Алешин Л.И., Максимов Н.В. Информационные технологии

Подождите немного. Документ загружается.

фиксируется посредством магнитной записи. Магнитные диски делятся

на гибкие и жёсткие, сменные (переносные) и несменные.

Гибкие пластмассовые магнитные диски (флоппи-дискеты) раз-

мещаются в специальных пластмассовых кассетах и называются диске-

тами. Диаметр дискеты – 3,5", объём – 1,44 Мб. Он предназначен для

временного хранения информации и переноса её на другие ПК.

Жёсткие магнитные диски предназначены для постоянного хра-

нения информации, часто используемой в работе и представляют пакет

жёстко скреплённых между собой 4–16 дисков, размещённых в гермети-

ческом корпусе. Первые НЖМД состояли из двух дисков диаметром 3,5

дюйма и получили свое название по ассоциации с известным двустволь-

ным ружьем фирмы Винчестер. Они имели объём 5–10 Мб. В дальней-

шем количество дисков и ёмкость «жестких» дисководах увеличились,

при этом ёмкость современных устройств варьируется от 40 до 200 и бо-

лее Гб.

Сменные магнитные диски – гибкие диски ZIP и JAZ, диаметром

3,5”, емкостью 25–270 и более Мб, несовместимые с флоппи-дисками.

Скорость вращения – 2941 об/мин, среднее время поиска равно 29 мс.

Предназначены для длительного хранения информации и переноса её на

другие ПК.

Магнитооптический носитель информации

Магнитооптический диск (МО) диск заключён в пластиковый кон-

верт (картридж). МО-диск является универсальным, оперативным, вы-

соконадёжным устройством переноса и хранения информации. Характе-

ризуются высокой плотностью записи информации. Диски диаметром

3.5" имеют объём 128 Мб – 1,3 Гб, а диаметром 5.25" – от 2,3 до 9,1 Гб.

Скорость вращения диска – 2000 об/мин.

Оптические носители

Лазерный компакт диск (Compact Disk, CD). Стандартная ёмкость

современного диска диаметром 120 мм составляет 700 Мб (80 мин). Од-

новременно ныне широко используются мини компакт-диски (Pocket

CD) диаметром 80 мм и объёмом в несколько сотен Мбайт.

Цифровой способ записи и бесконтактное считывание позволяют

получать близкое к естественному качество изображения и звука, а ко-

пирование данных не приводит к каким-либо изменениям или ухудше-

ниям их качества копируемого материала.

CD делятся на диски:

● только для чтения (Compact Disk–Read Only Memory, CD-ROM)

– предназначен для хранения в цифровом виде и считывания предвари-

тельно (заводским методом) записанной на него информации,

● для однократной записи (Compact Disk Recordable, CD-R) – ис-

пользуется для одноразовой записи пользователем цифровой информа-

ции, длительного хранения и считывания её,

● многократной перезаписи (Compact Disk ReWritable, CD-RW) –

используется для записи и перезаписи цифровой информации и, как пра-

вило, непродолжительного её хранения.

Цифровой универсальный диск (Digital Versatile Disc, DVD) приме-

няется для хранения видеоизображений и больших объёмов любой ком-

пьютерной информации. Как и CD, DVD делятся на диски: только для

чтения, однократной записи и многократной перезаписи.

Ёмкость одностороннего однослойного диска – 4,7 Гб, а двухсто-

роннего двухслойного – 17 Гб.

Дальнейшим развитием этой технологии явился выпуск компакт-

дисков с ещё меньшей длиной волны («голубой лазер»). Диски получили

название «Blu-ray Disc». Они позволяют на диске диаметром 3 см раз-

местить почти гигабайт информации.

Флэш-носители информации

Носитель информации, использующий флэш-память (англ. Flash –

«быстрый, мгновенный»), представляет микросхему с электронной энер-

гонезависимой памятью, способную хранить записанную информацию в

течение неограниченного времени и сохранять своё состояние до подачи

на выводы электрического сигнала иной полярности. Это высококачест-

венные универсальные перезаписываемые носители информации, ори-

ентированны на изделия бытовой электроники и компьютерное обору-

дование нового поколения.

Выпускается флеш-память следующих типов: CompactFlash,

SmartMedia, Memory Stick, Floppy Disks, MultiMedia Cards и др.

Карты MultiMedia, например, имеют вес менее двух грамм, размер

почтовой марки при объёме памяти от 8 до 64 Mб. Такие карты могут

заменить не только дискеты, но магнитооптические, небольшие жёсткие

диски и перезаписываемые компакт-диски. Современные флеш-карты

обладают ёмкостью, кратной два в степени: 26 = 64, 27 = 128, 256 = 28

Мбайт и так далее. Предполагается, что максимальная ёмкость таких

карт достигнет единиц Гбайт. Подобные сменные карты используются в

цифровых диктофонах, портативных плеерах, видеокамерах, автомагни-

толах, карманных компьютерах (КПК), сотовых телефонах и мультиме-

диа проекторах.

Носители информации различают по физической структуре (маг-

нитные, полупроводниковые, диэлектрические и др.), типу материала

(бумажные, пластмассовые, металлические, комбинированные), форме

представления данных (печатные, рукописные, магнитные, перфораци-

онные), принципу считывания данных (механические, оптические, маг-

нитные, электрические), конструктивному исполнению (ленточные, дис-

ковые, карточные). Носители информации можно классифицировать и

по виду хранящихся на них сообщений, а материалы носителей инфор-

мации характеризуются по назначению их использования.

По назначению использования материалы носителей данных мож-

но отнести к материалам, применяемым для записи, представления и со-

хранения текстовых, цифровых, графических данных, статических и ди-

намических изображений, звука (магнитные и немагнитные) или их

комбинации, например, мультимедиа данных. Обе классификации тесно

взаимосвязаны между собой, более того – невозможно однозначно клас-

сифицировать материалы носителей. Виды различных сообщений пред-

ставлены в таблице 5-1.

Таблица 5-1

Виды различных сообщений

Вид сообщения Носитель информации

Текст Документ

Звук Фонограмма

Изображение

(статическое)

Фотография, графика, рисунок и т.п., диапозитив

(слайд), голограмма, сканированная с помощью

ПК статическая изобразительная или текстовая

информация

Изображение

(динамическое)

Мультипликация, видеофильм, кинофильм, ТВ

Комбинация различ-

ных видов информа-

ции

Мультимедиа

В качестве статических носителей изображений используются:

картины, офорты, рисунки и т.п. на холсте, картоне, бумаге, плёнке и

т.п.; видеокассеты с магнитными лентами для видеомагнитофонов и ви-

деоплейеров; магнитные виниловые дискеты; съёмные и несъёмные жё-

сткие и магнито-оптические диски; компактные пластмассовые или

стеклянные лазерные диски (CD, DVD), используемые в компьютерах;

слайды и диапозитивы, фотографические материалы, голографические

пластины, пластины с памятью для цифровых фотоаппаратов типа

флеш-памяти и др.

Для работы аудиовидеотехнических средств в качестве носителей

звука и (или) динамических изображений используются: плёнки и

пластмассовые граммофонные пластинки, магнитные аудио- и аудиови-

зуальные ленты, киноплёнки, виниловые дискеты, накопители на жёст-

ких магнитных, магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с

памятью для цифровых кинокамер и фотоаппаратов, голографические

пластины и др.).

Носителями мультимедиа данных считаются магнитные аудио-

и аудиовизуальные ленты, дискеты, накопители на жёстких магнитных,

магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с памятью.

К носителям информации предъявляются разные требования по их

эксплуатации и хранению (климатические, санитарно-гигиенические,

противопожарные, технические, технологические и др.).

Рассмотрим основные материалы носителей информации и их

формы.

Носители изображений:

1. Бумага. Историки утверждают, что бумага была изобретена в

Китае около 2000 лет назад. Однако, гораздо раньше (примерно начиная

с VIII века нашей эры), древние египтяне изготавливали свитки из папи-

русов, откуда и произошло слово, обозначающее бумажный носитель

«папир». Затем основой бумажных носителей были рисовая солома,

бамбук, тряпьё, древесина и другие материалы.

Синтетическая (полиэтиленовая) бумага промышленно стала ис-

пользоваться за рубежом с апреля 1967 года. Волокна материала, полу-

чившего название «Тайвек» (Tyvek) имеют толщину (диаметр) 0,5–1

мкм. Это гладкий и непрозрачный материал, вобравший в себя лучшие

свойства плёнки, бумаги и ткани. Он имеет небольшой удельный вес,

высокую прочность, стойкость к проколам, раздиру и истиранию, паро-

проницаемость, водоотталкивающие свойства, стойкость к гниению и

биологическую инертность. Специалисты утверждают, что данный ма-

териал может заменить традиционную бумагу, особенно при изготовле-

нии конвертов и выполнении любой печати.

Материал невосприимчив к воздействию большинства химикатов,

пригоден для нанесения лаков, ламинированию, термосварке и склеива-

нию. Он сохраняет прочность и гибкость до температуры 73°С. Считает-

ся, что наиболее он пригоден для уличной рекламы, обложек учебных

пособий, географических карт, путеводителей и т.п., так как не перети-

рается на сгибах и не портится от воды. Однако для печати на таком ма-

териале приходится использовать специальные краски.

Аналогичный материал «Полилит» (Polylith) ввезён в Россию в

1998 году. Он изготавливается из полипропиленовой смолы, прошедшей

минеральное упрочнение с помощью смеси нейтрального кальция и дву-

окиси титана для придания белизны и матовости. Он самый дешёвый из

синтетических материалов, обладает устойчивостью к воздействию во-

ды, тепла, масла и химических реактивов. Ещё одним подобным мате-

риалом является «Робускин» (Robuskin), важной отличительной особен-

ностью которого является возможность печатать на нём обычными

красками практически не переналаживая печатное оборудование, ис-

пользуемое для обычной бумаги. Существуют, конечно, и другие синте-

тические материалы, в том числе с самоклеящейся основой.

Бумажную основу используют в книгах, рукописях, картах, схемах

и других подобных документах. С начала появления рукописей, книг и

до середины XIX века они создавались преимущественно на бумаге из

хлопковых и льняных волокон. Это «долговечная» бумага. С конца XIX и

в XX веках в качестве бумажного носителя использовалась, главным об-

разом, сульфитная целлюлоза и древесная масса. Современные книги в

основном в качестве носителя используют целлюлозные материалы.

2. Холст, картон, оргалит и другие художественные материа-

лы, на которых пишутся картины, печатаются гравюры и офорты обыч-

но являются специально обработанными материалами деревообрабаты-

вающих (картон, оргалит) и ткацких (холст) производств. Кроме того,

для этих целей используют в качестве материала отходы древесины

(первые) и лён или т.п. (вторые). При этом холст перед нанесением на

него красок покрывается специальным составом (грунтуется).

3. Фотографические материалы (негатив, позитив) используют-

ся для таких носителей, как фотопластина, фотоплёнка, киноплёнка или

диафильм, диапозитив или слайд, микрофильм или микрофиша. Для

этих носителей в основном применяются плёнки на целлюлозной, поли-

эфирной основе.

4. Грампластинка обычно изготавливается методом прессования

из пластической массы (винил). Представляет круглый диск, на поверх-

ности которого нанесены концентрические (по спирали) бороздки, иду-

щие от внешней стороны диска к его центру. Различаются диски по диа-

метру, скорости записи, количеству звуковых каналов и содержанию.

По размеру эти диски делятся на три вида:

1. «Гигант» – диаметром 30 см (время звучания одной стороны

25–30 мин.).

2. «Гранд» – диаметром 25 см (время звучания одной стороны 12–

15 мин.).

3. «Миньон» – диаметром 17,5 см (время звучания одной стороны

6–8 мин.).

По скорости вращения диска грампластинки бывают 4-х видов:

16, 33, 45, 78 об/мин.

По виду записи пластинки делятся на: монофонические, стереофо-

нические и долгоиграющие. В долгоиграющих пластинках более узкие

канавки и расстояние между ними (шаг) меньше, чем у обычных, что по-

зволяет увеличивать продолжительность звучания. Стереофонические

пластинки содержат двухканальную запись (левый и правый канал вдоль

левой и правой стенок канавки).

5. Голограмма – пластина, с кристаллами ниобата лития или фо-

тополимерная плёнка. Голографическая память, в отличие от технологии

компакт-дисков, представляет весь объём запоминающей среды носите-

ля, при этом элементы данных накапливаются и считываются парал-

лельно. Она позволяет разместить 1 Тб (триллион байт) в кристалле раз-

мером с кубик сахара, то есть информацию объёмом более 1000 ком-

пакт-дисков. Современные голографические устройства хранения полу-

чили название HDSS (holographic data storage system).

6. Магнитные ленты в аудио- и видеокассетах, стримерах, маг-

нитные диски в дискетах для ПК выполняются из синтетических мате-

риалов с магнитным слоем (как правило, окись железа) на лавсановой

или виниловой основе. Диски в НЖМД изготавливают из легкого метал-

ла (алюминий) или стекла и покрывают с двух сторон магнитным слоем.

7. Магнитооптические диски (МО-диски) помещают в пластмас-

совый корпус. Запись лазером с температурой примерно в 200оС на маг-

нитный слой происходит одновременно с изменением магнитного поля.

Это свойство обеспечивает высокую надёжность хранения записанной

информации.

8. В оптических (лазерных) дисках – компакт-диски для аудио-

видеозаписей и другой машиночитаемой информации. В качестве мате-

риала носителя в CD используют поликарбонат, полихлорвинил или спе-

циальное стекло с отражающим (напылённым) слоем алюминия. Ис-

пользуют оптический способом записи. Их можно классифицировать

как среду, носитель различных текстовых, цифровых, звуко- и видеоза-

писей, мультимедиа и т.п.

Различают: AudioCD CD-ROM, CD-R, CD-RW и др.

CD-ROM. Технология тиражирования CD-ROM похожа на произ-

водство грампластинок – печать (штамповка) с матриц. В процессе запи-

си лазер воздействует на фоторезист, оставляя на нём чёрточки-

отметины. Фоторезистивный слой проявляют и металлизируют. Затем

методом гальванопластики с оригинала делают второй – полностью ме-

таллический, а с него штамповкой создают промежуточные копии. С

них создаётся множество матриц, с которых тиражируют изготовленную

продукцию на компакт-диски.

CD-R используется для однократной лазерной записи или одно-

кратной записи с добавлением нескольких записей на этот же диск в ви-

де сессий (дозаписи).

CD-RW позволяют многократно (сотни и тысячу раз) стирать и за-

писывать на них информацию.

Компакт-диски отличаются высокой плотностью записи (порядка

300 тыс. страниц текста в формате А4), возможностью быстрого поиска

хранящейся на них информации (несколько миллисекунд), долговечно-

стью носителя (десятки лет).

Этот носитель имеет до четырёх регистрирующих слоёв и ёмкость

от единиц (4,7) до десятков (17) Гб. При этом длительность записи воз-

растает до 8 часов. Повышение информационной ёмкости диска дости-

гается за счёт использования лазера с более короткой длиной волны из-

лучения (0,635–0,66 вместо 0,78 мкм), а также технологии сжатия ви-

деоданных в стандартах MPEG, что позволило повысить плотность за-

писи данных на эти диски и скорость считывания с них информации.

Так, например, скорость передачи цифровых видеоданных равна 1,3

Мб/с, что обеспечивает высокое качество видео (лучше, чем VHS), при-

чём на мониторе лучше, чем на телевизионном приёмнике.

Существует много разновидностей компакт-дисков, отличающих-

ся использованием различных материалов носителей информации, спо-

собов записи и др. Среди новых устройств следует отметить «Blu-ray

Disc».

Технология Blu-ray Disc разработана в конце 2001 года. С февраля

2002 года её спецификация поддерживается рядом известных зарубеж-

ных компаний. Диски диаметром 12 мм имеют ёмкость 23,3; 25 и 27

Гбайт, толщину прозрачного защитного слоя 0,1 мм, а ширину дорожки

– 0,32 мм, что позволило не только обеспечить бóльшую ёмкость, но и

повысить скорость чтения/записи. Базовая скорость устройств для рабо-

ты с этими дисками (1х) составляет 36 Мбит/с (5,5 Мбайт/с). Напомним,

что у DVD этот параметр составляет 1,3 Мб/с, а у CD – 150 Кбайт/с со-

ответственно. По мнению разработчиков, эти диски хорошо подходят

для записи телевизионных и видеопрограмм, транслируемых в цифро-

вом формате.

9. Flash-память – твёрдотельная встроенная и сменная тонкая

пластина памяти из полупроводниковых материалов. Содержит чип

флэш-памяти с выведенными наружу контактами. Эти карты получают

электропитание из устройств, к которым они подключаются. Объём со-

храняемой информации – от 16 Мб до 4 Гб.

Информация на разные носители записывается и хранится различ-

ными методами. Формы хранения и носители информации представлены

в табл. 5-2.

Таблица 5-2

Формы хранения и носители информации

Форма инфор-

мации

Носитель информации Метод записи информа-

ции

Механическая пластинка аналоговый

бумага знаково-символьный

кино-фотоплёнка аналоговый

лазерный аудио диск CD-A аналоговый

Оптическая

лазерный диск CD-ROM,

DVD

цифровой

аудиовидео плёнка аналоговый

гибкие диски цифровой

Магнитная

жёсткие диски цифровой

Возможности применения различных носителей и их материалов

для записи и использования даже одного вида данных весьма разнооб-

разны. Так, текст может быть записан практически на любой носитель

информации, представлен как статическое или динамическое изображе-

ние на следующих материалах носителей информации (Рис. 5-2).

Рис. 5-2. Материалы носителей текстовой информации

Звук, записанный на различные носители информации, является

важной компонентой различных фондов и коллекций. Такие носители

могут предоставляться пользователям и использоваться в служебных

целях; храниться непродолжительно или долговременно и т.д.

Аудиозаписи и грампластинки, имеющиеся в одном экземпляре, не

рекомендуется выдавать пользователям на дом. Информационным

службам, обслуживающим пользователей, лучше приобретать звукоза-

писи как минимум в двух экземплярах, чтобы хранить один из них в ре-

зервном фонде. Если в них имеются грампластинки в одном единствен-

ном экземпляре, то их целесообразно переписать, например, на магнит-

ную ленту, дискету или диск для пополнения основного фонда звукоза-

писей, предоставляемого пользователям, а первый экземпляр хранить в

резервном фонде.

Звук записывается и сохраняется на носителях информации, пред-

ставленных на Рис. 5-3.

Рис. 5-3. Носители звуковой информации

При наличии в обслуживающих пользователей информационных

службах высококачественных магнитофонов или музыкальных центров

приобретенный один экземпляр звукозаписи на магнитной ленте хранят

в резервном фонде, а с него собственными силами делают копии, кото-

рые выдаются пользователям.

Статическая видеоинформация, получаемая в процессе фотогра-

фирования и обработки фотоматериалов (проявление и печать). До сере-

дины 30-х годов ХХ века многие фотографические материалы произво-

дились на целлюлозно-нитратной основе (кинопленка на нитратной ос-

нове производилась до 1951 года). В конце 1940-х годов появилась бес-

серебряная порошковая фотография – ксерография. В 1950-е годы поя-

вился способ создания недолговечных копий – термография.

Разновидностью фотографии является микрография. Фотографи-

ческая запись позволяет хранить документы в виде микрофильмов и

микрофишей, т.е. микроформ – микроносителей. Микроносители – по-

лученные фотографическим способом уменьшенные в десятки и сотни

раз копии с различных оригиналов (рукописей, чертежей, рисунков, пе-

чатных текстов и т. п.).

Микроформы служат защитной копией подлинника. Основа мик-

рографической пленки – plastic bases. Она является важнейшим факто-

ром, определяющим долговечность и сохранность плёнки. В страховых

(архивных) фондах хранят эталонные негативы первого поколения (мас-

тер-негативы), которые используются при микрофильмировании руко-

писей, архивных материалов и редких изданий.

В микрографии также используют везикулярные, фототермопла-

стичные и электрофотографические плёнки. Они применяются, главным

образом, для рабочих микроформ. Микроносители применяется в ин-

формационных центрах, архивах, библиотеках, научно-

исследовательских, проектно-конструкторских и других учреждениях.

Относительно дешёвым и широко распространенным видом носи-

теля аудиовидеоданных являются магнитные ленты и диски. Они удоб-

ны в эксплуатации. Разработаны надёжные способы физической защиты

магнитных носителей от повреждений, возникновения ошибок при счи-

тывании и самопроизвольного исчезновения данных. Так, рекомендует-

ся каждые шесть месяцев проводить тщательную намотку, очистку и пе-

ремотку магнитных лент в обе стороны, а копирование – каждые 12 ме-

сяцев. Государственное агентство Великобритании по ЭВМ считает, что

при нормальных условиях магнитные ленты могут храниться до трёх

лет, но рекомендует осуществлять проверку образцов через каждые 18

месяцев.

Современным способом записи представляемых пользователям

аудиовизуальных данных является их «оцифровка» с последующей за-

писью на компакт-диски. Работы по созданию способа цифровой записи

и воспроизведения звука интенсивно велись с начала 70-х годов ХХ ве-

ка. В конце 1982 года в продаже появились первые компакт-диски.

Срок службы компакт-дисков значительно сокращают чрезмерно

высокая температура, влажность или прямой солнечный свет. Поэтому

рекомендуется хранить диски в прохладном, тёмном и сухом месте.

Хранение носителей информации

Понятие «хранение» в нашем случае в значительной степени кор-

респондируется с термином «сохранность». Хранение – основа обеспе-

чения сохранности. Дефиниция «сохранность» (в соответствии с Рос-

сийским стандартом 7.50-90. Консервация документов. Общие требова-

ния) трактуется как состояние документа, характеризуемое степенью

удержания эксплуатационных свойств. Не вызывает сомнений, что лю-

бой документ зафиксирован на некотором конкретном носителе. Если

документ повреждён, разрушен и в итоге может быть утрачен, то вопро-

сы обеспечения хранения и сохранности ставить бессмысленно. В ин-

формационных службах хранимые материалы размещаются в специаль-

ных хранилищах (фондохранилищах, кинохранилищах, архивах и т.п.).

Например, первым звуковым хранилищем считают созданную в

США в 1877 году лабораторию Т.А. Эдисона, в Европе – это Венский

фонограммархив, созданный в 1899 году.

Сохранность данных в первую очередь зависит от свойств мате-

риалов носителей информации. Так, фотографические материалы боятся

высоких температур и их резких колебаний, света, пыли, сырости и оп-

ределённых химикатов. Носители с магнитным покрытием подвержены

воздействиям магнитных и электромагнитных полей. Они хотя и в

меньшей степени, чем предыдущие, но зависят от климатических усло-

вий хранения.

Грампластинки должны храниться строго вертикально в секциях