Хранение информации К учебнику И.Семакин, Е.Хеннер кл., §7. Валяев А.В г.

Хранение информации Носители информации – это материальная среда, используемая для записи и хранения информации

Бумажные носители Бумага изобретена во II веке н.э. в Китае. Будем считать 1 знак текста несёт 1 байт информации. Тогда инф. объём книги из 300 страниц (примерно 2000 символов на странице) равен байтов = 586 Кб. Средняя школьная библиотека (около 5000 томов) имеет объём 2,8 Гб.

Бумажные носители Долговечность хранения зависит от качества бумаги, красителей и условий хранения. До середины XIX века бумага делалась из хлопка и текстильных отходов. Чернилами служили натуральные красители. Качество рукописных документов было очень высоким. Могли храниться тысячи лет. С середины XIX века для производства бумаги стали использовать древесину. С распространением машинописи стали использовать синтетические красители. Срок хранения снизился до лет.

Магнитная память

Магнитные носители В XIX веке была изобретена магнитная запись, в основном для записи звука. Самым первым носителем была стальная проволока диаметром 1 мм. В начале XX века наряду с проволокой стали использовать стальную ленту. Пример. Для магнитной записи устных докладов (14 часов) на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 году потребовалось 2500 км, или около 100 кг проволоки.

Магнитные носители В 20 годах ХХ появляется магнитная лента сначала на бумажной, а затем на лавсановой основе, на поверхность которой наносится тонкий слой ферромагнитного порошка. На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента была единственным видом сменного носителя для устройств внешней памяти. Объём равен приблизительно 500 Кбайтам.

Магнитные диски. С начала 60- годов в употребление входят компьютерные магнитные диски: алюминиевые или пластмассовые диски, покрыты тонки магнитным слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам. Магнитные диски бывают: жёсткими и гибкими, сменными и встроенными в дисковод

МАГНИТНАЯ ПАМЯТЬ Дискета 3.5Дисковод 3.5 Основной функцией внешней памяти компьютера является долговременное хранение большого объема информации. Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем или дисководом, а хранится информация на носителях.

МАГНИТНЫЙ ПРИНЦИП ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ Дисковод 3.5 (НГМД) В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или «винчестерах», в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции. Жёсткий диск Samsung (НЖМД)

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ Первый HDD емкостью 5 Мбайт Первый накопитель на жестких дисках IBM 350 Disk File разработан в 1955 году. Накопитель емкостью 5 Мбайт состоял из 50 дисков диаметром 24 дюйма, вращавшихся со скоростью 1200 об/мин. Размер накопителя был сравним с двумя современными двухкамерными холодильниками.

ЖЕСТКИЕ МАГНИТНЫЕ ДИСКИ За счет использования нескольких дисковых пластин и гораздо большего количества дорожек на каждой стороне магнитных пластин информационная емкость жестких дисков может достигать 750 Гбайт. Скорость записи и считывания информации на жестких дисках может достигать 300 Мбайт/с (по шине SATA) за счет быстрого позиционирования магнитной головки и высокой скорости вращения дисков (до 7200 об/мин). В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (магнитные пластины носителей, магнитные головки и т.д.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Жесткий диск ЖЕСТКИЙ ДИСК (винчестер), устройство для постоянного хранения информации, используемой при работе с компьютером. Свое название жесткий диск получил по своему отличию от носителей информации на гибких магнитных лентах и дисках. Принципы современной технологии изготовления жесткого диска были разработаны в 1973 американской фирмой IBM. Новое устройство, которое могло хранить до 16 килобайт информации, имело 30 цилиндров (дорожек) для записи, каждый из которых был разбит на 30 секторов. Поэтому оно получило название 30/30. Известные винтовки «винчестер» имеют калибр 30/30, поэтому жесткие диски тоже стали называться «винчестерами». По другой версии, он получил такое название по г. Винчестеру, где проходили разработки жесткого диска.

Дисководы Дисковод для оптических дисков Дисковод для гибких дисков

Оптическая память

Оптические диски Оптический или лазерный способ записи связан с изобретением квантового генератора – лазера, источника очень тонкого (около микрона) луча высокой энергии. Луч способен выжигать на поверхности плавкого материала двоичный код данных с очень высокой плотностью. Считывание происходит в результате отражения от такой поверхности лазерного луча с меньшей энергией (холодного луча).

Оптический диск под микроскопом Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных в поликарбонатной основе.

ОПТИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В процессе записи информации на оптические диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку, начинающуюся от центра диска и содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. В процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность оптического диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логический 0 или 1).

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ CD- и DVD-диски Оптические CD –диски рассчитаны на использование инфракрасного лазера с длиной волны 780 нм и имеют информационную емкость 700 Мбайт. Оптические DVD-диски рассчитаны на использование красного лазера с длиной волны 650 нм и имеют информационную емкость от 4,7 Гбайт (однослойные DVD-диски ) до 8,5 Гбайт (двухслойные DVD-диски ). Оптические диски HD DVD и Blu-Ray рассчитаны на использование синего лазера с длиной волны 405 нм и имеют информационную емкость в 3-5 раз превосходящую информационную емкость DVD-дисков. Однослойные и двухслойные DVD-диски HD DVD

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКИ На дисках CD –ROM и DVD-ROM хранится информация, записанная на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. На дисках CD–R и DVD±R информация может быть записана только раз. На дисках CD –RW и DVD-RW информация может быть записана и стерта многократно.

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКОВОДЫ Оптические CD- и DVD-дисководы используют лазер для чтения или записи информации Скорость чтения/записи информации зависит от скорости вращения диска. Первые CD-дисководы были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. Современные CD-дисководы обеспечивают в 52 раза большую скорость чтения и записи CD-R (до 7,8 Мбайт/с). Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости, поэтому CD- дисководы маркируются тремя числами «скорость записи CD-R» × «скорость записи CD-RW» × «скорость чтения» (например, 40 × 12 × 48)

ОПТИЧЕСКИЕ ДИСКОВОДЫ Первые DVD-накопители обеспечивали скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. Современные DVD-дисководы обеспечивают в 16 раз большую скорость чтения (21 Мбайт/с), в 8 раз большую скорость записи DVD±R дисков и в 6 раз большую скорость записи DVD±RW дисков. DVD-дисководы маркируются тремя числами (например, 16×8×6).

Оптический диск CD-диски. Дата разработки 1979 Разработчики Philips + Sony Размеры 12 см × 1,2 мм Емкость от 650 МБ до 879 МБ Наибольшая скорость чтения 72× Срок службы диска лет DVD-диски. Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года.. Емкость от 4,7 до 17,1Гб Увеличение их ёмкости по сравнению с CD- дисками, использование лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двухсторонней записи Скорость чтения 16 × Вспомните пример со школьной библиотекой. Весь её книжный фонд можно разместить на одном DVD/

Флэш-память

ФЛЭШ-ПАМЯТЬ Флэш-память – полупроводниковая энергонезависимая перезаписываемая память. Название флэш-памяти было дано во время разработки первых микросхем (в начале 1980-х годов) как характеристика скорости стирания флэш- памяти (от англ. «in a flash» - в мгновение ока).

КАРТЫ ФЛЭШ-ПАМЯТИ Флэш-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Микросхемы флэш-памяти могут содержать миллиарды ячеек, каждая из которых хранит 1 бит информации. Информационная емкость карт флэш- памяти может достигать 128 Гбайт. Информация записанная на флэш- память, может очень долго храниться (от 20 до 100 лет). Флэш-память компактнее и потребляет значительно меньше энергии (примерно в раз), чем магнитные и оптические дисководы. Для считывания и записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители (картридеры), встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Универсальный картридер

USB ФЛЭШ-ДИСКИ Накопители на флэш-памяти представляют собой микросхему флэш- памяти, дополненную контроллером USB. USB флэш-диски могут содержать переключатель защиты от записи, поддерживать парольную защиту, могут иметь жидкокристаллический экранчик, на котором отображается, сколько свободного места остается на диске.

Флэш-карты Необходимость в них возникла в связи с появлением множества мобильных цифровых устройств: цифровые фото- и видеокамеры. МР3-плееры, карманные компьютеры, мобильные телефоны, GPS- навигаторы и др. Так как все мобильные устройства миниатюрные. То и носители должны быть компактными, обладать низким энергопотреблением, иметь большую ёмкость, высокие скорости чтения и записи, долгий срок службы. Всем этим качествам удовлетворяют флэш-карты. В качестве внешнего носителя для компьютера широкое распространение получили флэш-брелоки (флэшки) выпуск которых начался с 2001 года.

Перспективы В настоящее время ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей, с использованием нанотехнологий, работающих на уровне атомов и молекул вещества. В результате один компакт- диск, изготовленный по нанотехнологии, сможет заменить тысячи лазерных дисков

Хранение информации Носители информации нецифровые Цифровые (компьютерные) Исторические: камень, дерево, папирус, пергамент, шёлк и др. Современные: бумага магнитныеоптические Флэш-память лентыдискикартыCDDVDФлэш- карт ы Флэш- брело ки Факторы качества носителей Вместимость – плотность хранения данных, объём данных Надёжность хранения - максимальное время сохранности данных, зависимость от условий хранения Наибольшей вместимостью и надёжностью на сегодня обладают носители на Перспективные виды носителей: росители на базе нанотехнологий СИСТЕМА ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ §7

Вопросы по теме «Носители информации»

Вопросы Где и когда появилась бумага? 2. Когда была изобретена магнитная запись? 3. Какие магнитные носители вы знаете?

Вопросы Какое техническое изобретение позволило создать оптические носители информации? 5. Назовите типы оптических носителей. 6. Что означает свойство носителя «только для чтения»?

Вопросы Какими устройствами, в которых используется флэш-карты, вы пользуетесь? 8. Какой у них информационный объём? 9. Какие перспективы, с точки зрения хранения информации, открывают нанотехнологии

конец

источники И.Семакин, Е. Хеннер, учебник, Информатика и ИКТ класс - Разумов В.Н.