Презентация Ольги Ласых Виды, форматы и материальные носители информации.

Носи́тель информа́ции любой материальный объект или среда, используемый для хранения или передачи информации. Устройства хранения информации - могут быть основаны на различных физических принципах. Устройство может получить своё информационное содержание при изготовлении, при однократной записи, либо многократной, но всех их объединяет важнейшая черта: информация может быть считана однократно или неоднократно. Цифровые и аналоговые носители - в случае цифровой информации имеется мало связи между назначением информации и видом носителя важно только её количество и временны́е (скоростные) показатели. В аналоговом случае связь природы информации (сигнала) и устройства носителя более тесна.

Виды носителей информации Рынок современных носителей информации весьма обширен. После того, как дискета перестала представлять из себя самое популярное устройство для переноса информации, производители начали борьбу за пользователя, и это привело к росту видов носителей информации. В большинстве случаев, выбор вида носителя информации определяется задачами, которые требуется решить пользователю. И, конечно соотношение цена–качество (в данном случае скорее объем, удобство, надежность) имеет важное значение при выборе современного носителя информации. Прежде всего в носители информации важен объем. В этом случае дискета уже давно не конкурент современным накопителям. Использование для переноса такого вида носителя информации как CD–R и CD–RW диски, существенно расширяет возможности используемого объема, но случается, что CD диск записанный на одном компьютере не читается CD–Rом на другом компьютере. Так же случайная царапина на CD диске может сделать его полностью нечитаемым. Еще один вид носителя информации - устройства типа Zip – специальные магнитные дискеты высокой емкости. Принцип работы – аналогичен стандартным дискетам, проблемы этого вида носителя информации те же - совместимость – диски, записанные на одном устройстве, часто не читаются на другом, при этом проверки дисков на дефекты поверхности не дают результатов. Flash устройства с интерфейсом usb. Удобный в работе, с высокими показателями по надежности и быстроте носитель информации. И с достаточно высокой ценой. Этот вид носителя информации очень удобен, если требуется переносить объемы информации в пределах 2 Гб. С ростом объема такого носителя существенно возрастает и его цена. Отдельно надо сказать о таком виде носителя информации как винчестер. По быстродействию, бесшумности, надежности, емкости, удобству работы и универсальности интерфейса hdd не имеют равных среди остальных видов носителей информации. Стремительный рост объема hdd способен удовлетворить самые высокие требования к объему переносимой информации и далеко опережает возможности по объему остальные виды носителей информации. Их главный недостаток – немобильность, приобретение мобильности может сделать hdd практически универсальным видом носителя информации.

Форматы Дискета Диске́та портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х конце 1990-х годов. Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем. Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Существуют форматы дискет 5,25 и 3,5. 5,25 уже давно не используются. Исчезновение Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.

CD, DVD диски Компакт-диск (CD) 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. Геометрия диска Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий, золото, серебро и др.) и защитным слоем лака, на которое обычно наносится графическое представление содержания диска. Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Информационная структура Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из питов (англ. pit углубление), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом (англ. land пространство, основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм. Различают диски только для чтения («алюминиевые»), CD-R для однократной записи, CD-RW для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих приводах. В некоторых CD-плеерах и музыкальных центрах такие диски могут не воспроизводиться (в последнее время все производители бытовых музыкальных центров и CD- плееров включают в свои устройства поддержку чтения CD-R/RW).

Shape CD Shape CD (фигурный компакт-диск) оптический носитель цифровой информации типа CD-ROM, но не строго круглой формы, а с очертанием внешнего контура в форме разнообразных объектов, таких как силуэты, машины, самолёты, сердечки, звёздочки, овалы, в форме кредитных карточек и т. д. Обычно применяется в шоу-бизнесе как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд-продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют применять в приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения диск может лопнуть и полностью вывести привод из строя. Поэтому перед вставкой Shape CD в привод следует принудительно ограничить скорость вращения диска с помощью специальных программ. Тем не менее, и эта мера не даёт гарантии безопасности CD-привода.

DVD Digital Versatile Disc цифровой многоцелевой диск. выполненный в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить бо́льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт-дисков. Форматы DVD±R и их совместимость Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 году группой компаний, входящих в DVD Forum, как официальная спецификация записываемых (впоследствии и перезаписываемых) дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в DVD+RW Alliance (англ.), который и разработал в середине 2002 года стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу болванки (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем болванки DVD-R(W), но теперь цены сравнялись. Все современные приводы для DVD могут читать оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа болванок. Среди остальных приводов форматы «+» и «-» одинаково популярны половина производителей поддерживает один стандарт, половина другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента или они продолжат мирно сосуществовать. Однако, поскольку формат DVD-R(W) появился почти на 5 лет раньше DVD+R(W), многие старые или дешёвые плееры вероятнее всего поддерживают лишь DVD-R(W). Это следует учитывать, особенно при записи дисков для распространения, когда тип читающего устройства (плеера или DVD-привода) заранее не известен. Единица скорости (1x) чтения/записи DVD составляет байт/с (то есть около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая равна 9 × 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16- скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с. Тип диска Число секторов Ёмкость в байтах Гибибайты 1-слойный DVD-R(W) ,74,384 1-слойный DVD+R(W) ,74,378 1-слойный DVD-RAM ,74,378 2-слойный DVD-R(W) ,57,957 2-слойный DVD+R(W) ,57,961

Blue-ray disc Blu-ray Disc, BD формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Blu-ray (букв. «синий-луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Вариации и размеры Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырёх и восьми слоёв. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырёхслойного диска объёмом 100 Гб. На данный момент доступны диски BD-R (одноразовая запись) и BD-RE (многоразовая запись), в разработке находится формат BD-ROM. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 Гб для двухслойного варианта. Лазер и оптика В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм (635 нм для DVD for Authoring) и 780 нм соответственно. Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных. Системы защиты авторских прав В формате Blu-ray применён экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Физический размерОднослойная вместимость Двухслойная вместимость 120 мм 23,3/25/27/33 Гб 46,6/50/54/66 Гб 80 мм 7,8 Гб 15,6 Гб

HD DVD HD DVD (англ. High-Density DVD DVD высокой ёмкости) технология записи оптических дисков, разработанная компанией Toshiba, NEC и Sanyo. HD DVD (как и Blu-ray Disc) использует диски стандартного размера (120 миллиметров в диаметре) и голубой лазер с длиной волны 405 нм. Однослойный диск HD DVD имеет ёмкость 15 GB, двухслойный 30 GB. Toshiba также анонсировала трёхслойный диск, который может хранить до 45 GB данных. Это меньше, чем ёмкость основного соперника Blu-ray, который поддерживает 25 GB на один слой и 100 GB на четыре слоя. Оба формата используют одни и те же методики сжатия видео: MPEG-2, Video Codec 1 (VC-1, базируется на формате Windows Media 9) и H.264. Важным фактором привлекательности HD DVD по сравнению с Blu-ray является также тот факт, что большая часть оборудования для производства DVD может быть переоснащена для производства HD DVD, так как использует ту же технологию производства. HD DVD-ROM, HD DVD-R и HD DVD-RW могут иметь как один слой, ёмкостью 15 Гб, так и два слоя, ёмкостью 30 Гб. HD DVD-RAM имеет один слой, ёмкостью 20 GB.Все HD DVD плееры обратно совместимы с DVD и CD. Виды дисков HD DVD-R High Density DVD Recordable диск однократной записи HD DVD. Объём однослойного диска может достигать 15 Гб, двухслойного 30 Гб. HD DVD-RW High Density DVD Rewritable перезаписываемый диск HD DVD. Объём однослойного диска может достигать 15 Гб, двухслойного 30 Гб. Цикл перезаписи превышает 1000 раз. HD DVD-RAM формат записи дисков HD DVD. Предлагается в качестве замены формату DVD-RAM. Метод основан на случайном доступе к медиа данным на оптическом диске, что позволяет увеличить объём записываемой информации до 20 Гб. Формат коммерчески не реализован. Физический размерЕмкость однослойного диска Емкость двухслойного диска 12 см, односторонний15 Гб30 Гб 12 см, двухсторонний30 Гб60 Гб 8 см, односторонний4.7 Гб9.4 Гб 8 см, двухсторонний9.4 Гб18.8 Гб

Flash drive Устройство типичного USB Flash Drive (на примере изделия фирмы «Saitek»: 1 USB-разъём; 2 микроконтроллер; 3 контрольные точки; 4 микросхема флэш-памяти; 5 кварцевый резонатор; 6 светодиод; 7 переключатель «защита от записи»; 8 место для дополнительной микросхемы памяти. USB флэш-накопитель - носитель информации, использующий флэш-память для хранения данных и подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB. USB-флэшки обычно съёмные и перезаписываемые. Размер около 5 см, вес меньше 60 г. Получили большую популярность в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти (от 32 Мб до 256 Гб.[1]). Основное назначение USB-накопителей хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др. Преимущества *Малый вес, бесшумность работы и портативность. *Все современные материнские платы персональных компьютеров имеют USB-разъёмы. *Более устойчивы к механическим воздействиям (вибрации и ударам) по сравнению с НЖМД. *Работоспособность в широком диапазоне температур. *Высокая плотность записи (значительно выше, чем у CD или DVD). *Отсутствие подвижных частей, что снижает их энергопотребление в 34 раза по сравнению с жёстким диском. *Не подвержены воздействию царапин и пыли, которые были проблемой для оптических носителей и дискет. Недостатки *Ограниченное число циклов записи-стирания перед выходом из строя. *Маленький колпачок, который легко потерять. Иногда производитель делает вместо колпачка механизм скрытия разъёма колпачок уже нельзя потерять, однако механическая конструкция больше подвержена износу. *Способны хранить данные полностью автономно до 5 лет. Наиболее перспективные образцы до 10 лет. *Скорость записи и чтения ограничены во-первых, пропускной способностью USB,[2] а во-вторых, скоростью самой флэш-памяти. *При этом чтение в разы быстрее записи, которая заметно «тормозит».

HDD Накопи́тель на жёстких магни́тных ди́сках энергонезависимое перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Характеристики Разобранный жёсткий диск Quantum fireball (модель 2001 года) Интерфейс (англ. interface) совокупность линий связи, сигналов, посылаемых по этим линиям, технических средств, поддерживающих эти линии, и правил (протокола) обмена. Серийно выпускаемые жесткие диски могут использовать интерфейсы ATA (он же IDE и PATA), SATA, SCSI, SAS, FireWire, USB, SDIO и Fibre Channel. Ёмкость (англ. capacity) количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 Гб (2 Тб). В отличие от принятой в информатике системы приставок, обозначающих кратную 1024 величину (см.: двоичные приставки), производителями при обозначении ёмкости жёстких дисков используются величины, кратные Так, ёмкость жёсткого диска, маркированного как «200 ГБ», составляет 186,2 ГиБ.[4] Время произвольного доступа (англ. random access time) время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Диапазон этого параметра невелик от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают серверные диски (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 3,7 мс[5]), самым большим из актуальных диски для портативных устройств (Seagate Momentus ,5[6]). Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных. В настоящее время выпускаются винчестеры со следующими стандартными скоростями вращения: 4200, 5400 и 7200 (ноутбуки), 5400, 7200 и (персональные компьютеры), и об/мин (серверы и высокопроизводительные рабочие станции). Надёжность (англ. reliability) определяется как среднее время наработки на отказ (MTBF). Также подавляющее большинство современных дисков поддерживают технологию S.M.A.R.T. Потребление энергии важный фактор для мобильных устройств. Уровень шума шум, который производит механика накопителя при его работе. Указывается в децибелах. Тихими накопителями считаются устройства с уровнем шума около 26 дБ и ниже. Шум состоит из шума вращения шпинделя (в том числе аэродинамического) и шума позиционирования. Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии. Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate) при последовательном доступе: внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с; внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с. Объём буфера буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу. В дисках 2009 года он обычно варьируется от 8 до 64 Мб.

Технологии записи данных Принцип работы жёстких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции. В последнее время для считывания применяют магниторезистивный эффект и используют в дисках магниторезистивные головки. В них изменение магнитного поля приводит к изменению сопротивления, в зависимости от изменения напряженности магнитного поля. Подобные головки позволяют увеличить вероятность достоверности считывания информации (особенно при больших плотностях записи информации). Метод параллельной записи На данный момент это всё ещё самая распространенная технология записи информации на НЖМД. Биты информации записываются с помощью маленькой головки, которая, проходя над поверхностью вращающегося диска, намагничивает миллиарды горизонтальных дискретных областей доменов. Каждая из этих областей является логическим нулём или единицей, в зависимости от намагниченности. Максимально достижимая при использовании данного метода плотность записи составляет около 23 Гбит/см². В настоящее время происходит постепенное вытеснение данного метода методом перпендикулярной записи. Метод перпендикулярной записи Метод перпендикулярной записи это технология, при которой биты информации сохраняются в вертикальных доменах. Это позволяет использовать более сильные магнитные поля и снизить площадь материала, необходимую для записи 1 бита. Плотность записи у современных образцов 60 Гбит/см². Жёсткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.