Какие носители информации использует человек. Материальные носители информации. Размеры и возможности современных HDD

Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово “оперативный” является синонимом слова “быстрый”. Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри нас.

Носитель информации - строго определённая часть конкретной информационной системы, служащая для промежуточного хранения или передачи информации.

Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ, то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти). Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например, по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п. Вот один из вариантов классификация носителей информации:

Ленточные носители информации

Магнитная лента - носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию .

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)

Накопители на оптических компакт-дисках:

CD-ROM (Compact Disk ROM)

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД или дискетах) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД или винчестерах), в основу записи, хранения и считывания информации положен магнитный принцип, а в лазерных дисководах - оптический принцип.

Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. Дискета вставляется в дисковод, вращающий диск с постоянной угловой скоростью. Магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и записывается (или считывается) информация.

Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

Жесткие магнитные диски.

Жесткий диск (HDD - Hard Disk Drive) относится к несменным дисковым магнитным накопителям. Первый жесткий диск был разработан фирмой IBM в 1973 г. и имел емкость 16 Кбайт. Жесткие магнитные диски представляют собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с высокой угловой скоростью. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (около 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (7200 об./мин).

В процессе работы компьютера случаются сбои. Вирусы, перебои энергоснабжения, программные ошибки - все это может послужить причиной повреждения информации, хранящейся на Вашем жестком диске. Повреждение информации далеко не всегда означает ее потерю, так что полезно знать о том, как она хранится на жестком диске, ибо тогда ее можно восстановить. Тогда, например, в случае повреждения вирусом загрузочной области, вовсе не обязательно форматировать весь диск (!), а, восстановив поврежденное место, продолжить нормальную работу с сохранением всех своих бесценных данных.

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Лазерные дисководы и диски.

В начале 80-х годов голландская фирма «Philips» объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - Это лазерные диски и проигрыватели.

Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. На лазерных дисках CD (CD - Compact Disk, компакт диск) и DVD (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) информация записана на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью. Лазерный луч падает на поверхность вращающегося диска, а интенсивность отраженного луча зависит от отражающей способности участка дорожки и приобретает значения 0 или 1. Для сохранности информации лазерные диски надо предохранять от механических повреждений (царапин), а также от загрязнения. На лазерных дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна. Производятся такие диски путем штамповки. Существуют CD-R и DVD-R диски информация на которые может быть записана только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW информация может быть записана/перезаписана многократно. Диски разных видов можно отличить не только по маркировки, но и по цвету отражающей поверхности.

Устройства на основе flash-памяти.

Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах.

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный корпус. Для записи или считывания информации накопители подключаются к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти достигает 1024 Мбайт.

В русском языке так много понятий, что порой тяжело различить два очень похожих, но все же разных определения. Но есть такие термины, которые не несут в себе дополнительных смыслов, а имеют четкое и понятное толкование. К примеру, понятие «электронный носитель информации». Это определение материального носителя, который записывает, хранит и воспроизводит данные, которые обрабатываются благодаря вычислительной технике.

С чего все началось?

Более общим значением данного термина является «носитель информации» или «информационный носитель». Оно определяет материальный объект или среду, которая используется человеком. При этом такой предмет долго хранит данные, не используя дополнительное оборудование.

Если для хранения информации на электронных носителях нужен источник энергии, то простой носитель данных может оказаться камнем, деревом, бумагой, металлом и другими материалами.

Носителем информации может называться любой объект, который показывает данные, нанесенные на него. Считается, что информационные носители нужны для записи, хранения, чтения, передачи материалов.

Особенности

Нетрудно догадаться, что электронный носитель информации - это разновидность информационного носителя. Он также имеет свою классификацию, которая, хотя и не установлена официально, но используется многими специалистами.

Например, электронные носители могут иметь однократную или многократную запись. Здесь подразумеваются устройства:

оптические;
полупроводниковые;
магнитные.

Каждый из этих механизмов имеет несколько видов оборудования.

Электронный носитель информации - это, прежде всего, ряд преимуществ перед бумажными вариантами. Во-первых, благодаря технологиям объем архивируемых данных может быть практически неограниченным. Во-вторых, сам сбор и подача актуальной информации эргономичные и быстрые. В-третьих, цифровые данные представлены в удобном виде.

Но электронный носитель имеет и свои недостатки. К примеру, сюда можно отнести ненадежность оборудования, в некоторых случаях габариты устройства, зависимость от электроэнергии, а также требования к постоянному наличию аппарата, который бы мог считывать файлы с такого цифрового накопителя.

Разновидность: оптические диски

Электронный носитель информации - это устройство, которое может быть оптическим, полупроводниковым, магнитным. Это единственная классификация такого оборудования.

В свою очередь, оптические устройства также делятся на виды. Сюда относят лазерный диск, компакт-диск, мини-диски, Blu-ray, HD-DVD и так далее. Оптический диск назван так благодаря технологии считывания информации. Чтение с диска происходит с помощью оптического излучения.

Идея этого электронного носителя зародилась давно. Ученые, которые разрабатывали технологию, были удостоены Нобелевской премии. Способ воспроизводить информацию с оптического диска появился еще в 1958 году.

Сейчас оптический электронный носитель имеет 4 поколения. В первом поколении были: лазерный диск, компакт-диск и мини-диск. Во втором поколении популярными стали DVD и CD-ROM. В третьем поколении выделились Blu-ray и HD-DVD. В четвертом поколении активно развиваются Holographic Versatile Disc и SuperRens Disc.

Полупроводниковые носители

Следующий вид электронного носителя информации - это полупроводниковый. Сюда относят флеш-накопители и SSD-диски.

Флеш-память - это самый популярный электронный носитель, который имеет полупроводниковую технологию и программируемую память. Он востребован благодаря своим небольшим размерам, невысокой цене, механической прочности, приемлемому объему, скорости работы и низкому потреблению энергии.

Недостатками такого варианта являются ограниченный срок использования и зависимость от электростатического разряда. Впервые о флеш-накопителе заговорили в 1984 году.

SSD-диск - это полупроводниковый электронный носитель, который также называют твердотельным накопителем. Он пришел на смену жесткому диску, хотя на данный момент полностью не заменил его, а лишь стал дополнением к домашним системам. В отличие от жесткого диска, твердотельный накопитель основан на микросхемах памяти.

Главными преимуществами такого носителя являются его компактные размеры, высокая скорость, износостойкость. Но вместе с этим у него большая стоимость.

Магнитные диски

И последним видом электронного носителя считаются магнитные устройства. К ним относят магнитные ленты, дискеты и жесткие диски. Поскольку первое и второе оборудование сейчас не используется, речь пойдет о ЖД.

Жесткий диск - это устройство, которое имеет произвольный доступ и основано на технологии магнитной записи. На данный момент это основной накопитель большинства современных компьютерных систем.

Его главным отличием от предыдущего вида, дискеты, является то, что запись осуществляется на алюминиевые или стеклянные пластины, которые покрывают слоем ферромагнитного материала.

Другие варианты

Несмотря на то что, говоря об электронных носителях, мы часто вспоминаем устройства, подключаемые к компьютеру, это не значит, что данное понятие применяется только в компьютерной технологии.

Распространение электронного носителя связано с удобством его использования, высокой скоростью записи и чтения. Поэтому это оборудование вытесняет бумажные носители.

Документы

Что такое паспорт с электронным носителем информации? Сначала этот вопрос может загнать человека в тупик. Но если хорошенько поразмыслить, то вспоминается такое понятие, как «биометрический паспорт».

Это государственный документ, который удостоверяет личность и гражданство путешественника в момент его переезда за границу государства и нахождения в другой стране. По сути, перед нами тот же паспорт, но с некоторыми нюансами.

Разница между биометрическим документом и традиционным паспортом в том, что первый является носителем специально вмонтированной микросхемы, которая хранит фотокарточку владельца и его личные данные.

Благодаря небольшой микросхеме можно получить фамилию, имя и отчество владельца документа, его дату рождения, номер паспорта, время выдачи и конец периода действия. По образцу, в микросхеме должны находиться биометрические данные человека. Сюда относят рисунок радужной оболочки глаза либо отпечаток пальца.

Введение документа: преимущества и недостатки

Несмотря на то что биометрический паспорт давно введен многими государствами, некоторые граждане негативно к нему относятся. Но у этого документа есть как преимущества, так и недостатки.

К преимуществам можно отнести то, что прохождение пограничного пункта теперь не занимает много времени. Если в таких местах есть специальное оборудование, которое может считывать микрочип, то прохождение границы становится безопасным и быстрым.

Но биометрический паспорт нравится далеко не всем гражданам. Многие считают, что введение подобного документа является проявлением тотального контроля, за которым стоит правительство США.

Уголовное дело

Развитие электронных носителей информации коснулось многих сфер. Сюда же можно отнести и уголовное дело. В 2012 году в Уголовно-процессуальный кодекс РФ ввели термин электронного носителя информации. Таким образом, подобные устройства могли стать вещественными доказательствами.

Электронные носители информации стали важной деталью при расследовании уголовного дела, при соблюдении некоторых условий. К примеру, данные с носителя должны иметь прямое отношение к расследованию. Кроме того, передачу их должен осуществлять достоверный источник, который можно было бы проверить. Данные должны иметь особый вид, к примеру, представленные видеозаписью, фотографиями, скриншотами и так далее. При изъятии цифровой информации нужно соблюдать установленные законы.

В ходе расследования уголовного дела необходимо вести и учет электронных носителей информации. В этом случае заводится журнал, в котором прописываются все устройства. Каждому присваивается идентификационный номер.

Важность электронных носителей в расследовании уголовного дела является спорным вопросом по сей день. Законодательно подобные устройства не отнесены к какому-либо источнику доказательств. Отсюда могут возникать разногласия.

Выводы

Электронные носители информации для современного человека - настоящая находка. С развитием технологий объемы архивов, которые хранят данные, становятся все больше. С каждым годом появляются новые возможности передачи и чтения информации.

ВНИМАНИЕ!
Здесь приводится очень сокращённый текст реферата. Полную версию реферат по информатике можно скачать бесплатно по указанной выше ссылке.

Виды носителей информации

Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ, то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти). Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например, по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п. Один из вариантов классификация носителей информации представлен на рис. 1.1.

Список носителей информации на рис. 1.1 не является исчерпывающим. Некоторые носители информации мы рассмотрим более подробно в следующих разделах.

Ленточные носители информации

Дисковые носители информации

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты
Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)
Накопители на оптических компакт-дисках:

CD-ROM (Compact Disk ROM)
DVD-ROM

Имеются и другие разновидности дисковых носителей информации, например, магнитооптические диски, но ввиду их малой распространенности мы их рассматривать не будем.

Накопители на гибких магнитных дисках

Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам.

Дискета - портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х - начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД - «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД - «накопитель на гибких магнитных дисках», жаргонный вариант - флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще "печенюшка"). Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства - дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5” дискеты представлен на рис. 1.2.

Накопители на жестких магнитных дисках

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер».

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».

Накопители на оптических дисках

Компакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») - оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные - их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.

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

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

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

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

Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;
Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;
Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

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

Электронные носители информации

Вообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой. Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках, а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»). Микросхема, как можно догадаться, диском не является. Однако операционные системы носители информации с FLASH-памятью определяют как диск (для удобства пользователя), поэтому название «диск» имеет право на существование.

Флэш-память (англ. Flash-Memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи - это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти - NAND). Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость - при выключении энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.

Хранение информации

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга - библиотека, картина - музей, фотография - альбом). Этот процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.

ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.

От информации к данным

Человек по-разному подходит к хранению информации. Все зависит от того сколько ее и как долго ее нужно хранить. Если информации немного ее можно запомнить в уме. Нетрудно запомнить имя своего друга и его фамилию. А если нужно запомнить его номер телефона и домашний адрес мы пользуемся записной книжкой. Когда информация запомнена (сохранена) ее называют данные.

Данные в компьютере имеют различное назначение. Некоторые из них нужны только в течение короткого периода, другие должны храниться длительное время. Вообще говоря, в компьютере есть довольно много «хитрых» устройств, которые предназначены для хранения информации. Например, регистры процессора, регистровая КЭШ-память и т.п. Но большинство «простых смертных» даже не слышали таких «страшных» слов. Поэтому мы ограничимся рассмотрением оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти, к которой относятся уже рассмотренные нами носители информации.

Оперативная память компьютера

Как уже было сказано, в компьютере тоже есть несколько средств для хранения информации. Самый быстрый способ запомнить данные - это записать их в электронные микросхемы. Такая память называется оперативной памятью. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться один байт данных.

У каждой ячейки есть свои адрес. Можно считать, что это как бы номер ячейки, поэтому такие ячейки еще называют адресными ячейками. Когда компьютер отправляет данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обращаясь к адресной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.

Регенерация оперативной памяти

Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из восьми битов, то в ней есть восемь битовых ячеек. Каждая битовая ячейка микросхемы оперативной памяти хранит электрический заряд.

Заряды не могут храниться в ячейках долго - они «стекают». Всего за несколько десятых долей секунды заряд в ячейке уменьшается настолько, что данные утрачиваются.

Дисковая память

Для постоянного хранения данных используют носители информации (см. раздел «Виды носителей информации»). Компакт диски и дискеты имеют относительно небольшое быстродействие, поэтому большая часть информации, к которой необходим постоянный доступ, хранится на жестком диске. Вся информация на диске хранится в виде файлов. Для управления доступом к информации существует файловая система. Имеется несколько типов файловых систем.

Структура данных на диске

Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. У каждой книги в библиотеке есть свой зал, стеллаж, полка и инвентарный номер - это как бы ее адрес. По такому адресу книгу можно найти. Все данные, которые записываются на жесткий диск, тоже должны иметь адрес, иначе их не разыскать.

Файловые системы

Стоит отметить, что структура данных на диске зависит от типа файловой системы. Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы. Файловая система также исполняет три главных функции:

Отслеживание занятого и свободного места
Поддержка имен каталогов и файлов
Отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.

Различные файловые системы используются различными операционными системами (ОС). Некоторые OС могут распознавать только одну файловую систему, в то время как другие OС могут распознавать несколько. Некоторые из наиболее распространенных файловых систем:

FAT (File Allocation Table)
FAT32 (File Allocation Table 32)
NTFS (New Technology File System)
HPFS (High Performance File System)
NetWare File System
Linux Ext2 и Linux Swap

FAT

Файловая система FAT используется DOS, Windows 3.x и Windows 95. Файловая система FAT также доступна в Windows 98/Me/NT/2000 и OS/2.

Файловая система FAT реализуется при помощи File Allocation Table (FAT - Таблицы Распределения Файлов) и кластеров. FAT - сердце файловой системы. Для безопасности FAT имеет дубликат, чтобы защитить ее данные от случайного стирания или неисправности. Кластер - самая маленькая единица системы FAT для хранения данных. Один кластер состоит из фиксированного числа секторов диска. В FAT записано, какие кластеры используются, какие являются свободными, и где файлы расположены в пределах кластеров.

FAT-32

FAT32 - файловая система, которая может использоваться Windows 95 OEM Service Release 2 (версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows 2000. Однако, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51/4.0, более ранние версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не могут загружать или использовать файлы на диске или разделе FAT32.

FAT32 - развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой таблице распределения файлов, более быстрой, чем 16-битовые таблицы, используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает диски или разделы намного большего размера (до 2 ТБ).

NTFS

NTFS (Новая Технология Файловой Системы) доступна только Windows NT/2000. NTFS не рекомендуется использовать на дисках размером менее 400 МБ, потому что она требует много места для структур системы.

Центральная структура файловой системы NTFS - это MFT (Master File Table). NTFS сохраняет множество копий критической части таблицы для защиты от неполадок и потери данных.

HPFS

HPFS (Файловая система с высокой производительностью) - привилегированная файловая система для OS/2, которая также поддерживается старшими версиями Windows NT.

В отличие от файловых систем FAT, HPFS сортирует свои каталоги, основываясь на именах файлов. HPFS также использует более эффективную структуру для организации каталога. В результате доступ к файлу часто быстрее и место используется более эффективно, чем с файловой системой FAT.

HPFS распределяет данные файла в секторах, а не в кластерах. Чтобы сохранить дорожку, которая имеет секторы или не используется, HPFS организовывает диск или раздел в виде групп по 8 МБ. Такое группирование улучшает производительность, потому что головки чтения/записи не должны возвращаться на нулевую дорожку каждый раз, когда ОС нуждается в доступе к информации о доступном месте или местоположении необходимого файла.

NetWare File System

Операционная система Novell NetWare использует файловую систему NetWare, которая была разработана специально для использования службами NetWare.

Linux Ext2 и Linux Swap

Файловые системы Linux Ext2 и Linux были разработаны для ОС Linux OS (Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux Ext2 поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.

Каталоги и путь к файлу

Рассмотрим для примера структуру дискового пространства системы FAT, как самой простой.

Информационная структура дискового пространства - это внешнее представление дискового пространства, ориентированное на пользователя и определяемое такими элементами, как том (логический диск), каталог (папка, директория) и файл. Эти элементы используются при общении пользователя с операционной системой. Общение осуществляется с помощью команд, выполняющих операции доступа к файлам и каталогам.

Источники информации

Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.: ил.
Волк В.К. Исследование функциональной структуры памяти персонального компьютера. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Издательство Курганского государственного университета, 2004 г. – 72 с.

Поиск информации, ее накопление и систематизация - важные информационные процессы, способствующие осмыслению окружающей действительности. Это процессы, необходимые для удовлетворения информационных потребностей человека, для принятия решений и приобретения нового знания. Материалы раздела помогут осознать значимость процессов систематизации и хранения при создании, пополнении и поддержания информационных массивов, грамотно осуществлять выбор современных носителей информации, получать новые знания с помощью разнообразных информационных систем, накапливать и структурировать информацию в сетевом пространстве.

Носитель информации - это любой материальный объект или среда, используемые для хранения и получения информации.

Современные носители информации

Информатизация общества, повсеместное использование информационных и коммуникационных технологий определили появление новых видов носителей информации - «современных». Это носители, которые напрямую связаны с изобретением электронно-вычислительных машин, мобильных средств связи и телекоммуникацонных сетей. Они предназначены для сохранения и представления текстовой, аудио-, видео-, графической информации и мультимедиа.

Какие носители информации известны истории? Первоначально человек фиксировал сведения на песке и земле, потом на камне (скалы, стены пещер), позднее с помощью глиняных и восковых дощечек. Долгие десятилетия существовали пергаментные свитки и папирус. Неудобство в хранении и доступе к информации, недолговечность носителей способствовали поиску новых способов хранения информации. Только в VIII-IX вв. (на Руси в XV в.) благодаря арабам была изобретена бумага. Книга на долгие столетия заняла лидирующие позиции в вопросах сохранности и представлении информации.

Все носители информации на бумажной основе принято называть «традиционными» или «бумажными».

В условиях расширенного инфокоммуникационного образовательного пространства, когда почти у каждого есть персональный компьютер или мобильное устройство с выходом в глобальную сеть Интернет, появились новые способы хранения информации. Самый простой способ - хранить всю необходимую информацию на компьютере. Для этого информация в виде файлов обычно структурируется по тематическим папкам, образуя систему многоуровневых вложений (каталог папок). Преимущества такого способа - простота (достаточно во время работы нажать на кнопку «сохранить») и скорость (сохранение любой информации в любых размерах происходит быстро).

Однако стоит помнить, что у такого выбора есть и ряд недостатков. Во-первых, это ненадежность. Жесткий диск компьютера (HDD - Hard Disk Drive) может быть отформатирован, поражен вирусами или просто выйти из строя из-за внешних факторов воздействия. Во-вторых, самый главный недостаток в условиях динамичности окружающего мира - отсутствие мобильности. Не всегда есть возможность носить с собой ноутбук, а значит, информация теряет свою доступность.

Другой способ хранения информации - в локальных сетях (LAN - Locate Area Network). Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс) или в одном здании (школа, вуз). Через доступ к файловому серверу предоставляется возможность как индивидуального, так и совместного (одновременного) использования хранящихся там данных, приложений, программ.

Популярный способ хранения информации сегодня - использование съемных носителей информации (или отчуждаемых).

Внешний жесткий диск. Это портативное запоминающее устройство, с емкостью хранения до 10 ТБайт, с высокой скоростью записи и чтения информации, имеющий USB-норт для удобного подключения к техническому устройству. Представляет собой жесткий магнитный диск, заключенный в ударостойкий корпус. Это необходимая вещь, если нужно хранить и обрабатывать много видео, работать с одной и той же информацией на разных технических устройствах.

В 1970-1990-х гг. был популярен гибкий магнитный диск (дискета ) с форматами 5,25" (максимальная емкость 1,2 Мб) и 3,5" (1,44 Мб). Сейчас дискеты не используются по причине малой емкости.

Сегодня распространенными носителями информации являются оптические или лазерные диски. По способу записи лазерные диски делятся на CD-R и DVD-R и предназначены только для чтения, на них часто размещают обучающие, игровые программы, электронные учебники. На диски CD-R, DVD-R записать информацию можно только один раз, удалить данные нельзя. На диски CD-RW, DVD-RW информация может быть записана многократно. DVD-диски {англ. Digital Versatile Disc) являются продолжением развития CD-дисков {англ. Compact Disc). Внешне они похожи, однако на DVD можно хранить намного больше информации за счет применения при записи лазера с меньшей длиной волны. По структуре данных DVD бывают четырех типов: DVD-видео, DVD-Audio и DVD-Data. На сегодняшний день CD и DVD-диски - это самые «долгоживущие» носители информации.

HD DVD {англ. High-Definition/Density) - технология записи оптических дисков высокой четкости, разработанная компаниями Toshiba, NEC и Sanyo, использует диски стандартного размера (120 мм в диаметре) и сине-фиолетовый лазер при записи. С появлением технологии Blu-ray появился диск конкурент Blu-ray Disc, BD (Blu-ray - от англ, синий луч и disc - диск) - формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости с повышенной плотностью.

Самым популярным носителем информации в настоящее время является USB флеш-накопитель («флешка»). Это компактное электронное запоминающее устройство, используемое для хранения цифровой информации на флеш-памяти и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъем USB.

Несмотря на постоянную миниатюризацию корпусных размеров, дизайн флешки может представлять собой настоящее произведение искусства.

Карты памяти широко используются в электронных устройствах, включая цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны, ноутбуки, МРЗ-плееры и игровые консоли. Основные разновидности карт памяти - Memory Stick Pro, SD (Secure Digital), SD, SDHC и SDXC. MiniSD и MicroSD (или TransFlash) - их уменьшенные версии, являются стандартом для большинства сотовых телефонов, коммуникаторов и GPS-навигаторов.

К перспективным видам носителей информации можно отнести носители на базе нанотехнологий. Однако, возможно в будущем нам вообще не понадобятся носители информации, все данные будут храниться в сети Интернет. Уже давно существуют сетевые файлообменники. Например, видеосервисы (video.mail.ru, servisvideo, rutube, youtube, myvi.ru, smotri.com); аудиосервисы (prod, studio, odeo, itunesstore, last.fm, soundcloud, zvooq, Google Music, Яндекс.Музыка); фотосервисы (flickr, flamber, panoramio, picasa, fotodia), где можно размещать соответствующую информацию, обсуждать и обмениваться файлами.

Для того чтобы ваши файлы были доступны вам и вашим коллегам на любом компьютере или мобильном устройстве, стоит обратиться к облачным хранилищам данных (облачные сервисы) - (Dropbox, Google Drive, Mega, Яндекс.Диск, Copy.com, Облако@таП.ги, Adrive). Каждому пользователю в сети предоставляется дисковое пространство для хранения личных и коллективно созданных материалов.

В современном обществе можно выделить три основных вида носителей информации:

1) бумажный;

2) магнитный;

3) оптический.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см 3 до 10 10 битов информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако если сравнивать информационную емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден:

Лист формата А4 с текстом (набран на компьютере шрифтом 12-го кегля с одинарным интервалом) - около 3500 символов

Страница учебника - 2000 символов

Гибкий магнитный диск – 1,44 Мб

Оптический диск CD-R(W) – 700 Мб

Оптический диск DVD – 4,2 Гб

Флэш-накопитель - несколько Гб

Съемный жесткий диск или Жесткий магнитный диск– сотни Гб

Таким образом, на дискете может храниться 2-3 книги, а на жестком магнитном диске или DVD - целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Достоинства и недостатки хранения информации во внутренней и внешней памяти. (Достоинство внутренней памяти - быстротавоспроизведения информации, а недостаток- со временем часть информации забывается. Достоинство внешней памяти- большие объемы информации хранится долго, а недостаток- для доступа к определенной информации требуется время (например, чтобы подготовить реферат по предмету необходимо найти, проанализировать и выбрать подходящий материал))

Архив информации

Одним из наиболее широко распространенных видов сервисных программ являются программы, предназначенные для архивации, упаковки файлов путем сжатия хранимой в них информации.

Сжатие информации - это процесс преобразования информации, хранящейся в файле, к виду, при котором уменьшается избыточность в ее представлении и соответственно требуется меньший объем памяти для хранения.

Сжатие информации в файлах производится за счет устранения избыточности различными способами, например за счет упрощения кодов, исключения из них постоянных битов или представления повторяющихся символов или повторяющейся последовательности символов в виде коэффициента повторения и соответствующих символов. Применяются различные алгоритмы подобного сжатия информации.

Сжиматься могут как один, так и несколько файлов, которые в сжатом виде помещаются в так называемый архивный файл или архив.

Архивный файл - это специальным образом организованный файл, содержащий в себе один или несколько файлов в сжатом или несжатом виде и служебную информацию об именах файлов, дате и времени их создания или модификации, размерах и т.п.

Целью упаковки файлов обычно являются обеспечение более компактного размещения информации на диске, сокращение времени и соответственно стоимости передачи информации по каналам связи в компьютерных сетях. Кроме того, упаковка в один архивный файл группы файлов существенно упрощает их перенос с одного компьютера на другой, сокращает время копирования файлов на диски, позволяет защитить информацию от несанкционированного доступа, способствует защите от заражения компьютерными вирусами.

Степень сжатия зависит от используемой программы, метода сжатия и типа исходного файла. Наиболее хорошо сжимаются файлы графических образов, текстовые файлы и файлы данных, для которых степень сжатия может достигать 5 - 40%, меньше сжимаются файлы исполняемых программ и загрузочных модулей - 60 - 90%. Почти не сжимаются архивные файлы. Программы для архивации отличаются используемыми методами сжатия, что соответственно влияет на степень сжатия.

Архивация (упаковка) - помещение (загрузка) исходных файлов в архивный файл в сжатом или несжатом виде. Разархивация (распаковка) - процесс восстановления файлов из архива точно в таком виде, какой они имели до загрузки в архив. При распаковке файлы извлекаются из архива и помещаются на диск или в оперативную память;

Программы, осуществляющие упаковку и распаковку файлов, называются программами-архиваторами .

Большие по объему архивные файлы могут быть размещены на нескольких дисках (томах). Такие архивы называются многотомными. Том - это составная часть многотомного архива. Создавая архив из нескольких частей, можно записать его части на несколько дискет.

Основными характеристиками программ-архиваторов являются:

скорость работы;

сервис (набор функций архиватора);

степень сжатия – отношение размера исходного файла к размеру упакованного файла.

Основными функциями архиваторов являются:

· создание архивных файлов из отдельных (или всех) файлов текущего каталога и его подкаталогов, загружая в один архив до 32 000 файлов;

· добавление файлов в архив;

· извлечение и удаление файлов из архива;

· просмотр содержимого архива;

· просмотр содержимого архивированных файлов и поиск строк в архивированных файлах;

· ввод в архив комментарии к файлам;

· создание многотомных архивов;

· создание самораспаковывающихся архивов, как в одном томе, так и в виде нескольких томов;

· обеспечение защиты информации в в архиве и доступ к файлам, помещенным в архив, защиту каждого из помещенных в архив файлов циклическим кодом;

· тестирование архива, проверка сохранности в нем информации;

· восстановление файлов (частично или полностью) из поврежденных архивов;

· поддержки типов архивов, созданных другими архиваторами и др.