§7 Хранение информации. Хранение информации - целая наука

Информатика и ИКТ 10-11 класс Семакин, Информатика 10-11 класс Семакин, Хранение информации, Использование магнитных носителей информации, Использование оптических дисков и флэш-памяти

Из базового курса вам известно:
Человек хранит информацию в собственной памяти, а также в виде записей на различных внешних (по отношению к человеку) носителях: на камне, папирусе, бумаге, магнитных и оптических носителях и пр. Благодаря таким записям, информация передается не только в пространстве (от человека к человеку), но и во времени — из поколения в поколение.
Рассмотрим способы хранения информации более подробно.
Информация может храниться в различных видах: в виде записанных текстов, рисунков, схем, чертежей; фотографий, звукозаписей, кино- или видеозаписей. В каждом случае применяются свои носители.
Носитель — это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.
Практически носителем информации может быть любой материальный объект. Информацию можно сохранять на камне, дереве, стекле, ткани, песке, теле человека и т. д. Здесь мы не станем обсуждать различные исторические и экзотические варианты носителей. Ограничимся современными средствами хранения информации, имеющими массовое применение.
Использование бумажных носителей информации
Носителем, имеющим наиболее массовое употребление, до сих пор остается бумага. Изобретенная во II веке н. э. в Китае, бумага служит людям уже 19 столетий.
Для сопоставления объемов информации на разных носителях будем пользоваться единицей — байтом, считая, что один знак текста «весит» 1 байт . Нетрудно подсчитать информационный объем книги, содержащей 300 страниц с размером текста на странице примерно 2000 символов. Текст такой книги имеет объем примерно 600 000 байтов, или 586 Кб. Средняя школьная библиотека, фонд которой составляют 5000 томов, имеет информационный объем приблизительно 2861 Мб = 2,8 Гб.
Что касается долговечности хранения документов, книг и прочей бумажной продукции, то она очень сильно зависит от качества бумаги, красителей, используемых при записи текста, условий хранения. Интересно, что до середины XIX века (с этого времени для производства бумаги начали использовать древесину) бумага делалась из хлопка и текстильных отходов — тряпья. Чернилами служили натуральные красители. Качество рукописных документов того времени было довольно высоким, и они могли храниться тысячи лет. С переходом на древесную основу, с распространением машинописи и средств копирования, с началом использования синтетических красителей срок хранения печатных документов снизился до 200-300 лет.
На первых компьютерах бумажные носители использовались для цифрового представления вводимых данных. Это были перфокарты: картонные карточки с отверстиями, хранящие двоичный код вводимой информации. На некоторых типах ЭВМ для тех же целей применялась перфорированная бумажная лента.
Использование магнитных носителей информации
В XIX веке была изобретена магнитная запись . Первоначально она использовалась только для сохранения звука. Самым первым носителем магнитной записи была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале XX столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Тогда же (в 1906 г.) был выдан и первый патент на магнитный диск . Качественные характеристики всех этих носителей были весьма низкими. Достаточно сказать, что для производства 14-часовой магнитной записи устных докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км, или около 100 кг проволоки.
В 20-х годах XX века появляется магнитная лента сначала на бумажной, а позднее — на синтетической (лавсановой) основе, на поверхность которой наносится тонкий слой ферромагнитного порошка. Во второй половине XX века на магнитную ленту научились записывать изображение, появляются видеокамеры, видеомагнитофоны.
На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. Любая компьютерная информация на любом носителе хранится в двоичном (цифровом) виде. Поэтому независимо от вида информации: текст это, или изображение, или звук — ее объем можно измерить в битах и байтах. На одну катушку с магнитной лентой, использовавшейся в лентопротяжных устройствах первых ЭВМ, помещалось приблизительно 500 Кб информации.
С начала 1960-х годов в употребление входят компьютерные магнитные диски: алюминиевые или пластмассовые диски, покрытые тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в дисковод компьютера.
Последние традиционно называют винчестерскими дисками.
Винчестер компьютера — это пакет магнитных дисков, надетых на общую ось. Информационная емкость современных винчестерских дисков измеряется в гигабайтах (десятки и сотни Гб). Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма вмещает около 1,4 Мб данных. Гибкие диски в настоящее время выходят из употребления.
В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.
Использование оптических дисков и флэш-памяти
Применение оптического, или лазерного, способа записи информации начинается в 1980-х годах. Его появление связано с изобретением квантового генератора — лазера, источника очень тонкого (толщина порядка 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 « перфорированной» поверхности лазерного луча с меньшей энергией («холодного» луча). Благодаря высокой плотности записи, оптические диски имеют гораздо больший информационный объем, чем однодисковые магнитные носители. Информационная емкость оптического диска составляет от 190 Мб до 700 Мб. Оптические диски называются компакт-дисками (CD).
Во второй половине 1990-х годов появились цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) с большой емкостью, измеряемой в гигабайтах (до 17 Гб). Увеличение их емкости по сравнению с CD-дисками связано с использованием лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи. Вспомните пример со школьной библиотекой. Весь ее книжный фонд можно разместить на одном DVD.
В настоящее время оптические диски (CD и DVD) являются наиболее надежными материальными носителями информации, записанной цифровым способом. Эти типы носителей бывают как однократно записываемыми — пригодными только для чтения, так и перезаписываемыми — пригодными для чтения и записи.
В последнее время появилось множество мобильных цифровых устройств: цифровые фото- и видеокамеры, МРЗ-плееры, карманные компьютеры, мобильные телефоны, устройства для чтения электронных книг, GPS-навигаторы и др. Все эти устройства нуждаются в переносных носителях информации. Но поскольку все мобильные устройства довольно миниатюрные, то и к носителям информации для них предъявляются особые требования. Они должны быть компактными, обладать низким энергопотреблением при работе, быть энергонезависимыми при хранении, иметь большую емкость, высокие скорости записи и чтения, долгий срок службы. Всем этим требованиям удовлетворяют флэш-карты памяти. Информационный объем флэш-карты может составлять несколько гигабайтов.
В качестве внешнего носителя для компьютера широкое распространение получили так называемые флэш-брелоки (их называют в просторечии «флэшки»), выпуск которых начался в 2001 году. Большой объем информации, компактность, высокая скорость чтения/записи, удобство в использовании — основные достоинства этих устройств. Флэш-брелок подключается к USB-порту компьютера и позволяет скачивать данные со скоростью около 10 Мб в секунду.
В последние годы активно ведутся работы по созданию еще более компактных носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих на уровне атомов и молекул вещества. В результате один компакт- диск , изготовленный по нанотехнологии, сможет заменить тысячи лазерных дисков. По предположениям экспертов приблизительно через 20 лет плотность хранения информации возрастет до такой степени, что на носителе объемом примерно с кубический сантиметр можно будет записать каждую секунду человеческой жизни.
Система основных понятий

Хранение информации
Носители информации
Нецифровые	Цифровые (компьютерные)
Исторические: пергамент, шелк и др. Современные:	Магнитные	Оптические	Флэш-носители
	Ленты Диски Карты		Флэш- Флэш- карты брелоки
	Факторы качества носителей
	Вместимость - плотность хранения дан-ных, объем данных	Надежность хранения - максимальное время сохранности дан-ных, зависимость от условий хранения
	Наибольшей вместимостью и надежностью на сегодня обладают оптические носители CD и DVD
	Перспективные виды носителей: носители на базе нанотехнологий

Современные способы хранения информации можно разделить на две группы – способы хранения на физических носителях и способы хранения, основанные на облачных технологиях.

К существующим физическим носителям информации можно отнести оптические диски, твердотельные носители и магнитные жесткие диски. Оптические диски позволяют хранить ограниченный объем информации, имеют низкую скорость записи, чувствительны к механическим повреждениям, воздействию температур. Самыми распространенными носителями информации являются твердотельные носители информации (флеш-карты, карты памяти, твердотельные жесткие диски). Они характеризуются высокой скоростью записи, малыми размерами и устойчивостью к механическим повреждениям, объемы ранимой информации намного больше, чем у оптических дисков, но пока уступают объемам, хранимым на жестких магнитных дисках. Магнитные жесткие диски отличаются высокой скоростью записи информации, высокой надежностью хранения данных и большими объемами памяти, однако, они очень чувствительны к механическому воздействию.

В последнее время набирают популярность облачные технологии хранения данных. Информация хранится на многочисленных, распределённых в сети серверах, при этом пользователи не видят структуру серверов, они работают в облаке – одном большом виртуальном сервере.

Одним из популярных облачных хранилищ данных является Google Drive (https://drive.google.com), которое позволяет хранить 30 типов файлов, предоставляет инструменты для работы с документами в режиме он-лайн. Объем бесплатного пространства составляет 15Гб, дополнительно можно приобрести от 100Гб (1,99$ в месяц) до 30Тб (299.99$ в месяц). Кроме доступа к сервису через веб-интерфейс, есть возможность доступа через клиенты для Windows, Mac OS и Android, iOS.

Облачное хранилище OneDrive (http://onedrive.com) от компании Microsoft интегрировано с Office365, что позволяет непосредственно из приложения создавать, редактировать, сохранять файлы Excel, OneNote, PowerPoint и Word в облаке. Сервис дает возможность бесплатного хранения 5Гб, платное хранилище от 50Гб за $1,99 в месяц, что в два раза дороже, чем Google Drive.

Dropbox (http://www.dropbox.com) - облачное хранилище данных, предоставляющее бесплатно 2Гб пространства, но позволяющее увеличить этот объем до 48Гб путем выполнения ряда условий (приглашение друга, просмотр обзора о Dropbox, установка программы Dropbox на компьютер, размещение файлов в папке Dropbox, установка Dropbox на других компьютерах, к которым имеется доступ, предоставление общего доступа друзьям и коллегам, установка приложения на мобильные устройства). Платное хранилище имеет объем 1Тб и стоит €9.99 в месяц. Преимуществом Dropbox является простота в использовании и высокая скорость работы. Для того, чтобы поместить файлы в облако, достаточно положить файлы в папку Dropbox на компьютере, открыть к ней доступ и синхронизировать с нужным устройством. При редактировании файлов, размещенных ранее в облаке, копируется на сервер только изменена часть. Dropbox дает возможность восстановить данные после того, как они были удалены с сервера, а так же просмотреть историю изменения файлов за 30 дней. Для обеспечения конфиденциальности Dropbox предлагает инструмент BoxCryptor, который шифрует файлы перед передачей в облако.

Самым бюджетным облачным хранилищем является Mega (https://mega.co.nz). Стартовый бесплатный объем составляет 50Гб, а 4Тб в месяц стоит 8.33$. Особенностью этого хранилища является забота о конфиденциальности. Данные шифруются в браузере, передаются в облако, ключи дешифрования не публикуются в открытом доступе, а передаются между доверяющими друг другу пользователями.

Яндекс.Диск (http://disk.yandex.ru/) – облачное хранилище, предоставляющее бесплатно 10Гб, дающее возможность расширить бесплатный объем до 60Гб путем участия в акциях. За 0.5$ в месяц можно приобрести дополнительных 10Гб, стоимость 1Тб составляет примерно 3.5$. Яндекс.Диск интегрирован в офисный пакет Microsoft Office, а так же дает возможность автоматической загрузки фото и видеофайлов с цифровых камер и внешних носителей информации.

Облако@mail.ru (https://cloud.mail.ru/) – облачное хранилище от Mail.ru, дающее возможность бесплатного хранения 25Гб, имеющее доступ через мобильные приложения для Android и iOS, клиент для Linux. В облако можно автоматически загружать фотографии с телефона через мобильные приложения.

Amazon Web Services (https://aws.amazon.com) - платформа облачных сервисов, поддерживающее различные варианты хранения данных (объектное хранилище, блочное хранилище, хранилище файловых систем, архивное хранилище, интегрированное хранилище), различные сетевые решения (виртуальное частное облако, прямое подключение, балансировка нагрузки), инструменты обработки данных и формирования баз данных, корпоративные приложения и мобильные сервисы. Пользование бесплатно платформой возможно в течении первых 12 месяцев, а потом будет взиматься плата за те сервисы, которые используются.

Дополнить список перечисленных облачных хранилищ можно следующими облачными системами Bitcasa (http://bitcasa.com), Yunpan360 (http://yunpan.360.cn/), 4shared (http://www.4shared.com), SugarSync (https://www.sugarsync.com), Box.net (http://box.net), iDrive (http://www.idrive.com), OpenDrive (http://www.opendrive.com), Syncplicity (http://www.syncplicity.com), MediaFire (http://www.mediafire.com/), Cubby (https://www.cubby.com/), ADrive (http://www.adrive.com/).

Хранение и накопление информации вызвано многократным ее использованием, применением постоянной информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки.

Хранение информации осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку.

Поиск данных — ϶ᴛᴏ выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей корректировке или замене запроса на нужную информацию.

Основной принцип хранения информации можно сформулировать следующим образом: сохраненная информация всегда имеет форму «следа», оттиска на каком-нибудь носителе.

Тип носителя роли не играет. Это может быть камень, дерево, бумага, магнитная лента или фотопленка. След в форме некᴏᴛᴏᴩого знака-буквы на камне, дереве, бумаге может быть нанесен непосредственно человеческой рукой, вооруженной резцом, кистью или карандашом. Стоит заметить, что он виден невооруженным взглядом и может быть легко прочитан.

Использование в качестве носителей информации фотопленки, магнитной ленты и лазерного диска требует специальных устройств - преобразователей информации. Так, для записи информации на фотопленку требуется фотоаппарат, а для считывания информации - проектор. Магнитная запись и считывание информации осуществляется с помощью более сложного устройства - магнитофона.

Характерной чертой всех данных типов носителей будет необходимость в специальных технических устройствах как для записи, так и для считывания информации. Это означает возможность механизации и автоматизации процессов записи и чтения информации, делает их независимыми от присутствия человека.

Для хранения больших массивов информации применяются разнообразные запоминающие устройства. Очень большие массивы информации хранятся на внешних запоминающих устройствах (ВЗУ) К ним ᴏᴛʜᴏϲᴙтся запоминающие устройства на:

дисках (ЗУД);
магнитном барабане (МБ);
магнитных лентах (МЛ);
перфорационных лентах (ПЛ);
магнитных картах (МК) и т.п.

Приведенные ВЗУ ᴏᴛʜᴏϲᴙтся к классу ЗУ с перемещением носителя информации. Достоинством таких ЗУ, наряду с большой емкостью, будет низкая стоимость хранения единицы информации, а недостатком - наличие механических узлов перемещения, накладывающим ограничения на скорость работы. С позиции организации хранения информации ВЗУ подразделяются на ЗУ с несменяемым носителем, или ЗУ со сменным носителем (МБ, МК), позволяющими создавать библиотеки и архивы с практически неограниченным объемом данных. Перемещение носителя при считывании может быть непрерывным (МБ, ЗУД) или стартстопным (МЛ, ПЛ), при кᴏᴛᴏᴩом оно происходит только во время обращения к ВЗУ. Выборка блоков информации из ЗУ при ϶ᴛᴏм производится по принципу последовательного или произвольного обращения. В последнем случае блок информации с произвольным адресом выбирается за постоянный промежуток времени. По организации связи различают ВЗУ, работающие под управлением машины (подключающиеся к ней автоматически без вмешательства оператора) и неуправляемые машиной (требующие участия оператора в установке блоков с хранимой информацией) Перспективы ВЗУ, использующие фотооптический способ с высокоскоростным сканированием, способ термопластической записи с применением записи с оптическим воспроизведением и др.

Запоминающее устройство на дисках — ϶ᴛᴏ ЗУ, в кᴏᴛᴏᴩом в качестве накопителя используется магнитный диск. Стоит заметить, что оно состоит из накопителя (пакет дисков), блока выборки (набор магнитных головок с пневматическим или гидравлическим приводом и электронная система преобразования кода адреса в ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙующее перемещение головок), блока записи-считывания числа (набор усилителей воспроизведения и записи) и блока местного управления. Скорость работы ЗУ определяется скоростью вращения дисков и принятой системой выборки. Среднее время обращения к ЗУД составляет 15 — 150 мс, а емкость —10 7 — 8-10 10 бит. Используется в качестве внешнего запоминающего устройства для хранения больших объемов информации и больших библиотек программ.

Запоминающее устройство на магнитном барабане — ϶ᴛᴏ ЗУ, в кᴏᴛᴏᴩом в качестве накопителя информации применяют магнитный барабан (МБ) Стоит сказать, для реализации обращения к ЗУ на МБ используется дорожка синхронизирующих маркеров, нанесенная на МБ, в процессе изготовления. Маркерные сигналы, считываемые магнитной головкой, после усиления подаются на счетчик адресов, устанавливаемый в нулевое положение перед приходом первого синхронизирующего маркера. Содержимое счетчика сравнивается с содержимым регистра адреса. В момент совпадения показателя счетчика с кодом адреса, заданным командой, выдается сигнал обращения, по кᴏᴛᴏᴩому производится запись или считывание числа. Время обращения к ЗУ на МБ определяется временем оборота МБ и составляет десятки миллисекунд. На поверхности МБ размещается до 10 7 — 10 8 бит информации. ЗУ на МБ используют в основном в качестве внешнего запоминающего устройства.

Сегодня совершенствование компьютера как универсального средства обработки информации привело к созданию целого ряда устройств, специально предназначенных для хранения информации в электронной форме.

Нужно помнить, такие современные материалы, как фотопленка и магнитная лента, способны удовлетворить большинству требований, но они не лишены недостатков. Общеизвестно, что со временем фотоснимки темнеют, прослушивание грампластинок сопровождается потрескиванием, а магнитные записи после многократного проигрывания начинают «шуметь». Сегодня самый распространенный способ хранения информации - магнитная запись . Но и она может быть испорчена под воздействием температуры или магнита.

Для хранения информации в автоматизированных системах, управляемых компьютером, все реже могут быть использованы магнитные ленты, их место заняли магнитные диски. Принцип записи информации на магнитный диск такой же, как и на магнитную ленту. Различие исключительно в том, что запись на магнитную ленту производится последовательно, одна за другой, и так же считывается, а на магнитном диске запись последовательна, а считывание можно проводить в любом порядке.

Магнитный диск представляет собой тонкий и гибкий пластмассовый диск, покрытый с двух сторон магнитным порошком, подобным используемому в магнитных лентах. Это позволяет записывать информацию на обе его поверхности, чем достигается двукратное повышение его информационной емкости. Чтобы при работе с диском его не надо было переворачивать, запись и чтение осуществляется двумя магнитными головками (каждая со ϲʙᴏей стороны диска) Этот вид носителя получил название «гибкий магнитный диск» , а устройство для чтения и записи информации не него - дисковод .

Но наряду с удобством (легкость, компактность, долговечность) ему присущи и недостатки: повышенная температура разрушает записанную информацию, тонкий материал требует осторожного обращения, влажность затрудняет считывание. Еще в середине 60-х годов появилась идея создания диска из жесткого материала и помещенного в замкнутый объем, из кᴏᴛᴏᴩого откачан воздух (при ϶ᴛᴏм ни нагрев, ни влажность ему уже не страшны) Такой диск получил название "жесткий диск" (hard disk ) или винчестер .

Для увеличения информационной емкости винчестер делают из нескольких дисков, расположенных на одной оси, а размеры магнитных головок уменьшают, добиваясь получения более узких магнитных дорожек, записываемых на диске. Это позволяет в десятки и сотни раз увеличить количество информации, записываемой на такой диск, при повышенной надежности ее хранения.

При этом увеличение информационной емкости винчестера по сравнению с гибким магнитным диском лишает его мобильности. Материал опубликован на http://сайт
Жесткий диск гораздо тяжелее гибкого диска, сложнее в подключении и его неудобно переносить с одного компьютера на другой. По϶ᴛᴏму сегодня для хранения больших объемов информации используют винчестер, а для передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой - гибкий магнитный диск.

Со временем объем информации, с кᴏᴛᴏᴩой работает человек и кᴏᴛᴏᴩую ему надо передать другому человеку, возрастал, пока не превысил информационную емкость гибкого магнитного диска как мобильного (переносного) средства хранения информации. Это привело сначала к "возрождению" кассет с магнитной лентой как мобильных носителей информации (их большая емкость, несмотря на неудобство поиска и считывания информации, дает им преимущество по сравнению с гибкими дисками), а затем к созданию нового типа носителя - лазерного диска .

Лазерный диск - трехслойный диск, изготовленный из стекла или прочной пластмассы. В нем между двумя тонкими защитными слоями пластмассы (стекла) помещен тонкий слой металлической фольги из серебра или даже из золота. Запись информации на такой диск осуществляется лучом лазера, пробегающим по спиральной дорожке от края диска к его центру и выжигающим в металлической фольге микроскопические «дырочки». Информация кодируется количеством «дырочек» и их расположением на спиральной дорожке. Лазерный луч очень тонок, и ширина дорожки получается в десятки раз тоньше человеческого волоса. Это позволяет получить плотность записи информации, недостижимую для магнитных дисков. Считывание информации осуществляется слабым лучом лазера. Выжженные и сохранившиеся участки фольги по-разному отражают луч. Отраженный луч улавливается фотоэлементом и расшифровывается. Лазерные диски иначе называют оптическими , поскольку запись и чтение информации осуществляются с помощью света.

Но записать информацию на лазерный диск можно всего один раз, ведь металлическая фольга уже «испорчена». Это означает, что в отличие от магнитного диска, диск лазерный не позволяет перезаписывать информацию и пригоден только для считывания. По϶ᴛᴏму он не способен заменить магнитные диски и ленты. При этом для хранения неизменяемой информации нет более удобного носителя.

В последние годы найдены материалы, сочетающие в себе достоинства магнитного и оптического носителей и позволяющие перезаписывать информацию, хранящуюся на диске.
Стоит отметить, что основными достоинствами магнитооптических дисков будут большая информационная емкость, компактность, мобильность, возможность перезаписи хранящейся информации.

Мы поделимся опытом в работе с разными накопителями и расскажем, какие из них надежные, а на каких лучше не хранить ничего ценного. Вы узнаете, как сохранить данные в целости и сохранности, хотя бы на столетие.

Общие правила хранения ценной информации

Есть несколько правил, работающие в отношении любой информации, которую важно сохранить в целости и сохранности. Если не хотите потерять дорогие сердцу фотографии, важные документы или ценные работы, то:

Создайте как можно больше копий. Таким образом вы подстрахуете себя несколькими запасными копиями и в случае потери одной копии у вас еще останется парочка других экземпляров.
Храните данные только в самых распространенных и общепринятых форматах. Не стоит прибегать к экзотике и применять малоизвестные типы файлов, ведь в один прекрасный день, просто не сможете найти программу для его открытия (к примеру тексты лучше хранить в ODF или TXT, а не DOCX и DOC).
Сделав несколько копий, разместите их на разных носителях, не стоит хранить все на одном и том же жестком диске.
Не используйте сжатие или шифрование данных. Если такой файл даже немного повредится, уже никогда не выйдет получить к нему доступ и открыть содержимое. Для длительного хранения медиа файлов применяйте несжатые форматы. Для аудио это WAV, для изображений подходят RAW, TIFF и BMP, видео файлы – DV. Правда тут понадобится носитель достаточно большой емкости, чтобы вместить такие файлы.
Постоянно проверяйте целостность своей информации и создавайте дополнительные копии новыми способами и на более новых устройствах.

Такие простые правила помогут вам на долгие годы сберечь важные документы, дорогие фото и видео записи. А сейчас рассмотрим где дольше всего информация будет в целости и сохранности.

Про популярные носители и их надежность

К самым распространенным и популярным способам хранения цифровой информации относится – использование жестких дисков, Flash-носители (SSD диски, флешки и карты памяти), запись оптических дисков (CD, DVD и диски Blu-Ray). Дополнительно, существует масса облачных хранилищ для любых данных (Dropbox, Яндекс Диск, Google Drive и многие другие).

Как вы думаете, что из всего перечисленного является лучшим местом хранения важной информации? Давайте изучим каждый из этих способов.

Как вы поняли, среди самых доступных способов, лучше всего хранить свои данные именно на оптических дисках. Но не все из них способны справиться с течением безжалостного времени и дальше вы узнаете, какие лучше подходят для наших целей. Кроме того, хорошим решением будет использование сразу нескольких, упомянутых способов, одновременно.

Используем оптические диски правильно!

Возможно, некоторые из вас наслышаны о том, как долго можно сохранить информацию на оптических дисках типа CD или DVD. Некоторые, наверное, даже записали определенные данные на них, но через время (несколько лет) не удалось прочесть диски.

На самом деле тут нет ничего удивительного, срок хранения информации на подобных носителях тоже зависит от многих факторов. В первую очередь, важную роль играет качества самого диска и его тип. Кроме этого следует и придерживаться определенных условий хранения и процесса записи.

Не используйте для долговременного хранения перезаписываемые виды дисков (CD-RW, DVD-RW), они не созданы для этих целей.
Тестирование показало, что статистически наиболее длительный срок хранения информации именно у CD-R дисков и он превышает 15 лет. Только половина всех проверенных DVD-R показала подобные результаты. Что касается Blu-ray, то тут точную статистику найти не удалось.
Не стоит гнаться за дешевизной и покупать болванки которые продаются за копейки. Они имеют очень низкое качество и не подойдут для важной информации.
Записывайте диски на минимальной скорости и делайте все в одну сессию записи.
Диски должны хранится в защищенном от прямых солнечных лучей месте, со стабильной, комнатной температурой и умеренной влажностью. Не подвергайте их никаким механическим воздействиям.
В отдельных случаях, на саму запись влияет и качество привода, который «нарезает» болванки.

Какой стоит выбрать диск для хранения данных?

Как вы уже поняли, диски бывают разные. Все главные отличия связанны с отражающей поверхностью, типом поликарбонатной основы и качеством в целом. Даже есть брать продукцию одной и той же фирмы, но изготовленную в разных странах, то даже тут качество может различаться на порядок.

В качестве поверхности, на которую производится запись используют цианиновый, фталоцианиновый или металлизированные слои. Отражающая поверхность создается золотым, серебряным или из сплавов серебра покрытием. Наиболее качественные и долговечные диски изготавливаются именно из фталоцианина с золотым напылением (т. к. золото не подвержено окислению). Но есть диски и с другими комбинациями этих материалов, которые также могут похвастаться хорошей долговечностью.

К большому огорчению привела попытка отыскать специальные диски для хранения данных, у нас их практически не реально встретить. При желании, такие оптические носители можно заказать через интернет (далеко не всегда дешево). Среди лидеров, которые могут сохранить вашу информацию как минимум на столетие можно выделить DVD-R и CD-R Mitsui (этот производитель вообще гарантирует до 300 лет хранения), MAM-A Gold Archival, JVC Taiyu Yuden и Varbatium UltraLife Gold Archival.

К числу самых идеальных вариантов, для хранения цифровой информации можно добавить и Delkin Archival Gold, которые вообще нигде не встретились на территории нашей страны. Но как уже было сказано, все перечисленное можно без особого труда заказать в интернет-магазинах.

Из доступных дисков, которые можно у нас встретить, самым качественными и способными обеспечить сохранность информации как минимум на десятилетие будут:

Verbatium, Индийского, Сингапурского, ОАЭ или Тайваньского изготовления.
Sony, которые создаются в том же Тайване.

Но тот факт, что эти все диски умеют долго хранить информацию еще не гарантирует, что она на долго сохранится. Поэтому не забывайте придерживаться тех правил, которые мы выделили еще в самом начале.

Взгляните на следующий график, на нем обозначена зависимость появления ошибок считывания данных, от времени нахождения оптического диска в агрессивной среде. Понятное дело, что график создан именно для маркетингового продвижения товара, но все же обратите внимание, что на нем есть очень любопытная Millenniata, на дисках которой вообще не появляются ошибки. Сейчас мы о ней узнаем больше.

Millenniata M-Disk

Среди продукции этой компании есть диски серии M-Disk DVD-R и M-Disk Blu-Ray способные хранить важные данные сроком до 1000 лет. Такая потрясающая надежность достигается использованием в основе дисков неорганического стеклоуглерода, который в отличии от остальных дисков, где используются органические материалы, не подвержен окислению, разложению под действием света и тепла. Такие диски легко будут переносить попадание кислот, щелочей и растворителей, а также могут похвастаться более высокой стойкостью к механическим воздействиям.

Во время записи, на поверхности, в прямом смысле слово прожигаются небольшие окошки (на обычных дисках происходит пигментация пленки). Основа диска аналогично рассчитана на более серьезные испытания и способна сохранять свою структуру даже под воздействием высоких температур.

Человек хранит информацию в собственной памяти, а также в виде записей на различных внешних (по отношению к человеку) носителях: на камне, папирусе, бумаге, магнитных и оптических носителях и пр. Благодаря таким записям информация передается не только в пространстве (от человека к человеку), но и во времени - из поколения в поколение.

Разнообразие носителей информации

Информация может храниться в различных видах: в виде текстов, в виде рисунков, схем, чертежей; в виде фотографий, в виде звукозаписей, в виде кино- или видеозаписей. В каждом случае применяются свои носители. Носитель - это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.

К основным характеристикам носителей информации относятся: информационный объем или плотность хранения информации, надежность (долговечность) хранения.

Бумажные носители

Носителем, имеющим наиболее массовое употребление, до сих пор остается бумага . Изобретенная во II веке н.э. в Китае, бумага служит людям уже 19 столетий.

Для сопоставления объемов информации на разных носителях будем пользоваться универсальной единицей - байт , считая, что один символ текста “весит” 1 байт. Книга, содержащая 300 страниц, при размере текста на странице примерно 2000 символов имеет информационный объем 600 000 байт, или 586 Кб. Информационный объем средней школьной библиотеки, фонд которой составляет 5000 томов, приблизительно равен 2861 Мб = 2,8 Гб.

Что касается долговечности хранения документов, книг и прочей бумажной продукции, то она очень сильно зависит от качества бумаги, от красителей, используемых при записи текста, от условий хранения. Интересно, что до середины XIX века (с этого времени в качестве бумажного сырья начали использовать древесину) бумага делалась из хлопка и текстильных отходов - тряпья. Чернилами служили натуральные красители. Качество рукописных документов того времени было довольно высоким, и они могли храниться тысячи лет. С переходом на древесную основу, с распространением машинописи и средств копирования, с использованием синтетических красителей срок хранения печатных документов снизился до 200–300 лет.

Магнитные носители

В XIX веке была изобретена магнитная запись. Первоначально магнитная запись использовалась только для сохранения звука. Самым первым носителем магнитной записи была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале XX столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Качественные характеристики всех этих носителей были весьма низкими. Для производства 14-часовой магнитной записи устных докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км, или около 100 кг проволоки.

В 20-х годах прошлого века появляется магнитная лента сначала на бумажной, а позднее - на синтетической (лавсановой) основе, на поверхность которой наносится тонкий слой ферромагнитного порошка. Во второй половине XX века на магнитную ленту научились записывать изображение, появляются видеокамеры, видеомагнитофоны.

На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. На одну катушку с магнитной лентой, использовавшейся в лентопротяжных устройствах первых ЭВМ, помещалось приблизительно 500 Кб информации.

С начала 1960-х годов в употребление входят компьютерные магнитные диски : алюминиевый или пластмассовый диск, покрытый тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, бывают сменными и встроенными в дисковод компьютера. Последние традиционно называют винчестерами, а сменные гибкие диски - флоппи-дисками.

“Винчестер” компьютера - это пакет магнитных дисков, надетых на общую ось . Информационная емкость современных винчестеров измеряется в гигабайтах - десятки и сотни Гб. Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма вмещает 2 Мб данных. Флоппи-диски в последнее время выходят из употребления.

В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.

Оптические носители

Применение оптического, или лазерного, способа записи информации начинается в 1980-х годах. Его появление связано с изобретением квантового генератора - лазера, источника очень тонкого (толщина порядка 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 “перфорированной” поверхности лазерного луча с меньшей энергией (“холодного” луча). Благодаря высокой плотности записи оптические диски имеют гораздо больший информационный объем, чем однодисковые магнитные носители. Информационная емкость оптического диска составляет от 190 до 700 Мб. Оптические диски называются компакт-дисками - CD.

Во второй половине 1990-х годов появились цифровые универсальные видеодиски DVD (D igital V ersatile D isk ) с большой емкостью, измеряемой в гигабайтах (до 17 Гб). Увеличение их емкости по сравнению с CD связано с использованием лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи. Вспомните пример со школьной библиотекой. Весь ее книжный фонд можно разместить на одном DVD.

В настоящее время оптические диски (CD - DVD) являются наиболее надежными материальными носителями информации, записанной цифровым способом. Эти типы носителей бывают как однократно записываемыми - пригодными только для чтения, так и перезаписываемыми - пригодными для чтения и записи.

Флэш-память

В последнее время появилось множество мобильных цифровых устройств: цифровые фото- и видеокамеры, МР3-плееры, карманные компьютеры, мобильные телефоны, устройства для чтения электронных книг, GPS-навигаторы и многое другое. Все эти устройства нуждаются в переносных носителях информации. Но поскольку все мобильные устройства довольно миниатюрные, то и к носителям информации для них предъявляются особые требования. Они должны быть компактными, обладать низким энергопотреблением при работе и быть энергонезависимыми при хранении, иметь большую емкость, высокие скорости записи и чтения, долгий срок службы. Всем этим требованиям удовлетворяют флэш-карты памяти. Информационный объем флэш-карты может составлять несколько гигабайт.

В качестве внешнего носителя для компьютера широкое распространение получили флэш-брелоки (“флэшки” - называют их в просторечии), выпуск которых начался в 2001 году. Большой объем информации, компактность, высокая скорость чтения-записи, удобство в использовании - основные достоинства этих устройств. Флэш-брелок подключается к USB-порту компьютера и позволяет скачивать данные со скоростью около 10 Мб в секунду.

“Нано-носители”

В последние годы активно ведутся работы по созданию еще более компактных носителей информации с использованием так называемых “нанотехнологий”, работающих на уровне атомов и молекул вещества. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, сможет заменить тысячи лазерных дисков. По предположениям экспертов приблизительно через 20 лет плотность хранения информации возрастет до такой степени, что на носителе объемом примерно с кубический сантиметр можно будет записать каждую секунду человеческой жизни.

Организация информационных хранилищ

Информация сохраняется на носителях для того, чтобы ее можно было просматривать, искать нужные сведения, нужные документы, пополнять и изменять, удалять данные, потерявшие актуальность. Иначе говоря, хранимая информация нужна человеку для работы с ней. Удобство работы с такими информационными хранилищами сильно зависит от того, как информация организована.

Возможны две ситуации: либо данные никак не организованы (такую ситуацию иногда называют кучей), либо данные структурированы . С увеличением объема информации вариант “кучи” становится все более неприемлемым из-за сложности ее практического использования (поиска, обновления и пр.).

Под словами “данные структурированы” понимается наличие какой-то упорядоченности данных в их хранилище: в словаре, расписании, архиве, компьютерной базе данных. В справочниках, словарях, энциклопедиях обычно используется линейный алфавитный принцип организации (структурирования) данных.

Крупнейшими хранилищами информации являются библиотеки. Упоминания о первых библиотеках относятся к VII веку до н.э. С изобретением книгопечатания (XV век) библиотеки стали распространяться по всему миру. В библиотечном деле имеется многовековой опыт организации информации.

Для организации и поиска книг в библиотеках создаются каталоги: списки книжного фонда. Первый библиотечный каталог был создан в знаменитой Александрийской библиотеке в III веке до н.э. С помощью каталога читатель определяет наличие в библиотеке нужной ему книги, а библиотекарь находит ее в книгохранилище. При использовании бумажной технологии каталог - это организованный набор картонных карточек со сведениями о книгах.

Существуют алфавитные и систематические каталоги. В алфавитных каталогах карточки упорядочены в алфавитном порядке фамилий авторов и образуют линейную (одноуровневую ) структуру данных . В систематическом каталоге карточки систематизированы по тематике содержания книг и образуют иерархическую структуру данных . Например, все книги делятся на художественные, учебные, научные. Учебная литература делится на школьную и вузовскую. Книги для школы делятся по классам и т.д.

В современных библиотеках происходит смена бумажных каталогов на электронные. В таком случае поиск книг осуществляется автоматически информационной системой библиотеки.

Данные, хранящиеся на компьютерных носителях (дисках), имеют файловую организацию. Файл подобен книге в библиотеке. Аналогично библиотечному каталогу операционная система создает каталог диска, который хранится на специально отведенных дорожках. Пользователь ищет нужный файл, просматривая каталог, после чего операционная система находит этот файл на диске и предоставляет пользователю. На первых дисковых носителях небольшого объема использовалась одноуровневая структура хранения файлов. С появлением жестких дисков большого объема стали использовать иерархическую структуру организации файлов. Наряду с понятием “файл” появилось понятие папки (см. “Файлы и файловая система ”).

Более гибкой системой организации хранения и поиска данных являются компьютерные базы данных (см. “Базы данных ”).

Надежность хранения информации

Проблема надежности хранения информации связана с двумя видами угроз для хранимой информации: разрушение (потеря) информации и кража или утечка конфиденциальной информации. Бумажные архивы и библиотеки всегда были подвержены опасности физического исчезновения. Огромный ущерб для цивилизации принесло разрушение упомянутой выше Александрийской библиотеки в I веке до н.э., поскольку большая часть книг в ней существовала в единственном экземпляре.

Основной способ защиты информации в бумажных документах от потери - их дублирование. Использование электронных носителей делает дублирование более простым и дешевым. Однако переход на новые (цифровые) информационные технологии создал новые проблемы защиты информации.

В процессе изучения курса информатики ученики приобретают определенные знания и умения, относящиеся к хранению информации.

Ученики осваивают работу с традиционными (бумажными) источниками информации. В стандарте для основной школы отмечается, что ученики должны научиться работать с некомпьютерными источниками информации: справочниками, словарями, каталогами библиотек. Для этого их следует ознакомить с принципами организации этих источников и с приемами оптимального поиска в них. Поскольку данные знания и умения имеют большое общеучебное значение, то желательно дать их ученикам как можно раньше. В некоторых программах пропедевтического курса информатики этой теме уделяется большое внимание.

Ученики должны овладеть приемами работы со сменными компьютерными носителями информации. Все реже в последнее время используются гибкие магнитные диски, на смену которым пришли емкие и быстрые флэш-носители. Ученики должны уметь определять информационную емкость носителя, объем свободного пространства, сопоставлять с ним объемы сохраняемых файлов. Ученики должны понимать, что для длительного хранения больших объемов данных наиболее подходящим средством являются оптические диски. При наличии пишущего CD-дисковода следует научить их организации записи файлов.

Важным моментом обучения является разъяснение опасностей, которым подвергается компьютерная информация со стороны вредоносных программ - компьютерных вирусов. Следует научить детей основным правилам “компьютерной гигиены”: осуществлять антивирусный контроль всех вновь поступающих файлов; регулярно обновлять базы антивирусных программ.