50280 (Виды машинных носителей информации)

Содержание

Введение

1 Перфокарты

2 Перфоленты

3 Стримеры

4 Флоппи диск

5 Zip и Jazz диски

6 НМЖД

7 Магнитооптические диски

8 Флэшнакопители

Заключение

Список литературы

Введение

Информация – вещь нематериальная. Это сведения, которые зафиксированы (записаны) тем или иным расположением (состоянием) материального носителя, например, порядком расположения букв на странице или величиной намагниченности ленты.

Носителем информации может быть любой материальный объект. И наоборот – любой материальный объект всегда несёт на себе некую информацию (которая, однако, далеко не всегда имеет для нас значение). Например, книга как совокупность переплёта, бумажных листов, и типографской краски на них является типичным носителем информации.

Чтобы отличать информацию от её носителя, надо твёрдо помнить, что информация – это сугубо нематериальная субстанция. Всё, что является материальным объектом, информацией быть не может, но только лишь её носителем. В том же примере с книгой и листы, и знаки на них – только носитель; информация же заключена в порядке расположения печатных символов на листах. Радиосигнал – тоже материальный объект, поскольку является комбинацией электрических и магнитных полей (с другой точки зрения – фотонов), поэтому он не является информацией. Информация в данном случае – порядок чередования импульсов или иных модуляций указанного радиосигнала.

Материя и информация неотделимы друг от друга. Информация не может существовать сама по себе, в отрыве от материального носителя. Материя же не может не нести информации, поскольку всегда находится в том или ином определённом состоянии.

Хотя любой материальный объект – носитель информации, но люди используют в качестве таковых специальные объекты, с которых информацию удобнее считывать.

Традиционно используемым носителем информации является бумага с нанесёнными на ней тем или иным способом изображениями.

Поскольку в наше время основным средством обработки информации является компьютер, то и для хранения информации все чаще стали использоваться машинно-читаемые носители. Ниже приводится список известных типов машинных носителей с их качественными характеристиками.

- Жёсткий магнитный диск, ЖМД, НЖМД (hard disk, HD). Применяется как основной - стационарный носитель информации в компьютерах. Большая ёмкость, высокая скорость доступа. Встречаются модели со съёмным диском, который можно вынуть из компьютера.

- Гибкий магнитный диск, ГМД (floppy disk, FD) или дискета (diskette). Основной сменный носитель для персональных компьютеров. Небольшая ёмкость, низкая скорость доступа, но и стоимость тоже низкая. Основное преимущество – транспортабельность.

- Перезаписываемый лазерный компакт-диск (CD-R, CD-RW). В одних случаях возможна только запись (без перезаписи), в других - также ограниченное число циклов перезаписи данных. Большая ёмкость, средняя скоростьзаписи/чтения.

- DVD-диск. Аналогичен CD-R, но имеет более высокую плотность записи (в 5-20 раз). Имеются устройства как только для считывания, так и для записи (перезаписи) DVD.

- Сменный магнитный диск типа ZIP или JAZZ. Похож на дискету, но обладает значительно большей ёмкостью..

- Кассета с магнитной лентой – сменный носитель для стримера (streamer) – прибора, специально предназначенного для хранения больших объёмов данных. Некоторые модели компьютеров приспособлены для записи информации на обычные магнитофонные кассеты. Кассета имеет большую ёмкость и высокую скорость записи-считывания, но медленный доступ к произвольной точке ленты.

-Перфокарты – в настоящее время почти не используются.

-Перфолента – в настоящее время почти не используется

- Флэш-накопители – большая емкость, высокая скорость чтения/записи, небольшой размер.

Познакомимся поподробнее с перечисленными носителями информации.

1 Перфокарты

Впервые перфокарты появились приблизительно в 1800 году, их использовал Джеквард Лум. Он производил раскрой ткани по образцам, представленным перфокартами. Идея перфокарт нашла также практическое применение в ткацких станках Ж. Жаккара (1804) и вычислительной машине Ч. Бэббиджа (1833). Позже аналогичная технология стала использоваться в механических пианино.

Важной личностью в истории создания вычислительных машин на перфокартах является Г. Холлерит. В 1890 г. он использовал технологию перфокарт для выполнения переписи населения Соединенных Штатов

Идея Холлерита состояла в том, чтобы для каждого человека завести специальную карточку - перфокарту, в которой были бы данные о человеке. Эти данные должны были заноситься в карточку в виде отверстий, чтобы облегчить их обработку

Сведения заносились на перфокарту вручную с помощью пробивного устройства - перфоратора. На лицевой панели перфоратора имелась карта - шаблон признаков с отверстиями, над лицевой панелью по всей карте перемещался специальный рычаг со штифтом на конце. Если чистую перфокарту клали в специальную раму и опускали штифт в отверстие, соответствующее какому-либо признаку, то специальное устройство в раме пробивало идентичный знак в той же позиции. Так как работа на перфораторе совершалась вручную, то быстрота ее выполнения зависела от умения и навыков работающего, всего в час можно было заполнить не более 80 карточек.

Информация, занесенная на перфокарты, обрабатывалась табулятором. Это было массивное устройство, работающее от электрических батарей. Перфокарту загружали в специальный воспринимающий пресс, который считывал информацию и передавал ее на табулятор. Считывание происходило следующим образом: в воспринимающем прессе были специальные контактные иглы, которые проходили через отверстия, пробитые в перфокарте, и замыкали электрическую цепь. Электрический ток проходил по проводам и достигал табулятора, на лицевой панели которого были счетчики. Каждый счетчик соответствовал какому-нибудь определенному признаку. По окончании обработки перфокарт, каждый счетчик показывал, сколько раз в его позиции замыкалась цепь.

В 50-е годы ХХ века появились компьютеры и потеснили перфорационные комплексы. Появилась возможность записывать данные на магнитную ленту (с помощью перфолент или тех же перфокарт), сортировать их и проводить накопление информации в требуемом разрезе. 20% перфокарт переписи населения США 1950г. были обработаны с использованием первого коммерческого компьютера UNIVAC I (остальные 80% - обычными табуляторами).

Перфокарты по-прежнему служили для ввода информации в ЭВМ. На них записывали и хранили программы на Фортране и других языках. Они использовались как внешняя память.

По данным Британского музея науки и технологий производство табуляторов было свернуто примерно в 1965 г. Однако устройства переноса информации на перфокарты и ввода их в компьютер прожили еще два десятка лет.

Так что же такое перфокарта?

Перфокарта - это небольшие, картонные легкие бланки с размерами по ГОСТу 187,4х82,5 мм. Информация располагается по строкам и колонкам. Перфокарта может содержать до 80 колонок информации, в каждой колонке располагается один символ. Обычно на перфокарте колонки с 1 по 26 содержат буквенные символы от A до Z соответственно, а колонки с 36 до 45 содержат десятичные цифровые символы от 0 до 9. Также были дополнительные символы +, -, ., ,, (,), *, /, $, = и пробел. Каждый символ представляется единственной свойственной только ему конфигурацией отверстий в колонке перфокарты. Пробел представляется колонкой без отверстий.

Сначала считыватели перфокарт были механическими - восемь контактов ощупывали восемь дорожек, пролетающей мимо перфокарты, а потом пошли фотосчитыватели, и процесс стал бесконтактным. На одной перфокарте помещалась одна строка программы. Соответственно, в среднем, весь текст программы представлял собой довольно внушительную по толщине колоду перфокарт, которые обкладывались сверху и снизу пластмассовыми или картонными полосками, чтобы перфокарты не мялись. Чтобы внести изменения в программу, нужно было выбить на перфокартах команду и новую строчку программы. Поэтому в те времена была совсем другая философия программирования. Программистам нужно было десятки раз прогнать в уме всю программу, выискивая всевозможные ошибки

2 Перфолента

Перфорационная лента, перфорированная лента, перфолента, носитель информации в виде бумажной, целлулоидной или полиэтилентерефталатной (лавсановой) ленты, на которую информация наносится пробивкой отверстий (перфораций). Преимущественное распространение получили перфоленты из плотной бумаги, шириной 17,5; 20,5; 22,5 и 25,4 мм и толщиной около 0,1 мм. Ширина и толщина перфоленты, форма отверстий и их расположение обычно определяются материалом, из которого изготовлена лента, и конструкцией перфоратора. П. л. имеют от 5 до 8 информационных дорожек и одну (обычно посередине) транспортную с непрерывной, более мелкой перфорацией. Число дорожек соответствует числу элементов кода (двоичных разрядов), одновременно записываемых или считываемых с ленты.

Информация наносится на перфоленту механическими или электромеханическими перфораторами со скоростью до 300 строк в сек; воспроизведение (считывание) информации осуществляется электромеханическими трансмиттерами или с помощью фотоэлементов со скоростью до 3000 строк в сек. Перфоленты служат для длительного хранения и многократного воспроизведения информации. Перфоленты уступают по прочности перфорационным картам, но устройства, работающие с ними., обычно проще и дешевле устройств на перфокартах и обладают большим быстродействием. В отличие от магнитных лент, информация, записанная на перфоленту, доступна для чтения без специальных устройств, однако перфолента. может быть использована только для однократной записи, исправление нанесённых на ней. данных затруднено, склейка ленты существенно ухудшает её механические свойства. Перфоленты используют в ЭВМ для ввода и вывода информации, в быстродействующих телеграфных аппаратах, пишущих автоматах, технологических устройствах и агрегатах с программным управлением.

Менее распространены перфоленты из обычной киноплёнки (предварительно зачернённой); они применялись главным образом в устройствах ввода данных некоторых ЭВМ. С 60-х гг. за рубежом и в СССР стали применять П. л. на полиэтилентерефталатной основе, прочность которых значительно выше бумажных.

Основные недостатки перфокарт и перфолент — ограниченная информационная плотность записи (до 102 бит на 1 см2) и малая механическая прочность.

3 Стримеры

Большая часть записывающих устройств (ЗУ) с последовательным доступом, не выдержав конкуренции с другими типами памяти, уже повымерла, до наших дней, видоизменяясь и совершенствуясь, дожил, пожалуй, лишь один тип ЗУ с последовательным доступом – накопитель на магнитной ленте или, как его еще называют, стример (от английского “stream” - поток).

История стримеров насчитывает более полувека, а началась она в 1953 году, когда IBM представила первый накопитель на магнитной ленте. В нем использовалась многодорожечная лента шириной полдюйма располагавшаяся на бобинах.

Своим устройством стример весьма напоминает обычный аудио- или видеомагнитофон. И это неудивительно – цифровой сигнал, с которым работают стримеры, является частным случаем аналогового, применяемого в аудио- и видеозаписи. Стримеры представляют из себя ЗУ со сменным носителем. Изначально в них использовались бобины, затем кассеты, а сейчас в стримерах применяются в основном картриджи.

На сегодняшний день единственной областью применения стримеров остается архивное хранение огромных объемов информации, где скорость доступа к данным не играет определяющей роли – здесь они прочно удерживают свои позиции, несмотря на появление оптических носителей высокой емкости и RAID-массивов жестких дисков.

На базе стримеров также организуются массивы, аналогичные дисковым RAID-массивам. При этом пропускная способность увеличивается в соответствующее количеству накопителей раз. Существуют также специальные автоматизированные библиотеки на основе стримеров, где обеспечивается возможность хранения многих тысяч картриджей и автоматической установкой/сменой их в накопителях. В таких системах может использоваться до нескольких сотен накопителей.

Как и в магнитофонах, информация на магнитную ленту в стримерах записывается одним из двух основных методов:

Линейный метод записи

Информация располагается на продольных дорожках, проходящих по всей длине ленты. Запись и чтение осуществляются в одном направлении движения ленты. Разновидностью этого метода является линейно-серпантинный метод, где работа с данными производится в обоих направлениях движения ленты.Принцип тот же что и в обычном кассетном магнитофоне.

Наклонно-строчный метод записи

Информация записывается на наклонных дорожках, проходящих по диагонали от одного края ленты к другому, используя головки, вращающиеся вокруг своей оси. Сама же ось наклонена под углом к направлению движения ленты (как в видеомагнитофонах). Преимуществом этого метода является меньшая линейная скорость протяжки ленты. Поэтому в устройствах, работающих на этом принципе, можно применять более тонкую ленту. Соответственно, при одинаковых размерах картриджа, длина ленты может быть намного больше. Недостатком метода можно считать более быстрый износ ленты и головки.

Практически все стримеры практикуют программное и/или аппаратное сжатие информации. Это позволяет «малой кровью» достаточно серьезно увеличить емкость носителя и скорость работы с информацией. Поскольку данные бывают разные (от текстовых файлов, «утрамбовываемых» в 5-10 раз до .mp3 файлов, несжимаемых вообще), а оценивать как-то надо, то производители стримеров используют для оценки двукратное сжатие (2:1), увеличивая на этот же коэффициент и скорость работы с информацией.

Современные стримеры могут быть и внешними и внутренними и подключаются через один из нескольких стандартных интерфейсов: флоппи, IDE, SCSI или интерфейс параллельного порта (Centronix). Последние модели подключаются через суперпопулярные сегодня USB и FireWire (IEEE1394).