Зберігання інформації

З базового курсу вам відомо:
Людина зберігає інформацію у власній пам’яті, а також у вигляді записів на різних зовнішніх (по відношенню до людини) носіях: на камені, папірусі, папері, магнітних і оптичних носіях та ін. Завдяки таким записам, інформація передається не тільки в просторі (від людини до людини), але і в часі – з покоління в покоління.
Розглянемо способи зберігання інформації більш докладно.
Інформація може зберігатися в різних видах: у вигляді записаних текстів, малюнків, схем, креслень; фотографій, звукозаписів, кіно- або відеозаписів. У кожному випадку застосовуються свої носії.
Носій – це матеріальна середу, використовувана для запису і зберігання інформації.
Практично носієм інформації може бути будь-який матеріальний об’єкт. Інформацію можна зберігати на камені, дереві, склі, тканини, піску, тілі людини і т. Д. Тут ми не станемо обговорювати різні історичні та екзотичні варіанти носіїв. Обмежимося сучасними засобами зберігання інформації, що мають масове застосування.
Використання паперових носіїв інформації
Носієм, які мають найбільш масове вживання, досі залишається папір. Винайдена в II столітті н. е. в Китаї, папір служить людям вже 19 століть.
Для зіставлення обсягів інформації на різних носіях будемо користуватися одиницею – байтом, вважаючи, що один знак тексту «важить» 1 байт. Неважко підрахувати інформаційний обсяг книги, яка містить 300 сторінок з розміром тексту на сторінці приблизно 2000 символів. Текст такої книги має об’єм приблизно 600000 байтів, або 586 Кб. Середня шкільна бібліотека, фонд якої складають 5000 томів, має інформаційний обсяг приблизно 2861 Мб = 2,8 Гб.
Що стосується довговічності зберігання документів, книг та іншої паперової продукції, то вона дуже сильно залежить від якості паперу, барвників, що використовуються при записі тексту, умов зберігання. Цікаво, що до середини XIX століття (з цього часу для виробництва паперу почали використовувати деревину) папір робилася з бавовни і текстильних відходів – ганчір’я. Чорнилом служили натуральні барвники. Якість рукописних документів того часу було досить високим, і вони могли зберігатися тисячі років. З переходом на деревну основу, з поширенням машинопису і засобів копіювання, з початком використання синтетичних барвників термін зберігання друкованих документів знизився до 200-300 років.
На перших комп’ютерах паперові носії використовувалися для цифрового представлення даних, що вводяться. Це були перфокарти: картонні картки з отворами, що зберігають двійковий код вводиться. На деяких типах ЕОМ для тих же цілей застосовувалася перфорована паперова стрічка.
Використання магнітних носіїв інформації
У XIX столітті була винайдена магнітний запис. Спочатку вона використовувалася тільки для збереження звуку. Найпершим носієм магнітного запису була сталевий дріт діаметром до 1 мм. На початку XX століття для цих цілей використовувалася також сталева катаная стрічка. Тоді ж (в 1906 р) був виданий і перший патент на магнітний диск. Якісні характеристики всіх цих носіїв були вельми низькими. Досить сказати, що для виробництва 14-годинний магнітного запису усних доповідей на Міжнародному конгресі в Копенгагені в 1908 р потурбувалися 2500 км, або близько 100 кг дроту.
У 20-х роках XX століття з’являється магнітна стрічка спочатку на паперовій, а пізніше – на синтетичній (лавсановій) основі, на поверхню якої наноситься тонкий шар феромагнітного порошку. У другій половині XX століття на магнітну стрічку навчилися записувати зображення, з’являються відеокамери, відеомагнітофони.
На ЕОМ першого і другого поколінь магнітна стрічка використовувалася як єдиний вид змінного носія для пристроїв зовнішньої пам’яті. Будь-яка комп’ютерна інформація на будь-якому носії зберігається в двійковому (цифровому) вигляді. Тому незалежно від виду інформації: текст це, або зображення, або звук – її обсяг можна виміряти в бітах і байтах. На одну котушку з магнітною стрічкою, що використовувалася в стрічкопротяжних пристроях перших ЕОМ, містилося приблизно 500 Кб інформації.
З початку 1960-х років у вживання входять комп’ютерні магнітні диски: алюмінієві або пластмасові диски, покриті тонким магнітним порошковим шаром завтовшки в декілька мікрон. Інформація на диску розташовується по кругових концентричних доріжках. Магнітні диски бувають жорсткими і гнучкими, змінними і вбудованими в дисковод комп’ютера.
Останні традиційно називають винчестерская дисками.
Вінчестер комп’ютера – це пакет магнітних дисків, одягнутих на загальну вісь. Інформаційна ємність сучасних Вінчестерський дисків вимірюється в гігабайтах (десятки і сотні Гб). Найбільш поширений тип гнучкого диска діаметром 3,5 дюйма вміщує близько 1,4 Мб даних. Гнучкі диски в даний час виходять з ужитку.
У банківській системі великого поширення набули пластикові карти. На них теж використовується магнітний принцип запису інформації, з якою працюють банкомати, касові апарати, пов’язані з інформаційною банківською системою.
Використання оптичних дисків і флеш-пам’яті
Застосування оптичного, або лазерного, способу запису інформації починається в 1980-х роках. Його поява пов’язана з винаходом квантового генератора – лазера, джерела дуже тонкої (товщина порядку мікрона) променя високої енергії. Луч здатний випалювати на поверхні плавкого матеріалу двійковий код даних з дуже високою щільністю. Зчитування відбувається в результаті віддзеркалення від такої «перфорованої» поверхні лазерного променя з меншою енергією («холодного» променя). Завдяки високій щільності запису, оптичні диски мають набагато більший інформаційний обсяг, ніж однодискові магнітні носії. Інформаційна ємність оптичного диска становить від 190 Мб до 700 Мб. Оптичні диски називаються компакт-дисками (CD).
У другій половині 1990-х років з’явилися цифрові універсальні відеодиски DVD (Digital Versatile Disk) з великою ємністю, вимірюваної в гігабайтах (до 17 Гб). Збільшення їх ємності в порівнянні з CD-дисками пов’язане з використанням лазерного променя меншого діаметру, а також двошаровою і двосторонньої запису. Згадайте приклад зі шкільною бібліотекою. Весь її книжковий фонд можна розмістити на одному DVD.
В даний час оптичні диски (CD і DVD) є найбільш надійними матеріальними носіями інформації, записаної цифровим способом. Ці типи носіїв бувають як одноразово записуваними – придатними тільки для читання, так і перезаписуваними – придатними для читання і запису.
Останнім часом з’явилося безліч мобільних цифрових пристроїв: цифрові фото- і відеокамери, МРЗ-плеєри, кишенькові комп’ютери, мобільні телефони, пристрої для читання електронних книг, GPS-навігатори та ін. Всі ці пристрої потребують переносних носіях інформації. Але оскільки всі мобільні пристрої досить мініатюрні, то і до носіїв інформації для них пред’являються особливі вимоги. Вони повинні бути компактними, мати низьким енергоспоживанням при роботі, бути енергонезалежними при зберіганні, мати велику ємність, високі швидкості запису і читання, довгий термін служби. Усім цим вимогам задовольняють флеш-карти пам’яті. Інформаційний обсяг флеш-карти може становити кілька гігабайтів.
В якості зовнішнього носія для комп’ютера широкого поширення набули так звані флеш-брелоки (їх називають у просторіччі «флешки»), випуск яких почався в 2001 році. Великий обсяг інформації, компактність, висока швидкість читання / запису, зручність у використанні – основні переваги цих пристроїв. Флеш-брелок підключається до USB-порту комп’ютера і дозволяє викачувати дані зі швидкістю близько 10 Мб в секунду.
В останні роки активно ведуться роботи зі створення ще більш компактних носіїв інформації з використанням так званих нанотехнологій, працюючих на рівні атомів і молекул речовини. В результаті один компакт-диск, виготовлений за нанотехнології, зможе замінити тисячі лазерних дисків. За припущеннями експертів приблизно через 20 років щільність зберігання інформації зросте до такої міри, що на носії об’ємом приблизно з кубічний сантиметр можна буде записати кожну секунду людського життя.

Посилання на основну публікацію