Носители информации

Содержание

 

1. Виды носителей информации……………………………………………………..3
1. Ленточные носители информации……………………………………………4
2. Дисковые носители информации……………………………………………..4
1. Накопители на гибких магнитных дисках……………………………..5
2. Накопители на жестких магнитных дисках……………………………5
3. Накопители на оптических дисках……………………………………..6
3. Накопители на оптических дисках……………………………………………8

2. Хранение информации  ……………………………………………………………9

2.1 От информации к данным …………………………………………………...10

2.2 Оперативная память компьютера……………………………………………10

2.3 Регенерация оперативной памяти ………………………………………..….11

2.4 Дисковая память………………………………………………………………11

2.4.1 Структура данных на диске …………………………………………….12

2.4.2 Файловые системы ……………………………………………………..12

2.4.3 Каталоги и путь к файлу ………………………………………………..15

3 Список литературы………………………………………………………………….17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Виды носителей информации

 

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.

Все прочие виды носителей  информации можно назвать внешними (по отношению к человеку). Виды этих носителей менялись со временем: в  древности были камень, дерево, папирус, кожа и пр. Во II веке нашей эры  в Китае была изобретена бумага. Однако до Европы она дошла лишь в XI веке. С тех пор бумага является основным внешним носителем информации. Развитие информационной техники привело  к созданию магнитных, оптических и  других современных видов носителей  информации.

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. Один из вариантов классификации  носителей информации представлен  на рис. 1.1 [1].

 

Рис. 1.1. Классификация носителей  информации.

 

 

 

 

1. 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 (CrO2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи. В 1973 фирмой "Филипс" (Нидерланды) разработан высококачественный порошок с очень мелкими игольчатыми частицами железа. В качестве основы магнитной ленты используются полиэтилен-телефталатная (лучшая), поливинилхло-ридная, ди- и триацетатная плёнки. Рабочий слой наносится на основу в виде магнитного лака, состоящего из магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок, улучшающих качество магнитной ленты. После нанесения магнитного лака и его затвердевания магнитная лента сматывается в рулоны, а затем разрезается на полосы нужной ширины. Для улучшения качества поверхности рабочего слоя магнитную ленту каландрируют или полируют. Для работы в особо тяжёлых климатических условиях применяют металлическую или биметаллическую магнитную ленту.

Основной недостаток магнитной  ленты - большое время доступа  к информации. И если несколько  десятков лет назад, когда ЭВМ  имели малое быстродействие, этот недостаток можно было не учитывать, то сейчас такое время доступа  к данным просто неприемлемо. Однако магнитные ленты до сих пор  используются для хранения архивных копий данных, а промышленностью  выпускаются специальные устройства для выполнения резервного копирования  на магнитных лентах - стримеры.

 

 

1.2. Дисковые носители информации

 

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 [1].

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) o DVD-ROM

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

 

 

1.2.1 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). 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 — дисковода (флоппи-дисковода). Дискеты обычно имеют 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.

 

Рис. 1.2. Дискета.

 

1.2.2. 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».

В этих накопителях один или несколько жестких дисков, изготовленных из сплавов алюминия или из керамики и покрытых ферролаком. Диски вместе с блоком магнитных головок считывания/записи помещены в герметически закрытый корпус. Емкость этих накопителей, благодаря чрезвычайно плотной записи, достигает несколько сотен гигабайт. Жесткие диски вращаются с очень высокой скоростью (в современных ПК 7200 об/мин и выше), поэтому доступ к информации выполняется достаточно быстро.

 

 

1.2.3 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.

С развитием формата сжатия/хранения данных mp3 производители бытовых CD-плееров  и музыкальных центров начали снабжать их возможностью чтения тр3-файлов с CD-ROM. Аббревиатура «CD-ROM» означает «Compact Disc Read Only Memory» что в переводе обозначает компакт-диск с возможностью чтения. «КД ПЗУ» означает «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство». CD-ROM-ом часто ошибочно называют CD-привод для чтения компакт-дисков.

Развитие материальных носителей  информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой  долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х  годов, всё более широкое распространение  получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые  диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при  помощи лазерного луча.

Впервые оптическая запись звуковых программ для бытовых целей  была осуществлена в 1982 г. фирмами "Sony" и "Philips" в лазерных проигрывателях на компакт-дисках, которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disc). В середине 1980-х годов были созданы компакт-диски с постоянной памятью - CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory). C 1995 стали использоваться перезаписываемые оптические компакт-диски: CD-R (CD Recordable) и CD-E (CD Erasable).

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).

В отличие от магнитных  способов записи и воспроизведения, оптические методы являются бесконтактными. Лазерный луч фокусируется на диск объективом, отстоящим от носителя на расстоянии до 1 мм. При этом практически  исключается возможность механического  повреждения оптического диска. Для хорошего отражения лазерного  луча используется так называемое "зеркальное" покрытие дисков алюминием или серебром.

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).

Увеличение их ёмкости  связано с использованием лазерного  луча меньшего диаметра, а также  двухслойной и двусторонней записи.

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

1. 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.;
2. 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;
3. 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.