Меню

§ 8.3 Современные технологии записи и хранения информации

Содержание

Можно ли записывать информацию на лазерный диск без компьютера, используя какое-то иное устройство?

С появлением компьютеров качественно изменились средства записи и хранения информации. Компьютер может преобразовывать информацию любого рода в электрические сигналы, а также осуществлять обратное действие — преобразовывать записанные сигналы в воспринимаемую человеком информацию.

С помощью компьютеров изначально информацию записывали на магнитные дискеты. Техническим устройством записи информации на дискету были специальные дисководы (рис. 8.4, а), в которых вращались круглые диски (дискеты) с нанесённым на них магнитным материалом.

Рис. 8.4. Электромагнитные средства записи информации:
а — дисковод для дискет; б — накопитель на жёстких магнитных дисках

Дискеты — это небольшие круглые пластины со слоем ферримагнитного материала, помещённые в специальные кассеты для удобства пользования и защиты от повреждений.

Под действием управляемого переменного магнитного поля, подаваемого со специальной магнитной головки, на этом материале остаются и сохраняются невидимые магнитные отметки. Они соответствуют подаваемым на головки сигналам. При чтении дискеты магнитные головки улавливают магнитные отметки и передают полученную информацию в виде электрических сигналов на дальнейшую обработку.

При обработке сигналы усиливаются, преобразуются и выдаются компьютером в виде изображения на экране монитора, звука в динамиках, текста, рисунка на принтерах. В некоторых старых компьютерах можно и сейчас встретить встроенные дисководы для дискет. Кое-где сохранились и отдельные подключаемые через USB-порт дисководы для записи и воспроизведения дискет. Недостатком этого носителя записанной информации является то, что он недостаточно ёмок и информация на нём может повреждаться и даже полностью уничтожаться под действием внешнего магнитного поля.

Даже электромагнитное излучение сотового телефона может повредить запись.

Во многих ныне действующих компьютерах принцип записи информации в накопитель на жёстких магнитных дисках, сокращённо на жёсткий диск, или винчестер, точно такой же, как для записи на дискету (рис. 8.4, б). Конструктивное отличие состоит в том, что в жёстком диске устанавливается обычно несколько круглых дисков с магнитным покрытием и несколько записывающих и считывающих головок.

Новым средством записи информации являются информационные оптические (лазерные) диски. Они стали применяться для записи информации с 1979 года.

Схема записи информации на оптический диск напоминает схему записи информации на граммофонную пластинку. При записи грампластинки звук с помощью специальной аппаратуры, например соленоидов (электромагнитов), преобразуется в механические колебания очень тонкого резца, чаще всего сделанного из сапфира. Этот резец нарезает на слое материала диска от края к центру звуковую дорожку концентрически, как спираль. Эта дорожка имеет неровности, соответствующие звуковым колебаниям. Если по такой дорожке пустить иглу, она будет колебаться, и, усилив эти колебания, можно опять получить звук.

Для оптического диска роль иглы выполняет сфокусированый в очень маленькую точку луч лазера. Он также при вращении диска делает на нём концентрическую дорожку из выжженных микроямок и пропусков между ними. Микроямки, сделанные лазером при записи, называются питами. Сигналы на включение и отключение лазера при записи подаются от компьютера.

При считывании информации лазер светит непрерывно и последовательно освещает впадины и островки на концентрической дорожке диска при его вращении. Луч лазера отражается от островков и с помощью зеркала, призм и линз направляется на фотодетектор.

Фотодетектор преобразует переменный световой сигнал в соответствующий переменный электрический. Этот электрический сигнал попадает в электронное устройство (компьютер, CD-проигрыватель, DVD-проигрыватель), и информация выдаётся им в виде текста, звука или изображения.

Информация может записываться на особые электронные карты памяти, или флеш-карты, USB-флеш-накопители (рис. 8.5, а). Это специальные полупроводниковые микросхемы, подобные тем, что установлены в компьютере, планшете, сотовом телефоне, цифровом фотоаппарате и т. п. (рис. 8.5, б).

Рис. 8.5. Флеш-память: а — виды карт памяти; б — USB-флеш-накопителей; б — устройство USB-флеш-накопителя

Микросхемы карт памяти содержат миллиарды полупроводниковых элементов — особых транзисторов, которые специалисты называют полевыми транзисторами с плавающим затвором. Каждый такой транзистор может накапливать и как бы «запирать в своём кармане» электрический заряд, сколь необходимо долго сохранять его и при внешнем воздействии освобождаться от этого заряда.

Запись и считывание информации с карт памяти и USB-флеш-накопителей осуществляется электронными устройствами, которые работают с информацией, представленной электрическими сигналами в двоичном коде (0, 1). Такие устройства, например компьютеры, образную, знаковую или символьную информацию преобразуют в информационный цифровой ряд, состоящий из сочетаний нулей и единиц. Затем информационные двоичные сигналы записываются в оперативную память компьютера, в его накопитель на жёстких магнитных дисках или в его флеш-память. Информация может быть записана и на внешние носители информации: CD-диски или DVD-диски, флеш-карты, USB-флеш-накопители.

Важным свойством для любого средства записи является длительность хранения информации. Для электронных устройств существуют следующие сроки хранения информации на различных носителях (табл. 8.1).

Таблица 8.1

Сроки сохранности цифровых носителей

Классификация современных материальных носителей. Любой документ является материальным носителем информации. В основу их классификации могут быть положены особенности их строения и формы материала, на котором содержится информация. Рассмотрим несколько примеров классификации.

Почти все современные документы содержатся на искусственной материальной многослойной основе, содержащей не менее двух слоев: специальный рабочий слой и подложку (магнитные носители, оптические диски и др.). При этом основа подложки может быть бумажной, металлической, стеклянной, керамической, деревянной, тканой, пластмассовой. Таким образом, материальный носитель может быть сложной полимерной системой.

По форме материальные носители информации могут быть карточными (пластиковые карты) или дисковыми (диск, компакт-диск, CD-ROM, видеодиск).

В зависимости от возможности транспортировки материальные носители можно разделить на стационарные (жёсткий магнитный диск) и портативные (оптические диски, носители на базе флэш-памяти).

В зависимости от способа записи информации современные носители информации можно разделить на:

• магнитные (магнитные жёсткие диски, магнитные карты);

• оптические (лазерные), на которых информация записана с помощью лазерно-оптической головки (оптические, лазерные диски);

• голографические, созданные с использованием лазерного луча и фоторегистрирующего слоя материального носителя (голограммы);

• машинные носители, созданные с использованием способов записи, обеспечивающих обработку информации на компьютере.

Информация, содержащаяся на современных носителях, как правило, не поддаётся непосредственному восприятию, считыванию. Информация хранится на машинных носителях, а часть документов создаётся и используется непосредственно в машиночитаемой форме.

Технически-кодированные документы на современных носителях информации содержат запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуко- или видеовоспроизводящей аппаратуры или компьютера.

Проверьте себя:

1. Что представляет собой дискета?

2*. Какими были первые дискеты для компьютеров?

3. В чём состоит сходство и различие дискеты и жёсткого диска (винчестера)?

4. Что представляет собой USB флеш накопитель?

5. Почему CD диски и DVD диски надо периодически переписывать?

* Попробуйте объяснить, почему при наличии всех новых технологий записи информации наиболее ценные сведения всё таки записывают и хранят на бумаге.