Каждый человек имеет хотя бы чуточку информации или данных, которые ему очень дороги. Эта информация не всегда может иметь именно материальную ценность, вспомнить те же видео, детские фото или фотографии со свадьбы – все это очень дорого. Но многие не догадываются что диск, на котором это все записано, всего за одно десятилетие может прийти в негодность и с него уже ничего не получится прочитать. Если хотите сохранить такую важную информацию как можно дольше, то эта статья для вас.

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.

1. Жесткие диски – на сегодняшний день используются в большинстве настольных ПК, а также нашли применение в качестве портативных хранилищ данных. Обычно, такой носитель исправно работает в течении 3-10 лет и срок его службы зависит от множества внешних факторов и самого качества изготовления.
   Если регулярно не использовать такой диск, а лишь единожды записать на него все, что нужно и спрятать в укромный уголок какой-нибудь тумбочки, то информация аналогично будет храниться на нем в течении такого же срока. Такие диски очень плохо переносят любые внешние воздействия, их нельзя бить, встряхивать и подвергать воздействию сильных магнитных полей – все это может привести к неприятным последствиям.
2. Флешки и SSD накопители – такие устройства, в среднем, исправно работают около пяти лет. Многие флешки могут ломаться даже намного раньше, ведь они могут не перенести скачок напряжения или статический разряд, в момент подключения к ПК.
   
   Если записать ценную информацию и не пользоваться носителем, то данные могут сохраняться приблизительно 7-8 лет.
3. Оптические диски – это всем известные CD, DVD и Blu-Ray. Пожалуй, это одни, из самых долговременных способов сохранить информацию, в некоторых случаях такой диск будет надежно хранить все записанные данные более чем 100 лет. Но здесь важно учитывать множество разных моментов и далеко не все диски смогут похвастаться таким долгожительством.
   
   Поэтому далее им будет посвящен целый раздел в этой статье, где мы все подробно рассмотрим.
4. Облачные сервисы – сложно говорить, насколько высока надежность таких хранилищ. Вполне возможно, в таких местах данные будут храниться до тех пор, пока это будет выгодно в коммерческом плане. Если вы прочитаете лицензионное соглашение (которое предоставляется при регистрации), то можете обратить внимание на тот момент, что подобные компании не будут нести никакой ответственности за потерю ваших данных.
   
   Смущает и то, что можно потерять контроль над своим хранилищем из-за мошенников и злоумышленников, которые получат к нему доступ.

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.

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.

У нас не удалось найти такие диски в продаже, но в сети их можно свободно заказать по вполне доступной цене. Оптические диски этой серии прекрасно читаются любыми современными приводами. Вполне возможно, со временем они и у нас начнут появляться в свободной продаже.

Несмотря на то, что подобные носители могут быть прочитаны любым приводом для того, чтобы записать DVD-R нужен особый привод, который сертифицирован и имеет эмблему M-Disk. Это связанно с необходимостью использования более мощного лазера. Чтобы записывать такие Blu-Ray диски, можно использовать любые приводы, способные выполнять запись подобных типов оптических носителей.

Как вы поняли, необходимость использования специального привода (который тоже у нас редкость), является серьезным минусом. Но с другой стороны, иногда ценные фото, видео и другая информация намного более важны и для этих вещей можно раздобыть и привод.

В любом случае, при хранении важной информации придерживайтесь упомянутых правил и тогда вы сможете надолго сохранить воспоминания о каком-либо событии, и сберечь архив важных документов.

Надежное хранение информации - проблема, знакомая большинству современных предприятий, при разрешении которой всегда встает вопрос: как при относительно небольших затратах получить качественный результат? Хранение документации в электронном виде обеспечивает не только ее сохранность, но и беспрепятственную доступность в реальном режиме времени.

Для долговременного и надежного хранения архивной информации в электронном виде применяются различные типы носителей информации. Главное требование, предъявляемое к таким носителям, это исключение возможности физически внести изменения в архивные данные или удалить их. Информационный носитель должен обеспечивать однократную запись и при этом иметь возможность многократного считывания информации. Этим требованиям соответствует информационный носитель типа WORM – Write Once, Read Many (один раз записать, много раз считать). К другим основным требованиям, предъявляемым к информационным носителям, относятся долговечность и максимальная емкость хранения архивных данных.

Жёсткие диски.

Применение жестких дисков позволяет организовать так называемое «оперативное» хранилище архивных данных, которое предоставляет постоянный on-line доступ к архивным документам. Ядром такого хранилища является многоуровневая архитектура архивного хранения данных, в которой часто запрашиваемые архивные данные хранятся на «быстрых» жёстких дисках с внешним интерфейсом Fibre Channel (FC) или Serial Attached SCSI (SAS), а редко запрашиваемые архивные данные хранятся на «медленных» жёстких дисках с внешним интерфейсом Serial ATA (SATA) и NL-SAS.

Бытует мнение, что системы резервного копирования - это обуза для IT бюджета, а для IT подразделения, так сказать, лишняя головная боль. Но… Производители систем хранения данных (СХД) на жёстких дисках всех уровней всё-таки рекомендуют использовать в составе таких решений системы резервного копирования на ленточные носители, с помощью которых создаётся копия данных, из которой, в случае отказа в работоспособности СХД, можно будет восстановить данные.

Ленточные носители.

Основное предназначение ленточных носителей - это создание резервных копий оперативных данных (backup). На основе ленточных носителей можно также организовать архивное хранение информации. Решения на ленточных носителях предоставляют неоперативный (near-line) доступ к архивной информации. Основой такого решения является роботизированный накопитель на ленточных носителях. На сегодняшний день, объёмы хранения данных на одном ленточном носителе в формате LTO-5 составляет 1,5 ТБ (3 ТБ с возможностью компрессии данных). Поэтому системы хранения данных на ленточных носителях используются для надежного хранения информации больших объёмов архивных данных. Эти решения имеют и ряд серьезных недостатков. Ленты размагничиваются, рвутся, необходимо постоянно перематывать ленту в картриджах, на поиск конкретного файла затрачивается много времени, пока перемотается лента в картридже до нужного места, недолговечность носителя вынуждает периодически переносить данные со старой ленты на новую ленту. При организации off-line хранения, картриджи с архивными данными необходимо хранить в помещениях с определёнными требованиями к окружающей среде или в специализированных шкафах.

Оптические носители.

Для организации долговременного хранения архивных данных необходимо использовать накопители на оптических дисках. Такие накопители обеспечивают выполнение всех требований, предъявляемых к архивному хранилищу и хранению архивных данных. Высокая надежность, длительные сроки хранения архивных данных, бесконтактная работа с носителями, аутентичность и неизменяемость архивных данных, быстрый произвольный доступ к архивным данным, высокая емкость оптических носителей, организация off-line хранения архивных данных являются важными параметрами при выборе в пользу оптических носителей.

На сегодняшний день самым популярным форматом записи на оптический носитель является Blu-ray формат, который обеспечивает высокую плотность архивирования до 100 ГБ на каждый оптический носитель. Поддержка WORM на аппаратном уровне позволяет хранить, записанные на оптические носители, архивные данные, которые впоследствии невозможно удалить или изменить. А «открытый» формат записи типа UDF позволяет считывать архивную информацию в любом устройстве, которое поддерживает работу с такими оптическими носителями. Основная задача - хранить редко запрашиваемые и не изменяемые архивные данные. Практика показывает, что объём таких данных составляет около 80% всего объёма данных, хранящихся на оперативном (on-line) хранилище. При этом, 20% этих архивных данных никогда не будут востребованы. Отправляя такие данные в архивное хранилище на основе оптических носителей, Заказчик может освободить до 80% объёма хранения на оперативном (on-line) хранилище, что повлечёт за собой уменьшение объёмов и размеров «окна» резервного копирования.

Решения на оптических носителях предоставляют неоперативный (near-line) доступ к архивной информации. Объём хранения архивных данных в накопителе на оптических носителях и количество считывающих устройств определяется согласно техническому заданию. Поддерживаются различные типы построения архивных решений, вплоть до «зеркалирования» архивных данных между территориально распределёнными накопителями на оптических носителях. Бесконтактная работа с оптическими носителями позволяет исключить возможность повреждения рабочих поверхностей оптических носителей. Обеспечивается обратная совместимость с предыдущими типами оптических носителей типа CD\DVD. При организации архивного хранения данных на основе накопителе на оптических носителях не требуется создавать резервные копии этих данных.

Преимущества и недостатки

Жёсткие диски

• Оперативный доступ к архивной информации
• Произвольный доступ к архивной информации
• Популярность решения
• Высокое энергопотребление
• Дороговизна решения
• Требуется создавать резервные копии архивных данных
• Минимальные «сроки» жизни (максимум 3 года)
• При выходе из строя механической части жёсткого диска, данные восстановить практически невозможно
• Не предназначены для организации off-line хранения

Ленточные носители

• Большие объёмы хранения архивных данных
• Высокая скорость записи информации на ленточные носители
• Низкое энергопотребление
• Высокая совокупная стоимость владения
• Минимальные «сроки» жизни (в среднем до 5 лет)
• «Закрытый» формат записи информации на ленточные носители
• Низкое время доступа на чтение (минимум 5 мин)
• Потеря информации при воздействии электромагнитного излучения
• Возможность механического повреждения (разрыв ленты)

Оптические носители

• Энергонезависимость оптических носителей
• Срок хранения архивной информации от 50 лет
• Поддержка функции WORM на аппаратном уровне (неизменяемость архивных данных)
• Возможность организации off-line хранения архивных данных
• «Открытый» формат записи (UDF) на оптические носители
• Низкая совокупная стоимость владения
• Низкое потребление электроэнергии

Заключение

Большинство специалистов в сфере построения архивных решений сходятся во мнении, что для архивного хранения информации с возможностью оперативного доступа к ней лучше всего применять многоуровневую структуру архивного хранения данных. Основным критерием в выборе решения должна быть не дешевизна, а механизм сохранения и защиты архивных данных, который реализован в этом решении. Перед тем, как сделать окончательный выбор, необходимо проверить всё оборудование и программное обеспечение на совместимость.

Для того, чтобы хранить информацию длительное временя и переноса с одного носителя данных на другой используются устройства на жестких дисках, DVD, CD -приводы, флэш-накопители, дисководы на гибких дисках.

Винчестер - это средство постоянного сбережения информации, программ в компьютере.

Гибкий магнитный диск – это принцип записи данных на магнитных лентах. Такое устройство может вмещать информацию до 600 страниц текстового документа.

Компакт-диск – это принцип оптической записи. Можно записать даже энциклопедию, что содержит много томов. Flash-память – это устройство, которому не нужно питание от электричества.

Многие задумываются: что служит для долговременного хранения информации? Итак, структура моего рассказа следующая:

1. что служит для долговременного хранения информации;
2. виды информации.

Что служит для долговременного хранения информации

Главным информационным процессом является процесс сохранения информации, то есть метод, благодаря которому возможно передавать данные по пространству и времени. С целью долгого по времени сохранения информации используются устройства либо приспособления, которые зависят от вида сохраняемых сведений. Для того, чтобы обеспечить упорядоченность данного процесса, служит наличие информационных систем, оснащенных процедурой поиска, размещения, а также редактирования информации. Главная отличительная особенность информационных систем - данные ключевые процедуры.

Программисты определяют: с целью долгого по времени сохранения информации следует использовать внешние запоминающие устройства. Это может быть накопитель либо носитель всевозможных типов, который возможно себе вообразить.

Виды информации

В дополнение к вышесказанному следует сказать о том, какие бывают типы информации. Итак, информация может быть следующей:

• текстовой;
• изобразительной;
• числовой;
• звукозаписью;
• видеозаписью.

Самым распространённым на сегодня способом сохранения информации является текстовый тип. Правда, данный способ хранения не является надежным и долговечным. Графический, или изобразительный тип - наиболее древний метод хранения информации, это всевозможные схемы, графики и чертежи.

ВВЕДЕНИЕ

Устройства хранения информации (внешняя память) - компоненты компьютера, позволяющие практически неограниченное время сохранять большие объемы информации без потребления электроэнергии (энергонезависимые).

Первыми такими устройствами для ПК были Floppy-дисководы (FDD) и сменные дискеты - вначале пятидюймовые (5,25”) емкостью 360 Кб и 1,2 Мб, затем трехдюймовые (3,5”) емкостью 1, 44 Мб. В настоящее время применяются редко в связи с широким распространением устройств флэш-памяти емкостью в несколько гигабайт.

Характерной особенностью внешней памяти является то, что ее устройства оперируют блоками информации, но никак не байтами или словами, как это позволяет оперативная память. Эти блоки обычно имеют фиксированный размер, кратный степени числа 2. Блок может быть переписан из внутренней памяти во внешнюю или обратно только целиком, и для выполнения любой операции обмена с внешней памятью требуется специальная процедура (подпрограмма). Процедуры обмена с устройствами внешней памяти привязаны к типу устройства, его контроллеру и способу подключения устройства к системе (интерфейсу).

Внешняя память используется для долговременного хранения больших объемов информации. В современных компьютерных системах в качестве устройств внешней памяти наиболее часто применяются:

* накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД)

* накопители на гибких магнитных дисках (НГМД)

* накопители на оптических дисках

* магнитооптические носители информации.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Внешняя память - это память, реализованная в виде внешних, относительно материнской платы, устройств с разными принципами хранения информации и типами носителя, предназначенных для долговременного хранения информации. В частности, во внешней памяти хранится все программное обеспечение компьютера. Устройства внешней памяти могут размещаться как в системном блоке компьютера, так и в отдельных корпусах. Физически, внешняя память реализована в виде накопителей.

Накопители - это запоминающие устройства, предназначенные для продолжительного (что не зависит от электропитания) хранения больших объемов информации. Емкость накопителей в сотни раз превышает емкость оперативной памяти или вообще неограниченная, когда речь идет о накопителях со сменными носителями.

Носитель - это физическая среда хранения информации, по внешнему виду может быть дисковым или ленточным. По принципу запоминания различают магнитные, оптические и магнитооптические носители. Ленточные носители могут быть лишь магнитными, в дисковых носителях используют магнитные, магнитооптические и оптические методы записи-считывания информации.

КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

В качестве накопителей информации используются внешние ЗУ, которые реализуются в виде соответствующих технических средств для хранения информации. Все накопители, применяемые в ПК, по конструктивному исполнению унифицированы. Их типоразмеры стандартизированы: наиболее жестко задается ширина и высота устройств, глубина ограничена только максимально допустимым значением. Такая стандартизация необходима для унификации конструктивных отсеков корпусов ПК.

Внешняя память может быть с произвольным доступом и последовательным доступом. Устройства памяти с произвольным доступом позволяют получить доступ к произвольному блоку данных примерно за одно и то же время доступа. Устройства памяти споследовательным доступом позволяют осуществлять доступ к данным последовательно, т.е. для того, чтобы считать нужный блок памяти, необходимо считать все предшествующие блоки.

Выделяют следующие основные типы устройств памяти:

1. Накопители на жёстких магнитных дисках (винчестеры, НЖМД) - несъемные жесткие магнитные диски. Они относятся к внешним ЗУ с прямым доступом к данным и подразделяются на внутренние, устанавливаемые в системный блок компьютера и внешние (переносные) по отношению к системному блоку.

2. Накопители на гибких магнитных дисках (флоппи-дисководы, НГМД) - устройства для записи и считывания информации с небольших съемных магнитных дисков (дискет), упакованные в пластиковый конверт (гибкий - у 5,25 дюймовых дискет и жесткий у 3,5 дюймовых). Относятся к внешним ЗУ с прямым (произвольным) доступом к данным, хранящихся на магнитном диске и предназначены для долговременного хранения относительно небольших объемов информации.

3. Накопители информации на оптических дисках относятся к внешним ЗУ с прямым (произвольным) доступом к данным и предназначены для долговременного хранения относительно больших объемов информации (сотни мегабайт и десятки гигабайт).

4. Накопители информации на основе флэш-памяти относятся к внешним ЗУ с прямым (произвольным) доступом к данным и предназначены для долговременного хранения относительно небольших объемов информации (единицы гигабайт).

5. Накопители на магнитных лентах (НМЛ)- устройства считывания данных с магнитной ленты, которые относятся к внешним ЗУ с последовательным доступом. Такие накопители достаточно медленные, хотя и большой ёмкости. Современные устройства для работы с магнитными лентами - стримеры - имеют увеличенную скорость записи 4-5Мбайт в сек. Существуют также, устройства позволяющие записывать цифровую информацию на видеокассеты, что позволяет хранить на 1 кассете 2 Гбайта информации. Магнитные ленты обычно используются для создания архивов данных для долговременного хранения информации.

6. Перфокарты - карточки из плотной бумаги и перфоленты - катушки с бумажной лентой, на которых информация кодируется путем пробивания (перфорирования) отверстий. Для считывания данных применяются устройства последовательного доступа.

В настоящее время устройства с последовательным доступом к данными НГМД морально устарели и не применяются, поэтому подробно мы их рассматривать не будем.

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ Используется для долговременного хранения информации Твёрдотельные носители информации Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД, HDD) АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ Накопители на магнитной ленте – «Стримеры» Накопители на лазерных дисках (CD, Compact Disk и др.) Носитель информации – среда для записи/считывания и хранения информации.

Вариант классификации носителей информации, используемых в компьютерной технике Носители информации для ЭВМ Ленточные носители магнитные Дисковые носители оптические Флэш-носители магнитооптические

Основным видом внешней памяти является магнитная память Магнитная запись В конце 1898 года датчанин Вальдемар Поулсен (Valdemar Poulsen) предложил устройство для магнитной записи звука на стальную проволоку. Спустя 30 лет немецкий инженер Фриц Плеймер (Fritz Pfleumer) представил звукозаписывающее устройство с носителем в виде бумажной ленты, на которую наносилось тонкое стальное покрытие. В 1932 году немецкая компания AEG продемонстрировала первый звукозаписывающий аппарат, который получил название «Magnetophon» . Магнитная лента обладает основным недостатком – способностью размагничиваться при длительном хранении и имеет неравномерную частотную характеристику (различная чувствительность к записи на разных частотах). Кроме того, любая магнитная лента обладает собственными шумами (физические свойства магнитного слоя и способы записи-воспроизведения звука).

Принцип магнитной записи заключается в воздействии электромагнитного поля на ферромагнитный материал магнитной ленты, осуществляемом при записи, а также перезаписи аналогового сигнала. Магнитное поле в процессе записи изменяется в соответствии с изменениями электрических сигналов. Электрические колебания от источника звука подаются на записывающую головку и возбуждают в ней магнитное поле звуковой частоты (20 Гц – 20 к. Гц). Под действием этого поля происходит намагничивание отдельных участков магнитной ленты, равномерно перемещаемой вдоль головок записи, стирания и воспроизведения (Рис.).

Для записи-воспроизведения, а также использования различных данных на машиночитаемые носители данных используется преобразование аналогового (звукового и видео) сигнала в цифровую форму. Такая технология получила название оцифровки информации. Принцип оцифровки (кодирования) звука заключается в преобразовании непрерывного разного по величине амплитудночастотного звукового и видео сигналов в закодированную последовательность чисел, представляющих дискретные значения амплитуд этого сигнала, взятые через определенный промежуток времени. Для этого необходимо измерять амплитуду сигнала через определённые промежутки времени и на каждом временнóм отрезке определять среднюю амплитуду сигнала. Согласно теореме Шенона (Котельникова), этот промежуток времени (частота) должен быть не меньше удвоенной максимальной частоты передаваемого звукового сигнала (Рис.).

Эта частота называется частотой дискретизации. Дискретизация – процесс взятия отсчётов непрерывного во времени сигнала в равноотстоящих друг от друга по времени точках, составляющих интервал дискретизации. В процессе дискретизации измеряется и запоминается уровень аналогового сигнала. Амплитуда Частота (Гц) Рис. 13. Преобразование аналогового сигнала в цифровой. Чем реже (меньше) промежутки времени, тем качество закодированного сигнала выше.

Стримеры Ленточные носители используются для резервного копирования с целью обеспечения сохранности данных. В качестве таких устройств применяется стример (Рис.), а – носителя информации в них используются магнитные ленты в кассетах и ленточных картриджах. Обычно на магнитную ленту запись осуществляется побайтно, при этом домен соответствует двоичной единице. Если считывающее устройство его не обнаруживает, то полученное значение соответствует нулю.

Система записи на магнитные диски и дискеты несколько похожа на систему записи на пластинки. В отличие от последних запись осуществляется не по спирали, а на концентрические окружности – дорожки («траки» - traks), расположенные на двух сторонах диска и образующие как бы цилиндры. Окружности, в свою очередь, делятся на сектора (Рис.). Каждый сектор дискеты, не зависимо от размеров дорожки, имеет одинаковый размер, равный 512 байт, что достигается различной плотностью записи: меньшей на периферии и большей ближе к центру дискеты.

Магнитооптический носитель информации внешние высоконадёжные устройства переноса и хранения информации. Магнитооптические диски (МО) появились в 1988 году. МО диск заключён в пластиковый конверт (картридж) и является устройством произвольного доступа. Он совмещает в себе магнитный и оптический принципы хранения информации и представляет поликарбонатную подложку (слой) толщиной 1, 2 мм, на которую нанесено несколько тонкоплёночных магнитных слоёв (Рис.). Запись лазером с температурой примерно в 200 о. С на магнитный слой происходит одновременно с изменением магнитного поля. Рис. Состав МО диска.

Запись данных осуществляется лазером в магнитном слое. Под воздействием температуры в месте нагрева в магнитном слое уменьшается сопротивляемость изменению полярности, и магнитное поле изменяет полярность в нагретой точке на соответствующую двоичной единице. По окончании нагрева сопротивляемость увеличивается, но установленная полярность сохраняется. Стирание создаёт в магнитном поле одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. При этом лазерный луч последовательно нагревает стираемый участок. Считывание записанных данных в слое производится лазером с меньшей интенсивностью, не приводящей к нагреву считываемого участка. При этом, в отличие от компакт-дисков, поверхность диска не деформируется.

Компактный оптический диск (CD) – это пластмассовый диск со специальным покрытием, на котором в цифровой форме размещается записанная информация. Благодаря изменению скорости его вращения, дорожка относительно считывающего луча лазера движется с постоянной линейной скоростью. У центра диска скорость выше, а у края – медленнее (1, 2– 1, 4 м/сек). В CD используют лазер с длиной волны излучения = 0, 78 мкм. «Прожигаемая» лазером цифровая информация сохраняется в виде «пит» – чёрточек шириной 0, 6– 0, 8 мкм и длиной 0, 9– 3, 3 мкм. Существует три основных вида CD: ● CD-ROM, на которые запись, как правило, осуществляется фабрично методом штамповки с матрицы; ● CD-R, используемые для одно или несколькократной лазерной записи сессиями; ● CD-RW, предназначенные для многократных циклов записистирания.

В CD-R (Compact Disk Recordable) поверх отражающего слоя из золота, серебра или алюминия, расположен органический слой специального легкоплавкого пластика. Ввиду этого такой диск чувствителен к нагреванию и воздействию прямых солнечных лучей. В CD-RW в качестве промежуточного слоя также используется органический состав, но он способен при сильном нагреве переходить из кристаллического (прозрачного для лазера) состояния в аморфное. Слабый нагрев возвращает его обратно в кристаллическое состояние. Таким образом осуществляется перезапись.

DVD В начале 1997 года появился стандарт компакт-дисков под названием DVD (Digital Video Disc), предназначенный в основном для записи высококачественных видеопрограмм. В дальнейшем аббревиатура DVD получила следующее значение – Digital Versatile Disc (универсальный цифровой диск), как более полно отвечающая возможностям этих дисков для записи звуковой, видео, текстовой информации, программного обеспечения ПК и др. DVD обеспечивает более высокое качество изображения, чем CD. В них используется лазер с более короткой длиной волны излучения = 0, 635– 0, 66 мкм. Это позволяет повысить плотность записи, т. е. уменьшить геометрические размеры пит до 0, 15 мкм и шаг дорожки до 0, 74 мкм.

Плотность записи оптических дисков определяется длиной волны лазера, то есть возможностью сфокусировать на поверхности диска луч с пятном, диаметр которого равен длине волны. Вслед за DVD в конце 2001 года появились устройства Blu-Ray, позволяющие работать в синей области спектра с длиной волны = 450– 400 нм.

Для увеличения ёмкости используют и флуоресцентные диски - FMD (Fluorescent Multilayer Disk). Принцип их действия заключающийся в изменении физических свойств (появление флуоресцентного свечения) некоторых химических веществ под воздействием лазерного луча (Рис.). Здесь вместо технологий CD и DVD, использующих отражённый сигнал, под воздействием лазера свет излучается непосредственноинформационнымслоем. Такие диски изготавливаются из прозрачного фотохрома. Под воздействием лазерного излучения в них происходит химическая реакция, и отдельные участки информационного слоя («питы») заполняются флуоресцентным материалом. Этот метод может считаться методом объёмной записи данных. В бόльшей степени такая запись возможна при использовании трёхмерной голографии, позволяющее ныне в кристалле размером с сахарный кубик, разместить до 1 Тб данных.

Используется два основных типа Flash-памяти: NAND и NOR (логическая функция ИЛИ-НЕ) и NAND (логическая функция И-НЕ). Структура NOR состоит из параллельно включенных элементарных ячеек хранения информации. Такая организация ячеек обеспечивает произвольный доступ к данным и побайтную запись информации. В основе структуры NAND лежит принцип последовательного соединения элементарных ячеек, образующих группы (по 16 ячеек в одной группе), которые объединяются в страницы, а страницы в блоки. При таком построении массива памяти обращение к отдельным ячейкам невозможно. Программирование выполняется одновременно только в пределах одной страницы, а при стирании обращение происходит к блокам или к группам блоков.

Микросхемы NOR хорошо работают совместно оперативной памятью RAM, поэтому чаще используются для BIOS. При работе со сравнительно большими массивами данных процессы записи/стирания в памяти NAND выполняются значительно быстрее, чем в памяти NOR. Поскольку 16 прилегающих друг к другу ячеек памяти NAND соединены последовательно, без контактных промежутков, достигается высокая плотность размещения ячеек на кристалле, что позволяет получить большую емкость при одинаковых технологических нормах. С середины 1990 -х гг. появились микросхемы NAND в виде твердотельных дисков (Solid State Disk, SSD). Для сравнения времени доступа у SDRAM оно составляет 10– 50 мкс, у флэш-памяти – 50– 100 мкс, а у жестких дисков – 5000 – 10000 мкс.

Твердотельный жесткий диск Samsung. Скорость чтения с такого диска составляет 57 Мбайт/с, а скорость записи на него – 32 Мбайт/с. Энергопотребление SSD составляет менее 5% от показателей традиционных жестких дисков, увеличивая более чем на 10% время автономной работы портативных ПК. SSD обеспечивают сверхвысокую надежность хранения данных и отлично зарекомендовали себя в условиях экстремальных температур и влажности. Петербургская фирма “Просто. Софт” предложила драйвер Flash. RAID для объединения двух флэш-накопителей в RAID-массив.

Flash-память – переносной энергонезависимый накопитель. Обычно используются следующие стандарты флэш-памяти: Compact. Flash, Smart. Media, Memory Stick, Floppy Disks, Multi. Media Cards и др. Они могут использоваться вместо дискет, лазерных и магнитооптических компактных, небольших жёстких дисков. Современные сменные устройства флэш-памяти обеспечивают высокую скорость обмена данными (Ultra High Speed) – более 16, 5 Мбит/с. Для подключения к USB-порту компьютера используются специальные USB Flash Drive (Рис.), представляющие собой мобильные малогабаритные устройства хранения данных, не имеющие подвижных и вращающихся механических частей.

Голография – фотографический метод записи, воспроизведения и преобразования волновых полей. Впервые был предложен в 1947 году венгерским физиком Деннисом Габором. В 1960 -е годы, с появлением лазера представилась возможность точно записывать и воспроизводить объёмные изображения в кристалле ниобата лития. С 1980 -х годов, с появлением компакт-дисков, голографические устройства хранения информации на основе лазерной оптики стали одной из технологий внешней памяти. Голографическая память представляет весь объём запоминающей среды носителя, при этом элементы данных накапливаются и считываются параллельно.

Современные голографические устройства хранения получили название HDSS (holographic data storage system). Они содержат: лазер, расщепитель луча для разделения лазерного пучка, зеркала для направления лазерных лучей, жидкокристаллическую панель, используемую как пространственный модулятор света, линзы для фокусировки лазерных лучей, кристалл ниобата лития или фотополимер как запоминающее устройство, фотодетектор для считывания информации (Рис.).