хранения данных, который продлился последних лет 30, можно с прискорбием заметить, что эти сами технологии по большему счету тысячами лет не претерпевали существенных изменений. Действительно прорыв в этой сфере пошел сравнительно не давно, это конец ХIХ века, но об этом чуть ниже. До середины заявленного века, среди основных способов записи данных можно выделить два основных, это письмо и живопись. Существенное различие этих способов регистрации информации, абсолютно независимо от носителя, на котором она осуществляется, кроется в логике регистрации информации.
Изобразительное искусство
Живопись представляется наиболее простым способом передачи данных, не требующим, каких-то дополнительных знаний, как на этапе создания, так и пользования данными, тем самым фактически являясь исходным форматом воспринимаемым человеком. Чем более точно идет на поверхность холста передача отраженного света от поверхности окружающих предметов на сетчатку глаза писца, тем более информативное будет это изображение. Не доскональность техники передачи, материалов, которые использует создатель изображения, являются тем шумом, который в дальнейшем будет мешать для точного чтения зарегистрированной таким способом информации.

Сколь же информативно изображение, какое количественное значение информации несет рисунок. На этом этапе осознания процесса передачи информации графическим способом мы наконец можем окунуться в первые расчеты. В этом к нам на помощь придет базовый курс информатики.

Любое растровое изображение дискретно, это всего на всего набор точек. Зная это его свойство, мы можем перевести отображенную информацию, которую оно несет, в понятные для нас единицы. Поскольку присутствие / отсутствие контрастной точки фактически является простейшим бинарным кодом 1 / 0 то и, следовательно, каждая эта точка приобретает 1 бит информации. В свою очередь изображение группы точек, скажем 100х100, будет вмещать в себе:

V = K * I = 100 x 100 x 1 бит = 10 000 бит / 8 бит = 1250 байт / 1024 = 1.22 кбайт

Но давайте не забывать, что выше представленный расчет корректен только лишь для монохромного изображения. В случае куда более часто используемых цветных изображений, естественно, объем передаваемой информации существенно возрастет. Если принять условием достаточной глубины цвета 24 битную (фотографическое качество) кодировку, а она, напомню, имеет поддержку 16 777 216 цветов, следовательно мы получим, куда больший объем данных для того же самого количества точек:

V = K * I = 100 x 100 x 24 бит = 240 000 бит / 8 бит = 30 000 байт / 1024 = 29.30 кбайт

Как известно точка не имеет размера и в теории любая площадь, отведенная, под нанесение изображения может нести бесконечно большое количество информации. На практике же есть вполне определенные размеры и соответственно можно определить объем данных.

На основе множества проведенных исследований было установлено, что человек со среднестатистической остротой зрения, с комфортного для чтения информации расстояния (30 см), может различит около 188 линий на 1 сантиметр, что в современной технике приблизительно соответствует стандартному параметру сканирования изображения бытовыми сканерами в 600 dpi. Следовательно, с одного квадратного сантиметра плоскости, без дополнительных приспособлений, среднестатистический человек может считать 188:188 точек, что будет равноценно:

Для монохромного изображения:
Vm = K * I = 188 x 188 x 1 бит = 35 344 бит / 8 бит = 4418 байт / 1024 = 4.31 кбайт

Для изображения фотографического качества:
Vc = K * I = 188 x 188 x 24 бит = 848 256 бит / 8 бит = 106 032 байт / 1024 = 103.55 кбайт

Для большей наглядности, на основе полученных расчетов, можем легко установить сколько информации несет в себе такой привычный нам листок формата как А4 с габаритами 29.7/21 см:

VА4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 см х 21 см х 4.31 кбайт = 2688.15 / 1024 = 2.62 мбайт – монохромной картинки

VА4 = L1 x L2 x Vm = 29.7 см х 21 см х 103.55 кбайт = 64584.14 / 1024 = 63.07 мбайт – цветной картинки

Письменность
Если с изобразительным искусством «картина» более-менее ясна, то с письмом не так все просто. Очевидные различие в способах передачи информации между текстом и рисунком диктуют различный подход в определении информативности этих форм. В отличии от изображения, письмо – это вид стандартизированной, кодированной передачи данных. Не зная заложенного в письмо кода слов и формирующих их букв информативная нагрузка, скажем шумерской клинописи, для большинства из нас вообще равна нулю, в то время как древние изображения на руинах того же Вавилона будут вполне корректно восприняты даже человеком абсолютно не сведущим о тонкостях древнего мира. Становится вполне очевидным, что информативность текста чрезвычайно сильно зависит от того в чьи руки он попал, от дешифрирования ее конкретным человеком.

Тем не менее, даже при таких обстоятельствах, несколько размывающих справедливость нашего подхода, мы можем вполне однозначно рассчитать то количество информации, которое размещалось в текстах на разного рода плоских поверхностях.
Прибегнув к уже знакомой нам двоичной системе кодирования и стандартному байту, письменный текст, который можно себе представить, как набор букв, формирующий слова и предложения, очень легко привести к цифровому виду 1 / 0.

Привычный для нас 8 битный байт, может обретать до 256 разных цифровых комбинаций, чего собственно должно хватить для цифрового описания любого существующего алфавита, а также цифр и знаков препинания. Отсюдова напрашивается вывод, что любой нанесенный стандартный знак алфавитного письма на поверхность, занимает 1 байт в цифровом эквиваленте.

Немного по-другому дело обстоит с иероглифами, которые также широко используются уже несколько тысяч лет. Заменяя одним знаком целое слово, эта кодировка явно куда более эффективнее использует отведенную ей плоскость с точки зрения информационной нагрузки нежели это происходит в языках, основанных на алфавите. В тоже время, количество уникальных знаков, каждому из которых нужно присвоить не повторную комбинацию сочетания 1 и 0 в разы большее. В самых распространенных существующих иероглифических языках: китайском и японском, по статистике, фактически используется не более 50 000 уникальных знаков, в японском и того менее, на данный момент министерство просвещения страны, для повседневного использования, определило всего 1850 иероглифов. В любом случае 256-ю комбинациями вмещающиеся в один байт тут уже не обойтись. Один байт хорошо, а два еще лучше, гласит видоизмененная народная мудрость, 65536 – именно столько цифровых комбинаций мы получим, используя два байта, чего в принципе становится достаточным для перевода активно используемого языка в цифровую форму, тем самым присваивая абсолютному большинству иероглифов два байта.

Существующая практика использования письма гласит нам о том, что на стандартный лист формата А4 можно разместить около 1800 читабельных, уникальных знака. Проведя не сложные арифметические вычисления можно установить сколько в цифровом эквиваленте будет нести информации один стандартный машинописный листок алфавитного, и более информативного иероглифического письма:

V = n * I = 1800 * 1 байт = 1800 / 1024 = 1.76 кбайт либо 2.89 байта / см2

V = n * I = 1800 * 2 байт = 3600 / 1024 = 3.52 кбайт либо 5.78 байта / см2

Индустриальный скачок

XIX век стал переломным, как для способов регистрации, так и хранения аналоговых данных, это стало следствием появления революционных материалов и методик записи информации, которым предстояло изменить ИТ-мир. Одним из главных новшеств стала технология записи звука.

Изобретение фонографа Томасом Эдисоном породило существование сначала цилиндров, с нанесенными на них бороздами, а в скором и пластинок - первых прообразов оптических дисков.

Реагируя на звуковые вибрации, резец фонографа неустанно проделывал канавки на поверхности как металлических, так и чуть позднее полимерных. В зависимости от уловленной вибрации резец наносил на материале закрученную канавку разной глубины и ширины, что в свою очередь давало возможность записывать звук и чисто механическим способом обратно воспроизводить, уже однажды выгравированные звуковые вибрации.

На презентации первого фонографа Т. Эдисоном в Парижской Академии Наук случился конфуз, один не молодой, ученный-лингвист, чуть было услышав репродукцию человеческой речи механическим устройством, сорвался с места и возмущенный бросился с кулаками на изобретателя, обвинив его в мошенничестве. По словам этого уважаемого члена академии, метал никогда не смог бы повторить мелодичности человеческого голоса, а сам Эдисон является обыкновенным чревовещателем. Но мы то с вами знаем, что это конечно не так. Более того в ХХ веке люди научились хранить звуковые записи в цифровом формате, и сейчас мы окунемся в некоторые цифры, после чего станет вполне понятно сколько информации умещается на обычной виниловой (материал стал самым характерным и массовом представителем этой технологии) пластинке.

Точно также, как и ранее с изображением, здесь мы будем отталкиваться от человеческих способностей улавливать информацию. Широко известно, что чаще всего человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания от 20 до 20 000 Герц, на основе этой константы, для перехода на цифровой формат звука, была принята величина в 44100 Герц, поскольку для корректного перехода, частота дискретизации колебания звука должна быть в два раза выше его исходного значения. Также не маловажным фактором тут является глубина кодировки каждого из 44100 колебаний. Параметр этот на прямую влияет на количество битов присущих одной волне, чем большее положение звуковой волны записано в конкретную секунду времени, тем большим количеством битов оно должно быть закодировано и тем более качественным будет звучать оцифрованный звук. Соотношением параметров звука, выбранным для самого распространенного на сегодняшний день формата, не искаженным сжатиями, применяемом на аудио дисках, является его 16 битная глубина, при дискретности колебаний 44.1 кГц. Хотя есть и более «емкие» соотношения приведенных параметров, вплоть до 32бит / 192 кГц, которые может быть были бы и более сопоставимы с фактическим качеством звучания грамм записи, но мы в расчеты включим соотношение 16 бит / 44.1 кГц. Именно выбранное соотношение в 80-90х годах ХХ столетия нанесло сокрушительный удар по индустрии аналоговой аудиозаписи, став фактически полноценной альтернативой ей.

И так, приняв за исходные параметры звука оглашенные величины можем рассчитать цифровой эквивалент объема аналоговой информации, которую несет в себе технология грамзаписи:

V = f * I = 44100 Герц * 16 бит = 705600 бит/сек / 8 = 8820 байт/сек / 1024 = 86.13 кбайт/сек

Расчетным путем мы получили необходимый объем информации для кодирования 1 секунды звучания качественной грамзаписи. Поскольку размеры пластинок варьировались, точно также как и густота бороздок на ее поверхности, объем информации на конкретных представителях такого носителя также существенно отличался. Максимальное время качественной записи на виниловую пластинку диаметром 30 см составляло менее 30 минут на одной стороне, что было на гране возможностей материала, обычно же это значение не превышало 20-22 минут. Имея эту характеристику, следует, что на виниловой поверхности могло разместиться:

Vv = V * t = 86.13 кбайт/сек * 60 сек * 30 = 155034 кбайт / 1024 = 151.40 мбайт

А по факту размещалось не более:
Vvf = 86.13 кбайт/сек * 60 сек * 22 = 113691.6 кбайт / 1024 = 111.03 мбайт

Общая площадь такой пластинки составляла:
S = π* r^2 = 3.14 * 15 см * 15 см= 706.50 см2

Фактически, на один квадратный сантиметр пластинки приходится 160.93 кбайт информации, естественно пропорция для разных диаметров будет изменяться не линейно, так как тут взята не эффективная площадь записи, а всего носителя.

Магнитная лента
Последним и, пожалуй, наиболее эффективным носителем данных, наносимых и читаемых аналоговыми методами, стала магнитная лента. Лента фактически единственный носитель, который довольно успешно пережил аналоговую эру.

Сама технология записи информации способом намагничивания, была запатентована еще в конце ХIХ века датским физиком Вольдемаром Поультсеном, но к сожалению, тогда она широкого распространения не приобрела. Впервые, технология в промышленном масштабе была использована только лишь в 1935 году немецкими инженерами, на ее базе был создан первый пленочный магнитофон. За 80 лет своего активного использования магнитная лента претерпела существенные изменения. Использовались разные материалы, разные геометрические параметры самой ленты, но все эти усовершенствования базировались на едином принципе, выработанном еще 1898 году Поультсеном, магнитной регистрации колебаний.

Одним из наиболее широко используемых форматов стала лента, состоящая из гибкой основы, на которую наносилась одна из окисей метала (железо, хром, кобальт). Ширина ленты, использующаяся в бытовых аудио магнитофонах, обычно была одно дюймовая (2.54 см), толщина ленты начиналась от 10 мкм, что касается протяженности ленты, то она существенно варьировалась в разных мотках и чаще всего составляла от сотен метров до тысячи. Для примера на бобину диаметром в 30 см могло вместится около 1000 м ленты.

Качество звучания зависело от многих параметров, как самой ленты, так и считывающей ее аппаратуры, но в общем при правильном сочетании этих самых параметров на магнитную ленту удавалось делать высококачественные студийные записи. Более высокое качество звучания добивались использованием большего объема ленты для записи единицы времени звука. Естественно, чем больше ленты используется для записи момента звучания, тем более широкий спектр частот удалось перенести на носитель. Для студийных, высококачественных материалов скорость регистрации на ленту составляла не менее 38.1 см/сек. При прослушивании записей в быту, для достаточно полного звучания хватало записи, осуществленной на скорости в 19 см/сек. Как результат, на 1000 м бобине могло разместится до 45 минут студийного звучания, либо до 90 минут приемлемого, для основной массы потребителей, контента. В случаях технических записей, либо речей, для которых ширина частотного диапазона при воспроизведении не играла особой роли, при расходе ленты в 1.19 см/сек на вышеупомянутую бобину, существовала возможность записать звуков аж на 24 часа.

Имея общее представление об технологиях записи на магнитную ленту во второй половине ХХ века, можно более-менее корректно перевести емкость бобинных носителей в понятные нам единицы измерения объема данных, как мы это уже совершали для грамзаписи.

В квадратном сантиметре подобного носителя разместится:
Vo = V / (S * n) = 86.13 кбайт/сек / (2.54 см * 1 см * 19) = 1.78 Kбайт/см2

Общий объем катушки с 1000 метрами пленки:
Vh = V * t = 86.13 кбайт/сек * 60 сек * 90 = 465102 кбайт / 1024 = 454.20 Мбайт

Не стоит забывать, что конкретный метраж ленты в бобине был весьма разным, это зависело, прежде всего, от самого диаметра бобины и толщины ленты. Довольно распространенными, в следствии приемлемых габаритов, широко использовались бобины, вмещающие в себя 500…750 метров пленки, что для рядового меломана было эквивалентом часового звучания, чего было вполне достаточно для теражирования среднестатистического музыкального альбома.

Довольно короткой, но от того не менее яркой была жизнь видео кассет, в которых использовался все тот же принцип регистрации аналогового сигнала на магнитную ленту. Ко времени промышленного использования этой технологии плотность записи на магнитную ленту кардинально возросла. На полудюймовую пленку длиной в 259.4 метра умещалось 180 минут видеоматериала с весьма сомнительным, как на сегодняшний день, качеством. Первые форматы видеозаписи выдавали картинку на уровне 352х288 линий, наилучшие образцы показывали результат на уровне 352х576 линий. В пересчете на битрейд, наиболее прогрессивные методы воспроизведения записи давали возможность приблизится к значению в 3060 кбит/сек, при скорости считывания информации с ленты в 2.339 см/сек. На стандартной трехчасовой кассете могло разместиться около 1724.74 Мбайт, что в общем не так и дурно, как результат видеокассеты массово оставались востребованными еще до самого недавнего времени.

Волшебная цифра

Появление и повсеместное внедрение цифры (бинарного кодирования) целиком и полностью обязано ХХ веку. Хотя сама философия кодирования двоичным кодом 1 / 0, Да / Нет, так или иначе витала среди человечества в разные времена и на разных континентах, набирая порою самых удивительных форм, окончательно материализовалась она именно в 1937 году. Студент Массачусетского Технологического Университета – Клод Шаннон, базируясь на работах великого британского (ирландского) математика Георга Буле, применил принципы Буленовской алгебры к электрическим цепям, что фактически и стало отправной точкой для кибернетики в том виде в котором мы знаем ее сейчас.

Менее чем за сто лет, как аппаратная, так и программная составная цифровых технологий претерпели огромное количество серьезных изменений. То же самое справедливо будет сказать и для носителей информации. Начиная от сверх неэффективных – бумажных носителей цифровых данных, мы пришли к сверх эффективным – твердо тельным хранилищам. В общем, вторая половина прошлого века прошла под знаменем экспериментов и поиска новых форм носителей, что можно лаконично назвать всеобщим бардаком формата.

Перфокарта
Перфокарты стали, пожалуй, первой ступенькой на пути взаимодействия ЭВМ и человека. Такое общение длилось довольно долго, порою даже сейчас этот носитель можно встретить в специфических НИИ раскиданных на просторах СНГ.

Одним из самых распространенных форматом перфокарт, был формат IBM введен еще в 1928 году. Этот формат стал базовым и для советской промышлености. Габариты такой перфокарты по ГОСТу составляли 18.74 х 8.25 см. Вмещалось на перфокарту не более 80 байт, на 1 см2 приходилось всего 0.52 байта. В таком исчислении, для примера, 1 Гигабайт данных был бы равен примерно 861.52 Гектарам перфокарт, а вес одного такого Гигабайта составлял чуть менее 22 тонн.

Магнитные ленты
Во 1951 году были выпущены первые образцы носителей данных базирующихся на технологии импульсного намагничивания ленты специально для регистрации на нее «цифры». Такая технология позволяла вносить на один сантиметр полудюймовой металлической ленты до 50 символов. В дальнейшем технология серьезно усовершенствовалась, позволяя во много крат увеличивать количество единичных значений на единицу площади, а также как можно более удешевлять материал самого носителя.

На данный момент, по самым последним заявлениям корпорации Sony, их нано разработки позволяют разместить на 1 см2 объем информации равен 23 Гигабайтам. Такие соотношения цифр наталкивают на мысль, что данная, технология ленточной магнитной записи себя не отжила и имеет довольно радужные перспективы дальнейшей эксплуатации.

Грамм запись
Наверное, наиболее удивительный метод хранения цифровых данных, но лишь на первый взгляд. Идея записи действующей программы на тонкий слой винила возникла в 1976 году в компании Processor Technology, что базировалась в Канзас Сити, США. Суть задумки состояла в том, чтоб максимально удешевить носитель информации. Сотрудники компании взяли аудио ленту, с записанными данными в уже существующем звуковом формате «Канзас Сити Стандарт», и перегнали ее на винил. Кроме удешевления носителя, данное решение позволило подшить выгравированную пластинку к обычному журналу, что позволило массово распространять небольшие программы.

В мае 1977 года подписчики журналов, в первые получили в своем номере пластинку, на которой размещался интерпретатор 4К BASIC для процессора Motorola 6800. Время звучания пластинки составляло 6 минут.
Данная технология в силу понятных причин не прижилась, официально, последняя пластинка, так званный Floppy-Rom, увидела свет в сентябре 1978 года, это был ее пятый выпуск.

Винчестеры
Первый винчестер был представлен компанией IBM в 1956 году, модель IBM 350 шла в комплекте с первым массовым компьютером компании. Общий вес такого «жесткого диска» составлял 971 кг. По габаритам он был сродни шкафу. Располагалось в нем 50 дисков, диаметр которых составлял 61 см. Общий объем информации, который мог разместиться на этом «винчестере» равнялся скромным 3.5 мегабайтам.

Сама технология записи данных была, если можно так сказать, производной от грамзаписи и магнитных лент. Диски, размещенные внутри корпуса, хранили на себе множество магнитных импульсов, которые вносились на них и считывались подвижной головкой регистратора. Словно патефонному волчку в каждый момент времени регистратор перемещались по площади каждого из дисков, получая доступ к необходимой ячейке, что несла в себе магнитный вектор определенной направленности.

На данный момент вышеупомянутая технология также жива и более того активно развивается. Менее года назад компания Western Digital выпустила первый в мире «винчестер» объемом в 10 Тбайт. В середине корпуса разместилось 7 пластин, а вместо воздуха в середину его был закачан гелий.

Оптические диски
Обязаны своим появлением партнерству двух корпораций Sony и Philips. Оптический диск был презентован в 1982 году, как годная, цифровая альтернатива аналоговым аудио носителям. При диаметре 12 см на первых образцах можно было разместить до 650 Мбайт, что при качестве звука 16 бит / 44.1 кГц, составляло 74 минуты звучания и это значение было выбрано не зря. Именно 74 минуты длится 9-я симфония Бетховена, которую чрезмерно любил толи один из совладельцев Sony, толи один из разработчиков со стороны Philips, и теперь она могла целиком вместится на один диск.

Технология процесса нанесения и считывания информации весьма проста. На зеркальной поверхности диска выжигаются углубления, которые при считке информации, оптическим способом, однозначно регистрируются как 1 / 0.

Технология оптических носителей также процветает и в нашем 2015 году. Технология известная нам как Blu-ray disc с четырех слойной записью вмещает на своей поверхности около 111.7 Гигабайт данных, при своей не слишком высокой цене, являясь идеальными носителями для весьма «емких» фильмов повышенной разрешающей способности с глубокой передачей цветов.

Твердотельные накопители, флэш память, SD карты
Все это детище одной технологии. Разработанный еще в 1950-х годах принцип записи данных на основе регистрации электрического заряда в изолированной области полупроводниковой структуры. Долгое время он не находил своей практической реализации для создания на его базе полноценного носителя информации. Главной причиной этому были большие габариты транзисторов, которые при максимально возможной их концентрации не могли породить на рынке носителей данных конкурентный продукт. О технологии помнили и периодически пытались ее внедрить на протяжении 70х-80х годов.

Действительно звездный час для твердотельных накопителей настал с конца 80-х, когда размеры полупроводников начали достигать приемлемых размеров. Японская Toshiba в 1989 году презентовала абсолютно новый тип памяти «Flash», от слова «Вспышка». Само это слово весьма хорошо символизировало главные плюсы и минусы носителей, реализованных на принципах данной технологии. Небывалая ранее скорость доступа к данным, довольно ограниченное количество циклов перезаписи и необходимость присутствия внутреннего источника питания для некоторых из такого рода носителей.

К сегодняшнему дню наибольшей концентрации объема памяти производители носителей достигли благодаря стандарту карт SDCX. При габаритах 24 х 32 х 2.1 мм они могут поддерживать до 2 Тбайт данных.

Передний край научного прогресса

Все носители, с которыми мы имели дело до этого момента, были из мира не живой природы, но давайте не забывать, что самый первый накопитель информации, с которым мы все имели дело это мозг человека.

Принципы функционирования нервной системы в общих чертах на сегодня уже ясны. И как бы это не могло звучать удивительно, физические принципы работы мозга вполне сопоставимы с принципами организации современных ЭВМ.
Нейрон – структурно функциональная единица нервной системы, она и формирует наш мозг. Микроскопическая клетка, весьма сложной структуры, являющаяся фактически аналогом, привычного нам, транзистора. Взаимодействие между нейронами происходит благодаря различным сигналам, которые распространяются с помощью ионов, в свою очередь генерирующих электрические заряды, таким образом создавая не совсем обычную электроцепь.

Но еще более интересным является сам принцип работы нейрона, как и его кремниевый аналог, эта структура зыблется на бинарном положении своего состояния. К примеру, в микропроцессорах за условный 1 / 0 принимают разницу уровней напряжения, нейрон в свою очередь обладает разностью потенциалов, фактически он в любой момент времени может обретать одно и двух возможных значений полярности: либо «+», либо «-». Существенное отличие нейрона от транзистора состоит в граничной скорости первого обретать противоположные значения 1 / 0. Нейрон в следствии своей структурной организации, в которую не будем вдаваться через чур подробно, в тысячи раз инертней от своего кремниевого собрата, что естественно сказывается на его быстродействии – количестве обработки запросов за единицу времени.

Но не все так печально для живых существ, в отличии от ЭВМ где выполнение процессов осуществляется в последовательном режиме, миллиарды нейронов, объеденных в мозг, решают поставленные задачи параллельно, что дает целый ряд преимуществ. Миллионы этих вот низкочастотных процессоров вполне успешно дает возможность, в частности человеку, взаимодействовать с окружающей средой.

Изучив структуру человеческого мозга, научное сообщество пришло к выводу – фактически головной мозг является цельной структурой, в которую уже входят и вычислительный процессор, и моментальная память, и память долговременная. В силу самой нейронной структуры мозга между этими аппаратными составными четких, физических границ нет, лишь розмытые зоны спецификации. Такое утверждение подтверждается десятками прецедентов из жизни, когда в силу определенных обстоятельств людям удаляли часть мозга, вплоть до половины общего объема. Пациенты после таких вмешательств, кроме того, что не превращались в «овощ», в некоторых случаях, со временем, восстанавливали все свои функции и счастливо доживали до глубокой старости, тем самым являясь живим доказательством глубины гибкости и совершенства нашего мозга.

Возвращаясь к теме статьи, можем прийти к интересному выводу: структура мозга человека фактически схожа с твердотельным накопителем информации, о котором речь шла чуть выше. После такого сравнения, помня о всех его упрощениях, мы можем задаться вопросом, какой же объем данных в таком случае может разместится в этом хранилище? Может быть опять же к удивлению, но мы можем получить вполне однозначный ответ, давайте же произведем расчет.

В результате проведенных в 2009 году научных экспериментов нейробиологом, доктором Бразильского университета в Рио-Де-Жанейро – Сюзанной Геркулано-Хаузел, было установлено, что в среднем человеческом мозге, весом около полтора килограмма, можно насчитать приблизительно 86 миллиардов нейронов, напомню, ранее ученные считали, что эта цифра для среднего значения равняется 100 миллиардам нейронов. Отталкиваясь от этих цифр и приравняв каждый отдельный нейрон фактически к одному биту, мы получим:

V = 86 000 000 000 бит / (1024 * 1024*1024) = 80.09 гбит / 8 =10.01 гигабайт

Много это или мало и насколько может быть конкурента эта среда для хранения информации? Сказать пока весьма сложно. Научное сообщество с каждым годом все больше нас радует продвижением в изучении нервной системы живых организмов. Можно даже встретить упоминания об искусственном внедрении информации в память млекопитающих. Но по большему счету секреты мышления мозга пока еще остаются для нас тайной.

Итог

Хотя в статье были представлены далеко не все виды носителей данных, коих огромное множество, наиболее характерные представители нашли в ней место. Подводя итог представленного материала можно четко проследит закономерность – вся история развития носителей данных базируется на наследственности этапов, предшествующих текущему моменту. Прогресс последних 25 лет в сфере носителей данных крепко опирается на полученный опыт, как минимум, последних 100…150 лет, при этом скорость роста емкости носителей за эти четверть века возрастает в геометрической прогрессии, что является уникальным случаем на протяжении всей известной нам истории человечества.

Не смотря на кажущеюся нам сейчас архаичность аналоговой регистрации данных, вплоть до конца ХХ века это был вполне конкурентный метод работы с информацией. Альбом с качественными изображениями мог вмещать в себе гигабайты цифрового эквивалента данных, которые до начала 1990-х просто физически было невозможно разместить на столь же компактном носителе, не говоря уже об отсутствии приемлемых способов работы с такими массивами данных.

Первые ростки записи на оптические диски и стремительное развитие накопителей HDD конца 1980-х, только за одно десятилетие сломили конкуренцию множества форматов аналоговых записей. Хотя первые музыкальные оптические диски и не отличались качественно от тех же виниловых пластинок, имея 74 минуты записи против 50-60 (двухсторонняя запись), но компактность, универсальность и дальнейшее развития цифрового направления ожидаемо, окончательно похоронило аналоговый формат для массового использования.

Новая эра носителей информации, на пороге которой мы стоим, может существенно повлиять на мир, в котором мы окажемся через 10…20 лет. Уже сейчас передовые работы в биоинженерии дают нам возможность поверхностно понимать принципы работы нейронных сетей, управлять в них определенными процессами. Хотя потенциал размещения данных на структурах схожих с мозгом человека, не так уж и велик, есть вещи, про которые не стоит забывать. Само функционирование нервной системы все еще довольно загадочно, как следствие малой ее изученности. Принципы размещения и хранения в ней данных уже при первом приближении очевидно, что действуют по несколько другим законом, нежели это будет справедливо к аналоговому и цифровому методу обработки информации. Как и при переходе от аналогового этапа развития человечества к цифровому, при переходе к эре освоения биологических материалов, два предыдущих этапа сослужат роль фундамента, некого катализатора для очередного скачка. Необходимость активизации на биоинженерном направлении была очевидна и ранее, но только сейчас технологический уровень человеческой цивилизации поднялся до того уровня, когда подобные работы действительно могут увенчаться успехом. Поглотит ли этот новый этап развития ИТ технологий этап предыдущий, как мы уже имели честь - это наблюдать, или будет идти параллельно, предсказывать рано, но то что он радикально изменит нашу жизнь – очевидно.

Носитель информации (data medium ) - материальный объект или среда, предназначенный для хранения данных. В последнее время носителями информации называют преимущественно устройства для хранения файлов данных в компьютерных системах, отличая их от устройств для ввода-вывода информации и устройств для обработки информации.

Классификация носителей информации

Цифровые носители информации - компакт-диски, дискета, карты памяти

Аналоговые носители информации - магнитофонная и бабинна кассеты

По форме сигнала , используемый для записи данных, различают аналоговые и цифровые носители. Для перезаписи информации с аналогового носителя на цифровой или наоборот необходимо сигнала.

По назначению различают носители

  • Для использования на различных устройствах
  • Вмонтированы в определенное устройство

По устойчивости записи и возможностью перезаписи:

  • Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), содержание которых не может быть изменен конечным пользователем (например, CD-ROM, DVD-ROM). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.
  • Записываемые устройства, в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R, DVD-R,DVD + R, BD-R).
  • Перезаписываемые устройства (например, CD-RW, DVD-RW, DVD + RW, BD-RE, магнитная лента и т.п.).
  • Оперативные устройства обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе ее обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM, статические ОЗУ) строятся на основе триггеров, медленные, но дешевые разновидности (DRAM, динамические ОЗУ) строятся на основе конденсатора. В обоих видах оперативной памяти информация исчезает после отключения от источника тока. Динамические ОЗУ требуют периодического обновления содержимого - регенерации.

По физическому принципу

  • перфорационные (с отверстиями или вырезами) - перфокарта, перфолента
  • магнитные - магнитная лента, магнитные диски
  • оптические - оптические диски CD, DVD, Blu-ray Disc
  • магнитооптические - магнитооптический компакт-диск (CD-MO)
  • электронные (используют эффекты полупроводников) - карты памяти, флэш-память

По конструктивным (геометрическими) особенностями

  • Дисковые (магнитные диски, оптические диски, магнитооптические диски)
  • Ленточные (магнитные ленты, перфоленты)
  • Барабанные (магнитные барабаны)
  • Карточные (банковские карты, перфокарты, флеш-карты, смарт-карты)

Иногда носителями информации также называют объекты, чтение информации из которых не требуют специальных устройств - например бумажные носители .

Емкость носителя информации

Емкость цифрового носителя означает количество информации, которую на него можно записать, ее измеряют в специальных единицах - байтах, а также в их производных -килобайтах, мегабайтах и т.д., или же в кибибайтах, мебибайтах подобное. Например, емкость распространенных CD -носителей составляет 650 или 700 МБ, DVD-5 - 4,37 ГБ, двухслойных DVD 8,7 гб, современных жестких дисков - до 10 Тб (на 2009 год).

Допечатные процессы предъявляют особые требования к регистрирующим средствам, использующимся для хранения информации. Такие требования являются следствием не только постоянных потребностей, связанных с увеличением объемов сохраняемых данных, обрабатываемых в процессе производства печатной продукции. Память имеет исключительное значение для постоянного резервирования данных внутри сети рабочих станций, а также для безопасной пересылки и архивирования данных. Несмотря на возросшие возможности передачи данных через сети или через Интернет, среды для сохранения данных будут продолжать играть важную роль в обмене информацией между заказчиком и исполнителем.

Благодаря новым технологиям и производственным процессам емкость носителей, предназначенных для хранения информации, постоянно увеличивается. Имеются предпосылки, что этот рост составит около 80% в год. Суть увеличения объемов хранения данных включает, вероятно, совокупность следующих факторов: повышение плотности записи, числа дорожек и оптимальное использование поверхности носителя. Супердиск с объемом памяти 120 Мб действительно соответствует данной задаче, несмотря на то, что по внешнему виду он является почти таким же, как гибкий 3,5-дюймовый диск. Однако супердиск по объему памяти превосходит последний почти в 83 раза. Сведения об объемах памяти различных носителей приведены в табл. 5.

Классификация носителей данных

Все имеющиеся в настоящее время носители информации могут подразделяться по различным признакам. В первую очередь, следует различать энергозависимые и энергонезависимые накопители информации.

Энергонезависимые накопители, используемые для архивирования и сохранения массивов данных, подразделяют:

Если требуется быстрый доступ к информации, как, например, при выводе или передаче данных, то используются носители с вращающимся диском. Для архивирования, выполняемого периодически (Backup), наоборот, более предпочтительными являются ленточные носители. Они имеют большие объемы памяти в сочетании с невысокой ценой, правда, при относительно невысоком быстродействии.

По назначению носители информации различаются на три группы:

  • распространение информации: носители с предварительно записанной информацией, такие как CD ROM или DVD-ROM;
  • архивирование: носители для одноразовой записи информации, такие как CD-R или DVD-R (R (record able) – для записи);
  • резервирование (Backup) или передача данных: носители с возможностью многоразовой записи информации, такие как дискеты, жесткий диск, MO, CD-RW (RW (rewritable) – перезаписываемые и ленты.
CD и DVD (ROM, R, RW)

CD-ROM был первоначально создан для того, чтобы распространять большие объемы информации (например, музыку и т.д.) за умеренную плату. Между тем он стал наиболее используемым носителем информации и для меньших объемов данных, например, при личном пользовании. В обозримом будущем CD-ROM могут быть заменены на DVD-ROM. DVD имеет емкость памяти от 4,7 до 17 GB. DVD-ROM может использоваться для распространения программных продуктов, мультимедиа, банков данных и для записи художественных фильмов. Увеличение объема памяти здесь стало возможным благодаря технологии двойного слоя. Она позволяет наносить на верхнюю и нижнюю стороны диска по два накопительных слоя, которые разделяются полуотражающим промежуточным слоем. При считывании информации лазер "прыгает" между обоими накопительными слоями.

Компакт-диск, кратко называемый CD-R (или, соответственно, DVD-R), представляет собой оптическую пластину для одноразовой записи в формате 5,25 дюйма с большой плотностью. Запись на такой диск может быть произведена только один раз в специальном записывающем устройстве. После этого информацию можно считывать посредством обычного дисковода CD-ROM. Типичная область применения – это передача информации в ограниченном количестве.

Более гибким, но менее распространенным является CD-RW (Rewritable). Этот сменный носитель информации может быть перезаписан заново до 1000 раз. Нанесенный слой при записи в результате термооптического процесса изменяет свою структуру с кристаллической на аморфную. В результате на этих местах изменяются отражающие свойства несущего слоя. Интенсивность излучения, соответствующая отражению от светлых или темных участков, преобразуется в бинарные числа 1 или 0.

Сменные накопители

Работа сменного накопителя основывается на использовании магнитных слоев, служащих для многократной записи информации.

Сменные диски SyQuest.

Производитель SyQuest, начав с выпуска дисков емкостью 44 Мб, довел со временем их память до 1,5 Гб. При этом увеличение памяти потребовало применения и нового дисковода. Эти сменные магнитные диски стали часто используемыми носителями данных в допечатных процессах. Картриджи данных. Начиная с 70-х годов эти магнитные накопители относятся к основным средам для резервирования данных. Главным образом они используются для резервного копирования данных на жестком диске персональных компьютеров (PC). Часто при резервировании в сети система автоматически подключает несколько картриджей для обработки накопителей со сменными дисками. Картриджи выпускаются в форматах 5,25 и 3,5 дюйма. Дисководы, предлагаемые различными изготовителями, бывают встроенными или присоединенными к персональному компьютеру. По сравнению с гибкими дисками скорость пересылки данных у картриджей выше, однако она меньше, чем у жестких дисков. Магнитный ленточный носитель данных (ширина ленты 4 или 8 мм). Среди множества четырех- и восьмимиллиметровых ленточных носителей информации имеются такие, которые в соответствии с новыми разработками отличаются более надежной защитой данных. Это свойство достигнуто благодаря тому, что уменьшено воздействие на подобные ленты статического электричества. Четырехмиллиметровые ленточные носители информации имеют емкость до 4 Гб. У восьмимиллиметровых носителей – 5 Гб. Они используются в банках данных, когда на магнитных лентах должны автоматически сохраняться большие массивы информации.



SuperDisk, ZIP, JAZ. Гибкий диск 3,5 дюйма является наиболее распространенным накопительным носителем в мире. В настоящее время в разработке находятся две системы: технология ZIP фирмы Iomega и SuperDisk (ранее называвшийся LS-120) фирмы Imation.

SuperDisk предоставляет возможность размещения информации объемом 120 Мб и почти не отличается внешне от традиционной 3,5-дюймовой дискеты. Носитель информации недорогой и "совместим в обе стороны", т.е. на новых дисководах можно также считывать и записывать классические дискеты 1,44 Мб.

Дискеты ZIP фирмы Iomega имеют объем от 100 до 250 Мб и по цене сопоставимы с носителем SuperDisk. Дискеты ZIP в настоящее время очень распространены в издательском деле, из чего можно сделать заключение о соответствующей потребности в сменных носителях такого вида. ZIP не "совместим в обе стороны", а дисковод может обрабатывать только носители ZIP. Время доступа к информации у диска ZIP меньше, чем у диска SuperDisk.

Дискеты 3,5 дюйма "JAZ" фирмы Iomega имеют объем хранения информации до 2 Гб. Магнитооптический диск (CD-MO). Магнитооптические носители, кратко называемые MO, получили широкое распространение. В пользу этой технологии однозначно говорит объем памяти: 640 Мб на носителе 3,5 дюйма и 2,6 Гб на носителе 5,25 дюйма. Их развитие идет быстро. Уже сегодня такие изготовители, как Sony и Philips, говорят об объеме 2,6 Гб у носителей 3,5 дюйма и 10,4 Гб у носителей 5,25 дюймо вого формата. Дисководы MO достигают скорости передачи данных 4 Мб/с, а среднее время доступа составляет менее 25 мс. Размещение и запись данных осуществляются посредством лазера.



Жесткие диски. Наконец следует упомянуть жесткие диски, которые входят в стандартную комплектацию практически каждого компьютера. Объем памяти этих носителей информации постоянно увеличивается и в последнее время достиг около 80 Гб для 31/2’’ диска.

Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Внешняя память, в отличие от оперативной, является энергонезависимой. 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 на магнитной ленте (НМЛ);
  • накопители CD-ROM, CD-RW, DVD.

Им соответствуют основные виды носителей:

  • гибкие магнитные диски (диаметром 3,5’’ и ёмкостью 1,44 Мб; диаметром 5,25’’ и ёмкостью 1,2 Мб (в настоящее время устарели и практически не используются, выпуск накопителей, предназначенных для дисков диаметром 5,25’’, тоже прекращён)), диски для сменных носителей;
  • жёсткие магнитные диски;
  • кассеты для стримеров и других НМЛ;
  • диски CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Запоминающие устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками. Так, например, по принципам функционирования различают следующие виды устройств: электронные, магнитные, оптические и смешанные – магнитооптические. Каждый тип устройств организован на основе соответствующей технологии хранения/воспроизведения/записи цифровой информации. Поэтому, в связи с видом и техническим исполнением носителя информации, различают: электронные, дисковые и ленточные устройства.



Основные характеристики накопителей и носителей:

  • информационная ёмкость;
  • скорость обмена информацией;
  • надёжность хранения информации;
  • стоимость.

Остановимся подробнее на рассмотрении вышеперечисленных накопителей и носителей.

Принцип работы магнитных запоминающих устройств основан на способах хранения информации с использованием магнитных свойств материалов. Как правило, магнитные запоминающие устройства состоят из собственно устройств чтения/записи информации и магнитного носителя , на который, непосредственно осуществляется запись и с которого считывается информация. Магнитные запоминающие устройства принято делить на виды в связи с исполнением, физико-техническими характеристиками носителя информации и т.д. Наиболее часто различают: дисковые и ленточные устройства. Общая технология магнитных запоминающих устройств состоит в намагничивании переменным магнитным полем участков носителя и считывания информации, закодированной как области переменной намагниченности. Дисковые носители, как правило, намагничиваются вдоль концентрических полей – дорожек, расположенных по всей плоскости дискоидального вращающегося носителя. Запись производится в цифровом коде. Намагничивание достигается за счет создания переменного магнитного поля при помощи головок чтения/записи. Головки представляют собой два или более магнитных управляемых контура с сердечниками, на обмотки которых подается переменное напряжение. Изменение величины напряжения вызывает изменение направления линий магнитной индукции магнитного поля и, при намагничивании носителя, означает смену значения бита информации с 1 на 0 или с 0 на 1.

Дисковые устройства делят на гибкие и жесткие накопители и носители. Основным свойством дисковых магнитных устройств является запись информации на носитель на концентрические замкнутые дорожки с использованием физического и логического цифрового кодирования информации. Плоский дисковый носитель вращается в процессе чтения/записи, чем и обеспечивается обслуживание всей концентрической дорожки, чтение и запись осуществляется при помощи магнитных головок чтения/записи, которые позиционируют по радиусу носителя с одной дорожки на другую.

Для операционной системы данные на дисках организованы в дорожки и секторы. Дорожки (40 или 80) представляют собой узкие концентрические кольца на диске. Каждая дорожка разделена на части, называемые секторами . При чтении или записи устройство всегда считывает или записывает целое число секторов независимо от объёма запрашиваемой информации. Размер сектора на дискете равен 512 байт. Цилиндр - это общее количество дорожек, с которых можно считать информацию, не перемещая головок. Поскольку гибкий диск имеет только две стороны, а дисковод для гибких дисков - только две головки, в гибком диске на один цилиндр приходится две дорожки. В жестком диске может быть много дисковых пластин, каждая из которых имеет две (или больше) головки, поэтому одному цилиндру соответствует множество дорожек. Кластер (или ячейка размещения данных) - наименьшая область диска, которую операционная система использует при записи файла. Обычно кластер - один или несколько секторов.

Перед использованием дискета должна быть форматирована, т.е. должна быть создана её логическая и физическая структура.

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.

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи , а также, нередко, и интерфейсную часть , называемую контроллером жесткого диска . Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей, помещённых на один ось, и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и (или) контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.

Принцип функционирования жёстких дисков аналогичен этому принципу для ГМД.

CD-ROM - это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения, на котором может храниться до 650 Мб данных. Доступ к данным на CD-ROM осуществляется быстрее, чем к данным на дискетах, но медленнее, чем на жёстких дисках.

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

Накопители CD-R (CD-Recordable) позволяют записывать собственные компакт-диски.

Более популярными являются накопители CD-RW, которые позволяют записывать и перезаписывать диски CD-RW, записывать диски CD-R, читать диски CD-ROM, т.е. являются в определённом смысле универсальными.

Устройства ввода информации

Клавиатура является основным устройством ввода информации в компьютер. В техническом аспекте компьютерная клавиатура представляет совокупность механических датчиков, воспринимающих давление на клавиши и замыкающих тем или иным образом определенную электрическую цепь. В настоящее время распространены два типа клавиатур:

· с механическими переключателями;

· с мембранными переключателями.

В первом случае датчик представляет традиционный механизм с контактами с драгоценного металла, а во втором - тонкие посеребренные листки пластика, между которыми с небольшим воздушным зазором находится, например, проводящая жидкость. Неудивительно, что менее дорогие клавиатуры с мембранными переключателями получили большее распространение. Но и их клавиши рассчитаны на несколько миллионов нажатий.

Внутри корпуса клавиатуры, помимо датчиков клавиш, расположены электронные схемы дешифрации. Контроллер клавиатуры, с помощью которого организуется взаимодействие клавиатуры с другими узлами компьютера, расположен непосредственно на системной плате (за исключением старых моделей компьютеров XT и AT 286, у которых контроллер выполнялся в виде отдельной микросхемы). Основной принцип работы клавиатуры с контроллером заключается в сканировании переключателей клавиш. Замыканию и размыканию любого из этих переключателей (т.е. нажатию или отпусканию любой из 101 или 104 клавиш) соответствует уникальный цифровой код - скан-код размером один байт.

Привлекательность той или иной клавиатуры в основном зависит от расположения клавиш, тактильных ощущений и усилия при нажатии клавиши. Наиболее распространенным расположением клавиш (раскладкой клавиатуры) является QWERTY (ЙЦУКЕН). Есть около 60 клавиш с буквами, цифрами, знаками пунктуации и другими символами, и еще около 40 клавиш, предназначенных для управления компьютером и исполнения программ. Продублированы клавиши управления курсором, а также клавиши Ctrl, Alt, ÿ (Win). Функциональные клавиши F1…F12 вынесены в верхний ряд.

На некоторых современных клавиатурах есть специальные клавиши, служащие для выполнения условий стандартов энергосбережения (Sleep - «спящий режим» и др.), а также функциональная клавиша «Fn/Key+», позволяющая использовать функциональные клавиши F1…F12 в среде мультимедиа-программ. В последнее время стали появляться клавиатуры, которые наряду с мультимедиа-клавишами имеют и клавиши быстрого управления в среде Интернет-приложений. Улучшается также и дизайн оформления клавиатур.

Манипулятор «мышь»

Вторым, но не менее важным инструментом управления компьютером и ввода информации, несомненно, является кнопочный манипулятор «мышь». Желание исключить непроизводительное частое повторное нажатие некоторых клавиш, особенно при управлении в среде многих программ, возникло у разработчиков аппаратного обеспечения сразу после начала массового распространения персональных компьютеров. Прообраз «мыши» был разработан американцем Д.Энгельбартом еще в 60 –е годы XX века. Однако свое реальное воплощение (в существенно упрощенном виде) манипулятор получил лишь в 1980‑е гг. в персональных компьютерах Xerox, Apple, позже IBM.

Мышь - это устройство, предназначенное для обеспечения удобства работы с современным программным обеспечением. Суть управления программами зачастую сводится на совмещении курсора «мыши» на экране с соответствующими командными кнопками на экране и нажатию одной из двух кнопок (чаще достаточно даже одной) «мыши». Понятно, что движения корпуса «мыши» соответствуют движениям курсора «мыши» на экране, что создает иллюзию «продолжения руки на экране» и обеспечивает простому управления и легкость освоения компьютера.

Мышь представляет собой электронно-механическое устройство, с помощью которого осуществляется дистанционное управление курсором на экране монитора. Внутри мыши помещен обрезиненный шарик. При движении мыши по гладкой поверхности шарик вращается. Его вращение передается двум валикам, оси которых перпендикулярны между собой. На валиках установлены диски с прорезами. С одной стороны от диска стоит небольшой источник света (светодиод), а с другой стороны - приемник света (фототранзистор). При вращении дисков луч света, идущий от светодиода к фототранзистору, прерывается, в результате чего на фототранзисторе возникают импульсы (сигналы). Эти сигналы по проводам передаются в компьютер, где и обрабатываются.

Компьютерная мышь продолжает развиваться: появились оптические (не имеющие шарика, соответственно - не загрязняющиеся) и беспроводные мыши (через инфракрасные порты дистанционного управления), водонепроницаемые мыши и многие другие интересные разработки.

Мышь и трекбол до сих пор являются самым распространенными устройствами управления. Трэкбол в основном применяется в портативных компьютерах (ноутбуках), где применение традиционной «мыши» затруднено.

Трэкбол - это как бы перевернутая «мышь», корпус которой вмонтирован в корпус самого компьютера или у которой шарик вынесен наверх, а несколько увеличенный шарик вращается на месте. Трэкбол имеет такие же кнопки, что и «мышь».

В субноутбуках иногда применяют и так называемые тачпэды - своеобразные небольшие чувствительные площадки, по которой следует водить …пальцем. Однако такие устройства требуют определенных навыков.

Графические планшеты

Современный пользователь ПК, как правило, естественно и легко привыкает к самому распространенному из компьютерных манипуляторов - мыши. И все же для выполнения многих операций, в первую очередь связанных с рисованием, естественнее и удобнее использовать инструмент, который в результате многотысячелетней истории развития человечества приобрел форму пера, карандаша, ручки и т.п. Графические планшеты , или дигитайзеры , реализующие идею ручки на базе электронных технологий, пока еще нечасто проникают в пользовательский быт, прежде всего вследствие традиционно более высокой - по сравнению с мышами - цены. Тем не менее на рынке все чаще появляются достаточно недорогие и при этом вполне достойные устройства такого рода.

В целом данное устройство может работать параллельно с «мышью», хотя это не всегда бывает обязательно. Основное его назначение заключается в выделении, раскрашивании, черчении и рисовании от руки. Представляет из себя плоский планшет с чувствительной площадкой (от ее размеров существенно зависит цена, например, 7*10 см стоит около $23) и не менее чувствительное перо, у которого работают оба наконечника, и кроме того имеются несколько кнопок на боковой поверхности.

Технология ввода информации основана на физическом методе электромагнитной передачи и приема.

Непривычным может показаться способность планшета «чувствовать» перо на расстоянии примерно 1…1,5 см, без непосредственного контакта. Это свойство дает определенные преимущества - например, позволяет задействовать функцию левой клавиши мыши простым прикосновением наконечника пера к планшету; при этом нажимать кнопку на пере не требуется. Функции обеих кнопок пера, равно как и его наконечника, можно перепрограммировать. К каждой из кнопок можно «привязать» действие, адекватное одинарному или двойному нажатию кнопок «мыши».

Разрешающая способность выбирается в зависимости от решаемой задачи. Если требуется высокая скорость рисования и не требуется высокое качество линии, то выбирается малое разрешение. Графические файлы при этом занимают малое место на дисковом пространстве. При большом разрешении планшета точность рисования повышается, но падает скорость ввода линий в компьютер, и графические файлы имеют большие размеры.

Самыми дорогими устройствами ручного ввода информации, несомненно, являются графические планшеты, совмещенные с жидкокристаллическими экранами. Они используют активно‑матричный плоский дисплей на пленочных транзисторах и еще более утонченную технологию электромагнитной передачи и приема.

Всё чаще рядом с компьютером оказывается устройство для ввода с листа бумаги документов (текстов, чертежей, рисунков) - сканер. Бывают планшетные, листопротяжные и ручные сканеры. Луч света с огромной скоростью строка за строкой (несколько сот строк) пробегает по листу, светочувствительными датчиками воспринимаются яркость и цветность отраженного цвета и трансформируется в двоичный код.

Планшетные сканеры напоминают копировальный аппарат: копируемое изображение кладется на горизонтально расположенное стекло сканируемым изображением вниз. При сканировании на планшетном сканере лист остается неподвижным, а движется галогенная лампа и считывающая головка. при протяжном сканере - лампа и головка неподвижна, а движется сам лист бумаги. При использовании небольших ручных сканеров от пользователя требуется значительно бóльшая аккуратность, ибо от равномерности движения руки может зависеть качество полученного изображения.

Все вышесказанное относилось к сканерам, работающих на отраженном свете. На этих сканерах можно снимать изображения, нанесенных на твердую поверхность, Но таким способом невозможно сканировать фотопленки. Для этого нужны сканеры, работающие на просвет. Поэтому для сканирования фотопленок используются специальные сканеры, работающие на просвет и имеющие более высокое разрешение и цветность.

Сканеры используются и для бесклавиатурного ввода текста. Всякую информацию сканер воспринимает как графическую. Если это был текст, который в другом случае пришлось бы набирать вновь, то после работы сканера специальная программа распознавания текста , позволяющая выделить в считанном изображении отдельные символы и сопоставить им соответствующие коды символов, преобразовывает его в пригодный для обработки текст.

Иные устройства ввода

К нетрадиционным устройствам ввода раньше можно было отнести такие устройства как джойстик и трэкпойнт (разновидность джойстика, представляющая из себя имеющая возможность наклоняться в разные стороны кнопка между определенными клавишами клавиатуры). Джойстик теперь входит в необходимый игровой набор для компьютера, применяют его и в различных программах‑тренажерах и обучающих симуляторах (наряду с виртуальными шлемами, рулями и т.п.).

Не так давно появились средства речевого ввода , которые позволяют пользователю вместо клавиатуры, мыши и других устройств использовать речевые команды (или проговаривать текст, который должен быть заранее занесен в память компьютера). Возможности таких устройств пока достаточно ограничены, хотя они постоянно совершенствуются (особенно программное обеспечение). Понятно, что для этого необходимо и дополнительное аппаратное обеспечение, среди которых есть такие устройства, как микрофон и цифровые камеры . Зачастую это совмещенные устройства (или с наушниками, или с видеокамерами).

Web-камеры широко используются в Интернет-приложениях, например, при трансляции виртуальных видеоконференций.

Многие специалисты связывают с прогрессом устройств речевого и визуального ввода будущее компьютерной техники, считая такие устройства ведущими элементами ее интеллектуализации.

1. Носитель информации как материальная составляющая документа


Сама информация не выступает достаточным признаком документа. Материальная составляющая - одно из двух необходимых и обязательных слагаемых документа, без которого он существовать не может. Материальная составляющая документа - это его вещественная (физическая) сущность, форма документа, обеспечивающая его способность хранить и передавать информацию в пространстве и времени. Материальную составляющую документа определяет материальный носитель информации - материальные объекты, в которых сведения (данные) находят свое отражение в виде символов, образов, сигналов, технических решений и процессов.

Предназначенность документа для хранения и передачи информации в пространстве и времени обусловливает его специфическую материальную конструкцию, представленную в виде книг, газет, буклетов, микрофиш, фильмов, дисков, дискет и т.п.

Эта специальная конструкция обеспечивает выполнение документами их главной функции, давая возможность быть удобными для перемещения в пространстве, устойчивыми для хранения информации во времени, приспособленными для физиологических возможностей чтения сообщения.

Информация, содержащаяся в документе, обязательно закреплена на каком-то специальном материале (бумага, кино-, видео-, аудио-, фотопленка и т.п.), имеющем определенную форму носителя (лента, лист, карточка, барабан, диск и т.п.). Кроме того, информация всегда фиксируется каким-либо способом записи, предусматривающим наличие средств (краска, тушь, чернила, красители, клей и т.п.) и инструментов (ручка, печатный станок, видеокамера, принтер и т.п.).

Материальная основа документа - совокупность материалов, использованных для записи сообщения (текста, звука, изображения) и составляющих носитель информации. В зависимости от материальной основы документы делятся на две большие группы: естественные и искусственные. Искусственные в свою очередь подразделяются на бумажные документы и документы на небумажной основе - полимерные документы (полимерно-пленочные и полимерно-пластиночные).

Наиболее массовым типом являются носители на бумажной основе. Большинство современных документов, функционирующих в обществе, выполнены на бумажной основе или заменителях бумаги. Их называют бумажными, т.е. имеющими бумажный носитель.

В этих носителях информация отображается в виде символов и образов. Такая информация отнесена к разряду документированной информации и представляет собой различные виды документов.

К бумажным относятся деловые документы, научно-техническая документация, книги, журналы, газеты, рукописи, карты, ноты, изоиздания, перфоленты, перфокарты и др.

Бумага соответствует многим требованиям: относительно проста в изготовлении, доступна, в меру прочна, достаточно долго хранится и позволяет легко фиксировать информацию. Самое ценное качество бумаги - она позволяет тиражировать информацию. Массовое распространение информации с помощью книгопечатания стало возможным лишь в результате промышленного изготовления бумаги.

Появление искусственных носителей на полимерной основе (шеллак, полихромвинил, полупроводник, биомасса) пополнило видовое разнообразие документов, способных нести звуковую речь, музыку, движущееся и объемное изображение. Были созданы грампластинки, магнитные пленки, фото- и кинопленки, магнитные и оптические диски - материальные носители такой информации, которая не может быть зафиксирована на бумаге.

К полимерно-пленочным документам относятся: кинодокументы (кино-, диа-, видеофильм), фотодокументы (диапозитив, микрофильм, микрокарта, микрофиша), фонодокументы (магнитные фонограммы для записи изображения и звука), документы для использования в ЭВМ (перфоленты).

Группу полимерно-пластиночных документов составляют: гибкий магнитный диск, магнитная карта, гибкая и жесткая грампластинка, оптический диск - как жесткий, так и мягкий.

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.

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.

В процессе документирования наблюдалось стремление использовать качественные, стойкие краски, чернила.

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. 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.

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. Материальные носители документированной информации требуют, таким образом, соответствующих условий для их хранения.

Таким образом, под материальной составляющей документа имеют в виду: 1) материальную основу документа; 2) форму носителя информации и 3) способ документирования или записи информации.


2. Форма материального носителя электронной информации


Научно-технический прогресс привел к появлению так называемой электронной документации. Ее специфика заключается в том, что человек не может воспринять электронный документ в том физическом виде, в каком он зафиксирован на носителе.

Кроме того, электронные документы находятся в прямой зависимости от информационных технологий, которые имеют необратимую тенденцию изменяться и устаревать по мере научно-технического прогресса в области техники и программного обеспечения. В этой связи велика опасность утраты доступа к таким документам через определенный промежуток времени.

Несмотря на массовое использование в литературе и практической деятельности термина «электронный документ», его определение еще не устоялось. Вместе с тем, ряд авторов считают, что электронный документ - это «документ, носителем которого является электронная среда - магнитный диск, магнитная лента, компакт-диск и т.д.»

В понятии электронного документа можно выделить три известные составляющие: зафиксированная информация, носитель, идентификационные реквизиты, что не выходит за рамки существующего определения документа.

К сожалению, в отличие от информации, зафиксированной на бумажном носителе, информация на машиночитаемом носителе может быть легко изменена без желания ее автора в результате несанкционированного доступа к ней постороннего лица, причем без всяких следов такого вмешательства.

Возникла проблема установления доказательственной силы машиночитаемого документа.

Классическая правовая трактовка термина документ (от лат. documentum - доказательство) связана с письменной формой хранения информации. Действительно, в традиционных бумажных документах реквизиты и содержание документа неразрывно связаны с материальным носителем документа.

В электронных же документах каждая из этих составляющих относительно самостоятельна, что обусловлено особенностями их изготовления, обработки, хранения и передачи. Эта особенность во многом определяет специфику правового статуса электронных документов.

В качестве юридических признаков документа на машинном носителе выступают:

·машинный носитель информации;

·компьютерная информация;

·реквизиты, позволяющие идентифицировать форму и содержание компьютерной информации.

Для категории электронного документа особое значение имеет четкое законодательное урегулирование его реквизитов, т. к. именно они придают информации на материальном носителе статус документа.

Технология изготовления, хранения и передачи электронных документов коренным образом отличается от письменных документов и уже в силу этого реквизиты, успешно выполняющие свои функции в традиционных документах (подпись руководителя, печать, банковские реквизиты сторон, фирменные бланки и пр.), далеко не всегда приемлемы для них. В отношении электронных документов только электронная цифровая подпись в полной мере может выполнять функции реквизита.

Распространение документированной информации, снабженной электронной цифровой подписью, в системах связи и телекоммуникации аналогично распространению оригинала документов на бумажном носителе традиционными способами.

Распространение же документированной информации на машиночитаемом носителе без электронной цифровой подписи или других аналогичных средств идентификации подобно передаче или устной информации, идентичность которой гипотетическому оригиналу может быть подтверждена показаниями свидетелей, или копии документа, по отношению к которой требуется возможными способами доказать соответствие ее оригиналу.

Таким образом, для управленческого документа существенным является носитель информации. Носители документной информации изменяются в ходе технического прогресса. С развитием новых информационных технологий появляются так называемые электронные документы, носители информации которых принципиально отличаются от «бумажных».

Перевод информации на машиночитаемые носители вместо бумажных потребовал введения новых механизмов обеспечения «юридической силы» или «доказательственной силы» документа на таком носителе, например, электронной цифровой подписи.


. Классификация документов на современных материальных носителях


Информатизация общества, бурное развитие микрографии, компьютерной техники и проникновение ее во все сферы человеческой деятельности определили появление документов на небумажных носителях информации.

Эти документы в отличие от традиционных, т.е. бумажных, как правило, требуют для воспроизведения информации использования технических средств. К этой группе принадлежат документы в виде фильмов, микрофиш, звуковых магнитных записей, а также в виде дискретных носителей для компьютерного чтения (дисков, дискет) и т.п.

Носители информации на перфолентах, перфокартах, магнитных и оптических носителях, а также прочие документы, предназначенные для перевода на другую языковую систему, принято относить к группе матричных документов. Документы на эти носителях информации, как правило, не поддаются непосредственному восприятию, считыванию.

Информация хранится на машинных носителях, а часть документов создается и используется непосредственно в машиночитаемой форме.

По предназначенности для восприятия рассматриваемые документы относятся к машиночитаемым. Это документы, предназначенные для автоматического воспроизведения находящейся в них информации. Содержание таких документов полностью или частично выражено знаками (перфорация, матричная магнитная запись, матричное расположение знаков, цифр и т.п.), приспособленными для автоматического считывания. Информация записывается на перфорационных картах или лентах, магнитных лентах, картах, дискетах, специальных бланках и подобных носителях.

Документы на современных носителях информации относятся к классу технически-кодированных, содержащих запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуковоспроизводящей, проекционной аппаратуры или компьютера.

Из всего массива существующих документов рассматриваемая группа выделяется по способу записи и считывания информации. В соответствии с этим признаком документы на новейших носителях информации делят на:

·документы на перфорированных носителях информации (перфорированные документы), в состав которых входят перфокарты, перфоленты, апертурные карты;

·документы на магнитных носителях информации (магнитные документы), в состав которых входят магнитные ленты, магнитные карты, магнитные диски гибкие (дискеты) и жесткие, а также видеодиски;

·документы на оптических носителях информации (оптические документы), группу которых составляют микрографические документы (микрофильмы, микродиски, микрокарты) и оптические диски;

·документы на голографических носителях информации (голографические документы). К ним относят голограммы.

По характеру связи документов с технологическими процессами в автоматизированных системах различают:

·машинно-ориентированный документ, предназначенный для записи и считывания части содержащейся в нем информации средствами вычислительной техники (заполненные специальные формы бланков, анкет и т.п.);

·машиночитаемый документ, пригодный для автоматического считывания содержащейся в нем информации с помощью сканера (текстовые, графические и другие виды записи, почтовый индекс);

·документ на машиночитаемом носителе, созданный средствами вычислительной техники, записанный на машиночитаемый носитель: магнитную ленту (МЛ), магнитный диск (МД), дискету, оптический диск и т.п. - и оформленный в установленном порядке;

·документ-машинограмма (распечатка), созданный на бумажном носителе с помощью средств вычислительной техники и оформленный в установленном порядке;

·документ на экране дисплея, созданный средствами вычислительной техники, отраженный на экране дисплея (монитора) и оформленный в установленном порядке;

электронный документ, содержащий совокупность информации в памяти вычислительной машины, предназначенный для восприятия человеком с помощью соответствующих программных и аппаратных.


. Характеристика материальных носителей информации и их развитие


Появление письменности стимулировало поиски и изобретение специальных материалов для письма. однако на первых порах человек использовал для этой цели наиболее доступные материалы, которые можно было без особых усилий найти в окружающей среде: пальмовые листья, раковины, древесную кору, черепаховые щитки, кости, камень, бамбук и т.д. к примеру, философские наставления Конфуция (середина 1 тыс. до н.э.) первоначально были записаны на бамбуковых дощечках. в Древней Греции и Риме, наряду с деревянными дощечками, покрытыми слоем воска, использовались также металлические (бронзовые либо свинцовые) таблицы, в Индии - медные пластины, а Древнем Китае - бронзовые вазы, шелк.

На территории Древней Руси писали на коре березы - бересте. К настоящему времени найдено свыше I тыс. берестяных грамот того времени, древнейшая из которых относится к первой половине XI века. археологи обнаружили даже миниатюрную берестяную книжечку из двенадцати страниц, в которой двойные листы сшиты по сгибу. Подготовка бересты к процессу записи была несложной. Предварительно ее кипятили, затем соскабливали внутренний слой коры и обрезали по краям. в результате получался материал основы документа в виде ленты или прямоугольника. Грамоты сворачивались в свиток. При этом текст оказывался с наружной стороны.

На бересте писали не только в Древней Руси, но и в Центральной и Северной Европе. Обнаружены берестяные грамоты на латыни. Известен случай, когда в 1594 г. 30 пудов бересты для письма было даже продано нашей страной в Персию.

Основным материалом для письма у народов Передней Азии первоначально являлась глина, из которой изготавливались слегка выпуклые плитки. После нанесения нужной информации (в виде клинообразных знаков) сырые глиняные плитки высушивались или обжигались, а затем помещались в специальные деревянные или глиняные ящики либо в своеобразные глиняные конверты.

Использование природных материалов для целей письма имело место и в более поздние времена. Например, в отдаленных уголках России даже в 18 веке иногда писали на бересте.

Исторически первым материалом, который специально изготовлялся для письма, был папирус. Его изобретение примерно в середине третьего тысячелетия до н.э. стало одним из важнейших достижений египетской культуры. Главными преимуществами папируса были компактность и легкость. Папирус производился из рыхлой сердцевины стеблей нильского тростника в виде тонких желтоватых листов, которые затем склеивали в полосы длиной в среднем до 10 м (их размеры достигали 40 и более м) и шириной до 30 см. Из-за большой ломкости запись на папирусе велась с одной стороны, и хранили ее в виде свитка.

Папирус использовался не только в Древнем Египте, но и в других странах Средиземноморья, причем в Западной Европе - вплоть до 20 века.

Другим материальным носителем растительного происхождения, была тапа. По преимуществу тапа использовалась в экваториальной зоне (в Центральной Америке, на Гавайских островах). Она изготавливалась из лыка, луба, в частности, бумажного шелковичного дерева. Лыко промывалось, очищалось от неровностей, а затем отбивалось молотком, разглаживалось и просушивалось. Самым известным материалом животного происхождения, специально изготавливавшемся для целей письма и получившим широкое распространение в эпоху древности и средневековья, был пергамент. В отличие от папируса, производившего только в Египте, пергамент можно было получить в любой стране, так как изготавливался он из шкур животных путем очистки, промывки, просушки, растяжки с последующей обработкой мелом и пемзой. В нашей стране пергамент тали изготовлять только в 15 веке, а до этого его привозили из-за границы.

на пергаменте можно было писать с обеих сторон. Он был гораздо прочнее и долговечнее папируса. Однако пергамент являлся весьма дорогим материалом. Этот существенный недостаток пергамента удалось преодолеть лишь в результате появления бумаги.

Бумага (от итал. «» - хлопок) была изобретена в Китае во 2 веке до н.э. В 105 г. китаец Цай Лунь усовершенствовал процесс ее изготовления, предложив использовать в качестве сырья молодые побеги бамбука, кору тутовых деревьев, ивы, а также пеньку и тряпье.

Лишь в начале 7 века секрет изготовления бумаги стал известен в Корее и Японии, затем и в других странах Востока, а в XII веке - и в Европе.

На Руси использование этого материала для письма началось в XIV веке. Первоначально бумага была привозной, однако в период правление Ивана IV в России была построена первая «бумажная мельница» около Москвы, которая просуществовала малое количество времени. Но уже в XVII столетии в стране работало 5 бумагоделательных предприятий, а в XVIII веке - 52.

До середины XIX века практически вся европейская, в том числе и российская, бумага изготавливалась из льняного тряпья. Его промывали, проваривали с содой, едким натром или известью, сильно разбавляли водой и размалывали на особых мельницах. Затем жидкую массу черпали специальной прямоугольной формой с прикрепленной к ней сеткой из проволоки. После стекания воды на металлическом сите оставался тонкий слой бумажной массы. Полученные таким образом влажные бумажные листы укладывали между отрезами грубого сукна или войлока, с помощью пресса отжимали воду и просушивали.

Металлические нити сетки оставляли на бумаге, изготовленной ручным способом, следы, видимые на просвет, поскольку бумажная масса в местах ее соприкосновения с проволокой была менее плотной. Эти следы получили название филиграней или водяного знака.

К настоящему времени известно около 175 тыс. филиграней, сделанных в разное время на бумажных мельницах и мануфактурах. Водяные знаки являлись торговой маркой, а также одним из средств защиты от подделки документов.

Между тем бумажное производство совершенствовалось и постепенно механизировалась. В 1670 г. в Голландии был изобретен ролл - механизм для измельчения волокон. Французский химик Клод Луи Бертолле в 1789 г. предложил способ отбеливания тряпья хлором, способствующий улучшению качества бумаги. А в 1798 г. француз Н.Л. Роббер получил патент на изобретение бумагоделательной машины. В России первая такая машина была установлена в 1818 г. на Петергофской бумажной фабрике. В настоящее время принцип работы бумагоделательных машин остается тем же, что и сотни лет тому назад. Однако современные машины обладают гораздо большей производительностью.

Важнейшим шагом в развитии бумагоделательного производства стало изготовление бумаги из древесины начиная с 1845 г. Это открытие связано с именем саксонского ткача Ф. Келлера. Древесное сырье становится основным в бумажной промышленности.

В 20 веке продолжалось совершенствование бумажного носителя информации. С 1950-х гг. в производстве бумаги стали применяться полимерные пленки и синтетические волокна, в результате чего появилась принципиально новая, синтетическая бумага - бумага - пластикат. Она отличается повышенной механической прочностью, стойкостью к химическим воздействиям, термостойкостью, долговечностью, высокой эластичностью и некоторыми другими ценными качествами.

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.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом.

Впервые оптический диск был разработан и продемонстрирован в 1979 г. фирмой Philips. Первая оптическая запись звуковых программ для бытовых целей осуществлена в 1982 г. фирмой Sony в лазерных проигрывателях на компакт - дисках, которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disk).

В середине 1980-х гг. были созданы компакт - диски с постоянной памятью - CD - ROM (Compact Disk - Read Only Memory). C 1995 г. стали использоваться перезаписываемые оптические компакт - диски: CD - R (CD Recordable) и CD - E (CD Erasable).

Оптический документ аккумулирует в себе преимущества различных способов записи информации и материалов носителя. Важным достоинством данного носителя информации является, во-первых, его универсальность, т.е. возможность записи и хранения в единой цифровой форме информации любого вида - звуковой, текстовой, графической, видео. Во-вторых, оптический документ дает возможность организации и хранения информации в виде баз данных на едином оптическом носителе. В-третьих, этот документ обеспечивает возможность создания интегрированных информационных сетей, обеспечивающих доступ к таким базам данных.

Оптический документ - это интегральный вид документа, способный вобрать в себя достоинства и возможности книги, видеофильмов, аудиозаписи одновременно. Он необходим для длительного хранения больших массивов информации.

Самым перспективным видом оптического документа, выделяемым по форме носителя и особенностям пользования, является оптический диск - материальный носитель, на котором информация записывается и считывается с помощью сфокусированного лазерного луча.

Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытым тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака, на котором обычно печатается этикетка.

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

1.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.

2.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.

.Цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием, так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

Таким образом, внедрение оптической технологии в документно-информационную сферу может рассматриваться как начало новой эры в распространении, хранении, использовании документированной информации.

Классификация материальных носителей магнитной записи:

·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).

Самым первым носителем магнитной записи, на котором фиксировалась информация 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. 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. Стальной магнитный диск, первый патент на который был выдан еще в 1906 г., не получил тогда применения.

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 материала - полиэтилентерефталата (лавсна). 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. На подложку рабочий слой наносится путем вакуумного напыления или электролитического осаждении в виде магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок.

Кроме гибкой основы 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.

В 1963 г. фирмой Philips была разработана 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 специальном компакт-кассете и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке. Запись на компакт-кассетах составляет обычно 60, 90 и 120 минут.

В конце 1970-х гг. появились микрокассеты размером 50*33*8 мм, т.е. величиной в спичечную коробку, для портативных диктофонов и телефонов с автоответчиками, а в середине 190-х гг. - пикокассеты - втрое меньше микрокассет.

С 1952 г. магнитная лента стала использоваться для хранения информации в электронно-вычислительных машинах. Преимуществом магнитной ленты является возможность осуществлять запись плотностью за счет того, что общая площадь поверхности магнитного слоя у ленты значительно выше, чем у остальных типов носителей, и ограничена только длинной ленты. Накопители на кассетной магнитной ленте - картриджи могут достигать емкости до 40 Гбайт.

В электронно-вычислительных машинах на первых порах использовались также магнитные барабаны.

С начала 1960-х гг. широкое применение, прежде всего в запоминающих устройствах ЭВМ, получили магнитные диски, в настоящее время они наиболее используемые в работе с документированной информацией.

Магнитный диск - носитель информации в виде диска с ферримагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жесткие и гибкие (дискеты).

Жесткий магнитный диск (винчестер) - это круглая плоская пластинка, изготовленная из твердого материала (металла), покрытого ферримагнитным слоем. Он предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики емкости, надежности и скорости доступа к информации. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристики диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз данных, организации многозадачного режима работы, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти.

Гибкий диск (флоппи-диск) или дискета - это диск, изготовленный из пластика, покрытого ферримагнитным слоем. Гибкий магнитный диск широко используется в персональных компьютерах и является сменным носителем документированной информации. Он хранится вне компьютера и устанавливается в накопитель по мере необходимости.

В настоящее время чаще всего используются дискеты емкостью 1,44 Мбайт. Они позволяют переносить документ и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно в компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жестких дисках.

Широкое применение, прежде всего в банковских системах, нашли так называемые пластиковые карты, представляющие собой устройства для магнитного способа хранения информации и управления данными.

Пластиковая карта представляет собой документ, выполненный на основе металла, бумаги или пластика стандартной прямоугольной формы, хотя бы один из реквизитов которого находится в форме, доступной восприятию средствами электронно-вычислительной техники и электросвязи. Пластиковые карты 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.

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.

На перфорированном документе информация записана путем перфорирования (пробивки) отверстий (перфораций) или вырезки соответствующих участков материального носителя.

В зависимости от назначения документы на перфоносителях подразделяют на три типа:

1.для управления автоматическими устройствами при выполнении различных операций в процессе изготовления и контроля спроектированных изделий;

2.для управления, обработки, преобразования информации при проектировании изделий на ЭВМ;

.для использования в процессе обработки и преобразования.

Запись информации на перфорированных документах может быть выполнена на непрерывной ленте или на карточках, представляющих собой как бы отрезки такой ленты, или на плоскости, на которой запись информации производится способом перфорирования. Поэтому по материальной конструкции носителя перфорированные документы делят на карточные (перфокарты, апертурные карты) и ленточные (перфоленты).

Перфокарты и перфоленты можно сгруппировать в виды по следующим признакам:

·каналу восприятия - перфокарты и перфоленты относятся к визуальным документам;

·материальной основе - искусственные, бумажные, реже пластмассовые (перфокарты) и целлулоидные или лавсановые (перфоленты);

·предназначенности для восприятия различают машиночитаемые (перфокарты машинной сортировки) и человекочитаемые (перфокарты ручной сортировки);

·расположению матрицы различают перфокарты с краевой и внутренней перфорацией;

·способу кодирования - вырезные с перфорацией, вырезаемой в процессе кодирования, и пробивные с перфорацией, получаемой при кодировании;

·способу обработки - перфокарты ручной и машинной сортировки;

по целевому назначению перфорированные документы могут быть разделены на учетные, справочные, библиографические, информационные, диагностические, учебные.

Перфорационная карта, перфокарта - это перфорированный носитель информации в виде прямоугольной карточки из тонкого картона, плотной бумаги или пластмассы, предназначенной для записи информации путем пробивки отверстий (перфораций) или вырезки ее соответствующих участков.

Перфокарты применяются, в основном, для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплексах. Существует большое число видов перфокарт, различающихся формой, размерами, объемом хранимой информации, формой и расположением отверстий.

Перфорационная лента, перфолента - носитель информации в виде ленты (бумажной, целлулоидной или лавсановой), на которую данные наносятся определенной последовательностью кодовых комбинаций отверстий. Каждая кодовая комбинация кодирует один знак и размещается на ленте перпендикулярно направлению ее движения.

Перфоленту можно использовать:

·при передаче или приеме телеграфных депеш;

·при работе на вычислительных машинах и другой организующей технике (пишущей, суммирующей, бухгалтерской, и т.д.), на специальных дешифраторах или в выходном устройстве ЭВМ;

·как запись информации научного и технического характера и т.д. на различных машинах и приспособлениях.

В XIX веке, в связи с изобретением технотронных способов и средств документирования, широкое распространение получили многие принципиально новые носители информации. Исторически первыми из них были фотографические носители, появившиеся в первой половине XIX века. Фотоматериалы представляют собой гибкие пленки, пластинки, бумаги, ткани. По существу это - сложные полимерные системы, состоящие, как правило, из следующих слоев: подложка (основа) толщиной около 0,06 мм (в случае, если используется полиэтилентерефталат), на которую наносится подслой (толщиной примерно 1 мкм), а также светочувствительный эмульсионный слой - желатина с равномерно распределенными в ней микрокристаллами галогенида серебра (на цветных фотопленках до 0,05 мм, на фотобумагах - до 0,012 мм) и противоореольный слой.

Цветные фотографические носители имеют более сложное строение, поскольку содержат также сине-, желто-, зелено-, красночувствительные слои. Впервые трехслойные цветные фотоматериалы были разработаны и выпущены в 1935 г. американской фирмой «Истмен Кодак». В дальнейшем совершенствование многослойных цветных материалов продолжалось. Важное значение имели разработки 1950-х гг., явившиеся одним из качественных скачков в истории фотографии, предопределив быстрое развитие и широкое распространение цветной фотографии.

В последние годы появились новые научные идеи, создающие основу для значительного роста светочувствительности материалов и доведения ее до светочувствительности человеческого глаза.

Помимо светочувствительности, важнейшими характеристиками фотографических материалов, в частности фотопленок, являются также зернистость, контрастность, цветочувствительность.

До недавних пор в научных и репродуктивных целях использовались также фотопластинки, где рабочий слой наносился на прозрачную стеклянную основу, которая не деформируется при химико-фотографической обработке и обеспечивает точную передачу изображения в позитиве.

Кинопленка является фотографическим материалом на гибкой прозрачной подложке, имеющей с одной или обоих краев 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 ученым Вебером была изготовлена пленка с негорючей основой из триацетата целлюлозы, получившая широкое распространение, в том числе в отечественной киноиндустрии. Впоследствии подложка стала изготовляться из полиэтилентерефлата и других эластичных полимерных материалов. В нашей стране первые образцы кинопленки были изготовлены в 1919 г., а с 1930 г. началось ее промышленное производство.

По сравнении. с фотопленкой кинопленка обычно состоит из большого количества слоев. На подложку наносится подслой, который служит для закрепления светочувствительного слоя (или нескольких слоев) на основе. Кроме того, кинопленка обычно имеет противоореольный, противоскручивающий, а также защитный слой.

Кинопленки бывают черно-белые и цветные. Цветные кинопленки также представляют собой многокомпонентные полимерные системы.

Кинопленки делятся 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).

Черно-белая фотографическая пленка шириной 16 и 35 мм выступает в качестве наиболее распространенного носителя для изготовления микрофильмов. Микрофильм представляет собой микроформу на рулонной светочувствительной пленке с последовательным расположением кадров в один или два ряда. Основными типами микрофильмов являются микрофильмы рулонные и в отрезке. Микрофильмы в отрезке - это часть рулонной пленки длинной не менее 230 мм, на которой размещается до нескольких десятков кадров.

К числу документов на микроформах относятся также микрокарты, микрофиши и ультрамикрофиши, являющиеся фактически плоскими форматными микрофильмами:

·микрокарта - документ в виде микроформы на непрозрачном форматном материале, полученный копированием на фотобумагу или микроофсетной печатью;

·микрофиша - лист прозрачной фотопленки формата 105*148 мм с последовательным расположением кадров в несколько рядов;

·ультрамикрофиша - микрофиша, содержащая копии изображений предметов с уменьшением более чем в 90 раз. К примеру, емкость ультрамикрофиши размером 75*125 мм составляет 936 страниц книжного формата.

Несмотря на широкое распространение в последние десятилетия цифрового фото- и видеодокументирования, традиционные фотографические носители продолжают сохранять свою нишу на отечественном и зарубежном рынке материальных носителей информации, обеспечивая высокое качество при сравнительно низкой цене.

В массиве документов особое место занимают носители информации, содержащие одно или несколько микроизображений, получившие общее название микрографических документов или микроформ.

Микрографический документ выполняется на микроносителе микрокопии или оригинала документа. Этот класс документов составляют микрофильмы микрофиши и микрокарты.

Микрографические документы или микроформы производятся в компактной форме на фото -, кино -, магнитоленте или оптическом диске. Их отличительными особенностями являются малые физические размеры и вес, значительная информационная емкость, компактность хранения информации, необходимость специальной аппаратуры для ее считывания. Прогнозируемый срок службы микроформ - 500 и более лет.

Микрофильм - уменьшенная копия документа, полученная фотографическим способом. Он содержит одно или несколько текстовых и графических микроизображений, объединённых общностью содержания.

Микрофиша - плоская микроформа с расположением микроизображений в форме сетки. Микрофиша представляет собой отрезок фото -, диазо- или везикулярной плёнки стандартного формата, на которой в заданной последовательности располагается микроизображение. Читать микрофишу можно на читальном аппарате при помощи диапроектора.

Микрокарта - носитель информации на фотопленке, вставляемый в апертурную или кляссерную карту. Это документ изготовленный на непрозрачной основе (на отрезке фотографической или обычной бумаги, а также на металлической основе). Читают микрокарту на читальных аппаратах при помощи эпипроектора (т.е. в отраженном свете). В микрокарте можно использовать и лицевую, и оборотную стороны, разместив на одной стороне поисковый образ документа, библиографическое описание, аннотацию или реферат документа, а на другой - микроизображение всего документа.

Один из самых современных и перспективных носителей информации - твердотельная флэш-память, представляющая собой микросхему на кремниевом кристалле. Это особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Название связано с огромной скоростью стирания микросхемы флэш-памяти.

Для хранения информации флэш-носители не требуют дополнительной энергии, которая необходима только для записи. Причем по сравнению с жесткими дисками и носителями CD - ROM для записи информации на флэш-носителях требуется в десятки раз меньше энергии, поскольку не нужно приводить в действие механические устройства, как раз и потребляющие большую часть энергии. Сохранение электрического заряда в ячейках флэш-памяти при отсутствии электрического питания обеспечивается с помощью так называемого плавающего затвора транзистора.

Носители на базе флэш-памяти могут хранит записанную информацию очень длительное время (от 20 до100 лет). Будучи упакованы в прочный жесткий пластиковый корпус, микросхемы флэш-памяти способны выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков). Надежность такого рода носителей обусловлена и тем, что они не содержат механически движущихся частей. В отличие от магнитных, оптических и магнитооптических носителей, здесь не требуется применение дисководов с использованием сложной прецизионной механики. Их отличает также бесшумная работа.

Кроме того, эти носители очень компактны. Уже первые карты CompactFlash (CF) имели размеры 43*36*3,3 мм. А вскоре появились один из самых маленьких устройств хранения информации - MultiMediaCard величиной всего лишь с почтовую марку и весом менее двух граммов.

Информацию на флэш-носителях можно изменять, т.е. перезаписывать. Помимо носителей с единственным циклом записи, существует флэш-память с количеством допустимых циклов записи / стирания до 10000, а также от 10000 до 1000000 циклов. Все эти типы принципиально не отличаются друг о друга. Отличия имеются лишь в архитектуре.

Несмотря на миниатюрные размеры, флэш-карты обладают большой емкостью памяти, составляющей многие сотни Мбайт. Они универсальны по своему применению, позволяя записывать и хранить любую цифровую информацию, в том числе музыкальную, видео- и фотографическую.

Флэш-память исторически происходит от полупроводникового ROM (Read Only Memory) (или ПЗУ - постоянно запоминающее устройство). Технология флэш-памяти появилась около 20 лет назад, а промышленное производство началось с середины 1990-х гг. В 1997 г. флэш-карты впервые стали применяться в цифровых фотокамерах. Практически сразу же они вошли в разряд основных носителей информации, широкоиспользуемых в самых разных цифровых мультимидийных устройствах - в портативных компьютерах, в принтерах, цифровых диктофонах, сотовых телефонах, электронных часах, записных книжках, телевизорах, кондиционерах, микроволновых печах, стиральных машинах, МР3 - плеерах, игровых приставках, в цифровых фото- и видеокамерах и т.д.

Флэш-карты являются одним из наиболее перспективных видов материальных носителей информации. Уже разработаны карты нового поколения - Secure Digital, обладающие криптографическими возможностями защиты информации и высокопрочным корпусом, существенно снижающим риск повреждения носителя статическим электричеством.

Выпущены кары емкостью 4 Гбайт. На них можно поместить около 4000 снимков высокого разрешения, или 1000 песен в формате МР3, или же полный DVD - фильм. Тем временем уже разработана флэш-карта емкостью 8 Гбайт.

Налажено производство так называемых неподвижных флэш-дисков (в действительности они имеют отличающуюся от диска форму) емкостью в сотни Мбайт, тоже представляющих собой мобильные устройства для хранения и транспортировки информации. К примеру, флэш-диск Canyon Flash Drive имеет размеры 63*15*8,1 мм, а вес всего лишь 8г. Эти носители легко подключаются к компьютеру.

Таким образом, совершенствование технологии флэш-памяти идет в направлении увеличения емкости, надежности, компактности, многофункциональности носителей, а также снижения их стоимости.

Объемное изображение информации в настоящее время записывается на голографических носителях. Для голографической съемки используются специальные пластинки или пленки. Они позволяют уплотнить информацию на материальном носителе. Так, на одной голограмме размером 101*126 мм можно разместить более тысячи микроголограмм диаметром всего лишь 102 мм, что соответствует нескольким тысячам страниц текста.

Качество голографического изображения зависит от разрешающей способности фотографического материала и определяется числом интерференционных линий, фиксируемых на 1 мм. Дело в том, что длина световой волны очень мала, следовательно, расстояние между интерференционными максимумами тоже невелико и достигает всего лишь 1 мкм. Отсюда, чем больше число интерференционных линий, тем выше качество изображения. Поэтому для фиксации информации в голографии используются мелкозернистые фотоэмульсии, обладающие высоким разрешением (1000 линий на 1 мм и более).

В настоящее время ведутся поиски беззернистых фотоматериалов, способных записывать непрерывное распределение яркости интерференционной картины, в отличие от дискретного, которое дат зернистые фотографические эмульсии, представляющие собой взвесь светочувствительных зерен.


. Влияние типа носителя информации на долговечность, стоимость и емкость документа


Передача информации во времени и пространстве непосредственно связана с характеристиками ее материального носителя. 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 долговечных материалах, как камень, металл.

В процессе фиксирования информации наблюдалось стремление использовать качественные краски, стойкие чернила. Во многом благодаря этому до нас дошли многие важные текстовые исторические памятники. И, наоборот, использование недолговечных материальных носителей привели к безвозвратной утрате большинства документов далекого прошлого.

Однако, решая проблему долговечности, практически сразу же появилась проблема, заключавшаяся в том, что долговечные носители информации были, как правило, более дорогостоящими. Поэтому постоянно приходилось искать оптимальное соотношение между долговечностью материального носителя информации и его стоимостью. Эта проблема до сих пор остается весьма важной и актуальной.

Наиболее распространенный в настоящее время материальный носитель информации - бумага. Она обладает относительной дешевизной, доступностью. Однако в то же время бумага является очень недолговечным материалом, который может подвергаться различным воздействиям.

До середины 19 века бумага изготавливалась из тряпичного сырья, содержала длинноволокнистый материал с большим содержанием чистой клетчатки, обеспечивавшей ей высокую механическую прочность и долговечность. В середине 19 столетия, по мнению специалистов, наступил первый кризисный период в истории бумажного документа. Он был связан с переходом к изготовлению бумаги из древесины, с применением химических процессов обработки волокна, с использованием синтетических красителей, с широким распространением машинописи и средств копирования.

В результате долговечность бумажного документа сократилась с тысяч до двухсот - трехсот лет. Особенно недолговечны документы, изготовленные на бумаге низких по качеству видов и сортов.

Таким образом, обнаружилась определенная закономерность: усовершенствование технологии бумажного производства сопровождается снижением долговечности выпускаемых видов бумаги. Между прочим, ни один вид бумаги не смог превзойти долговечность папируса. Возраст папирусных свитков, хранящихся в настоящее время в библиотеках, музеях ряда стран, составляет несколько тысячелетий.

В конце 20 века с развитием компьютерных технологий и использованием принтеров для вывода информации на бумажный носитель вновь возникла проблема долговечности бумажных документов. Она обусловлена такими факторами как химическая стабильность краски, водостойкость, стойкость к физико-механическим воздействиям, вызывающим стирание, осыпание и другие дефекты.

Следования показали, что для длительного хранения наиболее пригодны документы, создаваемые с помощью матричных принтеров. Достаточно водостойкими и светостойкими являются распечатки лазерных принтеров, а также ксерокопированных аппаратов. Они аналогичны черной машинописи, которая являлась довольно надежным средством текстонанесения. Струйная принтерная печать, особенно цветная, дает водорасворимые и выцветающие тексты.

Не только принтерные струйные тексты являются недостаточно стойкими к воздействиям внешней среды. То же самое можно сказать и о многих современных рукописных текстах, которые лучше растворимы в воде и менее светостойки, чем традиционные.

В СССР даже была 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 гг. были разработаны и стали выпускаться специальные долговечные бумаги для делопроизводства. Однако в дальнейшем эта программа не получила своего развития.

Проблема долговечности и экономической эффективности материальных носителей информации особенно остро встала с появлением технотронных (аудиовизуальных и машиночитаемых) документов, также подверженных старению и требующих особых условий хранения. Причем 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. У цветных фотоматериалов происходит выцветание, проявляющееся в виде искажения цветов и снижения их насыщенности.

Уже с момента изготовления кино- и фотопленки начинается процесс их старения. Вместе с тем пленочный носитель является сравнительно долговечным материалом.

Срок службы граммофонных пластинок определяется их механическим износом, зависит от интенсивности использования, условий хранения.

Для магнитных носителей характерна высокая чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям. Они также подвержены физическому старению, изнашиванию поверхности с нанесенным магнитным рабочим слоем. Ферромагнитный слой лент подвержен коррозии. Магнитная лента со временем растягивается, в результате чего искажается записанная на ней информация. Это связано с физическим износом ленты в результате ее соприкосновения с магнитной головкой в процессе считывания информации. Постепенно снижается намагниченность ленты, что приводит к сбоям. В результате гарантированный срок хранения информации на магнитной ленте составляет всего лишь 30 - 40 лет. То же самое происходит и с дискетами. Более долговечными являются жесткие диски, ресурс которых составляет примерно 28 лет. Однако накопители на жестких дисках представляют собой электромеханические устройства, а значит, чаще подвержены поломкам.

Наиболее надежными и долговечными на сегодняшний день являются оптические носители информации - СД-РОМ, СД-Р, ДВД. Срок их службы определяется не механическим износом, как у магнитных носителей, а химико-физической стабильностью среды, в которой они находятся. В отличие от магнитных дисков, оптические диски полностью независимы от внешних магнитных полей. Вместе с тем они также нуждаются в оптимальном режиме хранения. Оптическим дискам противопоказаны механические повреждения. Любая деформация делает невозможным считывание информации. При оптимальных условиях хранения продолжительность жизни компакт-дисков может составить 100 лет.

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 для воспроизведения ранее записанной информации.

Внедрение в повседневность электронного документирования привело к тому, что техническое старение дополнилось так называемым логическим старением, которое связано с содержанием информации, программным обеспечением и стандартами сохранности информации.

Техническое и логическое старение приводит к тому, что значительная масса информации на электронных носителях безвозвратно утрачивается.

В настоящее время продолжается поиск информационно емких и одновременно достаточно стабильных и экономических носителей. На одной из научных конференций, состоявшейся 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.

Активно ведутся работы по созданию компактных носителей информации с использованием нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по такой технологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

Стремительное развитие новейших информационных технологий приводит, таким образом, к созданию все новых, более информационно емких, надежных и доступных по цене носителей информации.


Заключение


Цель курсового исследования достигнута путём реализации поставленных задач.

В результате проведённого исследования по теме «Современные материальные носители документированной документации» можно сделать ряд выводов:

Глобальная информатизация общества, широкое распространение новых информационных и коммуникационных технологий, постепенное внедрение рыночных механизмов и современного менеджмента привели к усилению роли информации в социально-экономических процессах и осознанию ее как важнейшего стратегического ресурса.

Согласно российскому законодательству, в информационные ресурсы включаются документированная информация и информационные технологии, т.е. предмет и средства информационной деятельности.

Документирование информации - обязательное условие для ее включения в информационные ресурсы - осуществляется в порядке, устанавливаемом органами государственной власти, ответственными за организацию делопроизводства, стандартизацию документов и их массивов, безопасность Российской Федерации.

При помощи документирования информация приобретает необходимые свойства и в виде документов выполняет свою основную роль в процессах управления, передавая управленческие воздействия от объекта субъекту управления и сигнализируя об обратной реакции.

В результате документирования информация закрепляется (фиксируется) на носителе, приобретает юридическую силу, возможность идентификации, доказательства ее подлинности. Таким образом, основной формой организации информации в управлении является документ.

Существует три основных сущностных подхода к формулированию понятия документа: как материального объекта; как носителя информации; как документированной информации. В течение, длительного времени главенство в термине принадлежало носителю.

Современное понимание документа выводит на передний план информационную составляющую документа и ее правовое обеспечение, позволяющее осуществить идентификацию документа в процессе его функционирования. Включение в понимание документа правовой составляющей позволяет реализовать концепцию управления документацией на всех стадиях ее жизненного цикла.

Для управленческого документа существенным является носитель информации. Носители документной информации изменяются в ходе технического прогресса. С развитием новых информационных технологий появляются так называемые электронные документы, носители информации которых принципиально отличаются от «бумажных».

Человек способен воспринимать электронный документ только с помощью специальных технологических процедур и программных средств. Электронные документы имеют физическую и логическую структуру, не совпадающую с прежними представлениями о документе как жесткой, неизменяемой конструкции информации и ее носителя.

Под материальной составляющей документа имеют в виду:

·материальную основу документа;

·форму носителя информации;

·способ документирования или записи информации.

Носители информации самым тесным образом связаны не только со способами и средствами документирования, но и с развитием технической мысли. Отсюда - непрерывная эволюция типов и видов материальных носителей.

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя.

Список источников

информация носитель материальный электронный

1.Бардаев Э.А. Документоведение: учебник для студентов высших учебных заведений / Э.А. Бардаев, В.Д. Кравченко. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 304 с.

2.Ларьков, Н.С. Документоведение: учебное пособие / Н.С. Ларьков. - М.: АСТ: Восток - Запад, 2006. - 427 с.

3.Стенюков М.В. Документоведение и делопроизводство (конспект лекций). - М.: А - Приор, 2007. - 176 с. «Перечисление современных носителей информации».

.Гутгарц Р.Д. Документирование управленческой деятельности: Курс лекций. - М.: ИНФРА - М, 2001. - 185 с. - (Серия «Высшее образование»).

.Басаков М.И. Делопроизводство; конспект лекций / М.И. Басаков. - Изд. 7-е, испр. и доп. - Ростов н/Д: Феникс, 2009. - 192 с.

.Румынина Л.А. Документационное обеспечение управления: для студентов учреждений среднего проффесионального образования / Л.А. Румынина. - 6. - е изд., стер - М.: Издательский центр «Академия», 2008. - 224 с.


Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.



error: Content is protected !!