Представление компонентов информационной базы

Тема 10. Представление компонентов информационной базы на машинных носителях

Средства обеспечения АБИС

• Техническое или аппаратное обеспечение;
• Программные обеспечения;
• Информационные средства обеспечения;
• Лингвистическое обеспечение.

Техническое обеспечение
К нему относят множительную технику, оргтехнику, вычислительные средства, с помощью которых осуществляется работа автоматизированная библиотечная информационная система (АБИС). Средства вычислительной техники – это компьютер, периферийные устройства (внешние устройства ввода- вывода информации). Компьютер, для выполнения общих задач целесообразно объединить в локальные сети. Для того чтобы объединить локальные сети областных библиотек должен быть выбран единый формат обмена данными – коммуникационный формат. В том случае если форматы в различных библиотеках разные, то для их приведения к единому формату необходимо специальное программное обеспечение: программа "конвертор".

Программное обеспечение
Программное обеспечение – комплекс всех программ, с помощью которых решают на ЭВМ библиотечные задачи, плюс все программы, которые обеспечивают работу с ЭВМ.
С внедрением в сеть библиотек автоматизированных технологий появляются новые пакеты прикладных программ. Так, например, в России разработан пакет ИРБИС – интегрированная библиотечно-информационная система, которая предлагается для внедрения в средних и малых библиотеках России. В Беларуси интересен опыт использования данного пакета в Белорусской сельскохозяйственной библиотеке и библиотеке Могилевского технологического института. Также ведётся разработка интегрированной корпоративной библиотечной системы для библиотек Беларуси.

Информационные средства обеспечения
В АБИС информация, как правило, подразделяется на входную, выходную и внутреннюю. В каждом названном виде еще выделяют информацию рабочую и служебную.

• Входная информация – это та, которая поступает в систему. Она предназначена для сбора, обработки, хранения и выдачи абоненту.
• Выходная информация выводится на печать или на экран дисплея. Она предназначена для выдачи абоненту. К ней можно отнести краткое описание документа, его инвентарный номер, а также др. части описания, найденные по запросам.
• Выходная служебная информация предназначена для контроля качества работы системы, повышения ее эффективности. К ней относят документы в отпечатанном виде.
• Внутренняя информация – вспомогательные массивы, словари, таблицы и др. машинные объекты, которые помогают организовывать запись, хранение и выдачу абоненту внутренней, рабочей информации.

Лингвистическое обеспечение
Представляет собой комплекс языковых средств для обработки документов и формирования запросов в режиме обслуживания. Информационно-поисковые языки (ИПЯ) буквенного и кодового значения. В АБИС обычно представляют следующий набор словарей-тезаурусов: Дескрипторный словарь (гуманитарные отрасли знаний), Рубрикатор ВИНИТИ (политематическая направленность) – буквенное выражение поискового образа документа (ПОДа), Рубрикатор ГАСНТИ, ББК (УДК) – кодовое выражение ПОДа.

Виды носителей
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.
Теперь перейдём к более конкретному рассмотрению. 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 используются в основном машинoчитаемые носители. Ниже приводится полный список известных типов машинных носителей с их качественными характеристиками.

• 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.
• Лазерный компакт-диск (CD, CD-ROM). Большая ёмкость, средняя скорость доступа, но отсутствует возможность записи информации. Запись производится на специальном оборудовании. Так выглядит CD-привод.
• Перезаписываемый лазерный компакт-диск (CD-R, CD-RW). В одних случаях возможна только запись (без перезаписи), в других - также ограниченное число циклов перезаписи данных. Те же характеристики, что и для обычного компакт-диска.
• DVD-диск. Аналогичен CD-ROM, 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. Так выглядит ZIP-диск и привод для него.
• Магнитооптический или т.н. флоптический диск. Сменный носитель большой ёмкости. Так выглядит магнитооптический диск и привод для него.
• 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. Так выглядит стример и его кассеты.
• Перфокарты – в настоящее время почти не используются.
• Перфолента – в настоящее время почти не используется.
• Кассеты и микросхемы ПЗУ (read-only memory, ROM). Характеризуются невозможностью или сложностью перезаписи, небольшой ёмкостью, относительно высокой скоростью доступа, а также большой устойчивостью к внешним воздействиям. Обычно применяются в компьютерах и других электронных устройствах специализированного назначения, таких как игровые приставки, управляющие модули различных приборов, принтеры и т.д.
• Магнитные карты (полоски). Маленькая ёмкость, транспортабельность, возможность сочетания машинно-читаемой и обычной текстовой информации. Кредитные карточки, пропуска, удостоверения и т.п.
• Существует большое количество специализированных носителей, применяемых в различных малораспространённых приборах. Например, магнитная проволока, голограмма.

Кроме того, носителем информации является оперативная память компьютера, ОЗУ (RAM), но она не пригодна для долговременного хранения информации, поскольку данные в ней не сохраняются при отключении питания.
Так как файл представляет собой просто последовательность битов (то есть нулей и единиц), компьютерные программы, сохраняющие данные в файле, должны как-то преобразовывать обрабатываемую ими информацию в последовательность битов и наоборот (в ООП эти операции называются, соответственно, «сериализацией» и «десериализацией»). Алгоритм этого преобразования, а также соглашения о том, как различные фрагменты информации после преобразования располагаются внутри файла, и составляют его «формат».
Различные форматы файлов могут различаться степенью детализации, один формат может быть «надстройкой» над другим или использовать элементы других форматов. Например, текстовый формат накладывает только самые общие ограничения на структуру данных. Формат HTML устанавливает дополнительные правила на внутреннее устройство файла, но при этом любой HTML-файл является в то же время текстовым файлом.

Спецификации
Для многих форматов файлов существуют опубликованные спецификации, в которых подробно описана структура файлов данного формата, то, как программы должны кодировать данные для записи в этот формат и как декодировать их при чтении. Большинство таких спецификаций свободно доступны, некоторые распространяются за плату.
Иногда компании могут считать определённые форматы файлов своим коммерческим секретом и не публиковать их. Хорошо известный пример – форматы файлов пакета Microsoft Office. В некоторых случаях компания, выпустившая приложение, просто не считает нужным тратить время на написание подробной спецификации.
Если спецификация формата недоступна, то для обеспечения совместимости программы с данным форматом приходится заниматься обратной разработкой. В большинстве или во всех странах форматы файлов не защищены законами об авторских правах. Однако, в некоторых странах, патентами могут быть защищены алгоритмы, используемые для кодирования данных в какой-либо формат. Например, в широко распространённом формате GIF используется патентованный алгоритм, что привело к разработке альтернативного формата PNG.

Определение типа файла
Для того, чтобы правильно работать с файлами, программы должны иметь возможность определять их тип. По историческим причинам, в разных операционных системах используются разные подходы для решения этой задачи.

Расширение имени файла
Некоторые операционные системы, например, CP/M, DOS, и Microsoft Windows используют для определения типа файла часть его имени, т. н. «расширение имени файла». В старых операционных системах это были три символа, отделённые от имени файла точкой (в файловых системах семейства FAT имя и расширение хранились отдельно, точка добавлялась уже на уровне ОС); в более новых системах расширение может являться просто частью имени, и тогда его длина ограничена только неиспользованной длиной имени (которая может составлять, например, 255 символов). Например, HTML-файлам может соответствовать расширение «.htm» или «.html».
Пользователь может свободно изменить расширение файла. Поскольку многие оболочки пользователя используют расширение, чтобы определить программу, с помощью которой нужно открыть файл, это может сделать последний недоступным для работы или вообще «потерять», если пользователь забудет исходное расширение. Поэтому Windows Explorer в новых версиях Microsoft Windows и Windows NT по умолчанию скрывает расширения. Эта практика имеет и обратную сторону: так как расширение файла не видно, можно обмануть пользователя, заставив его думать, что, например, файл с расширением .exe – изображение с другим расширением. В то же время, опытный пользователь может использовать возможность изменить назначенный файлу тип, просто сменив расширение, чтобы открыть его в другой программе, не указывая её напрямую. Это может быть полезно, если в программе не предусмотрено открытие файлов с каким то расширением, а пользователь знает, что их формат подходит для обработки в данной программе.

Носители информации

1. Магнитные диски

o Накопитель на жёстких магнитных дисках, жёсткий диск, хард, HDD, HMDD или винчестер, (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) – энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство.
Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.
В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома. В некоторых НЖМД используется одна пластина, в других – несколько на одной оси. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образуемого у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках 5-10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства. При отсутствии вращения дисков, головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.
Название «винчестер» накопитель получил благодаря фирме IBM, которая в 1973 году выпустила жёсткий диск модели 3340, впервые объединивший в одном неразъёмном корпусе пластины диска и считывающие головки. При его разработке инженеры использовали краткое внутреннее название «30-30», что означало два модуля (в максимальной компоновке) по 30 Мб каждый. Кеннет Хотон, руководитель проекта, по созвучию с обозначением популярного охотничьего ружья «Winchester 30-30» предложил назвать этот диск «винчестером».
В Европе и США название «винчестер» вышло из употребления в 1990-х годах, в российском же компьютерном сленге название «винчестер» сохранилось, сократившись до слова «винт».
Технологии записи данных
Принцип работы жестких 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 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 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.
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.
Жесткие диски с перпендикулярной записью доступны на рынке с 2005 года.
Метод тепловой магнитной записи
Метод тепловой магнитной записи (англ. Heat assisted magnetic recording – HAMR) на данный момент активно разрабатывается. При использовании этого метода используется точечный подогрев диска, который позволяет головке намагничивать очень мелкие области его поверхности. После того, как диск охлаждается, намагниченность «закрепляется». Данный метод позволит увеличить емкость диска до 50 Тбит (6,25 ТБ) на квадратный дюйм.
История
1956 – продажа первого коммерческого жёсткого диска, IBM 350 RAMAC, 5 Мб. Он весил около тонны, занимал два ящика – каждый размером с большой холодильник, а общий объем памяти 50 вращавшихся в нем покрытых чистым железом тонких дисков диаметром с большую пиццу составлял 5 мегабайт
1980 – первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб
1986 – Стандарт SCSI
1991 – Максимальная ёмкость 100 Мб
1995 – Максимальная ёмкость 2 Гб
1997 – Максимальная ёмкость 10 Гб
1998 – Стандарты UDMA/33 и ATAPI
1999 – IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб
2002 – Взят барьер адресного пространства выше 137 Гб
2003 – Появление SATA
2005 – Максимальная ёмкость 500 Гб
2005 – Стандарт Serial ATA 3G
2005 – Появление SAS (Serial Attached SCSI)
2006 – Применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях
2006 – Появление «гибридных» жёстких дисков, содержащих дополнительный блок флэш-памяти ёмкостью в единицы гигабайт
2007 – Hitachi представляет накопитель ёмкостью 1 Тб

o Накопитель на гибких магнитных дисках (дискета) – 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.
1971 – Первая дискета диаметром в 200 мм с соответствующим дисководом была представлена фирмой IBM. Обычно само изобретение приписывается Алану Шугарту, работавшему в конце 1960-х годов в IBM.
1973 – Алан Шугерт основывает собственную фирму Shugart Associates.
1976 – Алан Шугерт разработал дискету диаметром 5,25.
1978 – фирма TEAC представляет первый в мире дисковод для чтения 5,25-дискет.
1981 – Sony выводит на рынок дискету диаметром 3,5 (90 мм). В первой версии объём составляет 720 килобайт (9 секторов). Поздняя версия имеет объём 1440 килобайт или 1,40 мегабайт (18 секторов). Именно этот тип дискеты становится стандартом (после того, как IBM использует его в своём IBM PC).
Позже появились так называемые ED-дискеты (от англ. Extended Density – «расширенная плотность»), имевшие объём 2880 килобайт (36 секторов), которые так и не получили широкого распространения.

o Магнитный барабан – ранняя разновидность компьютерной памяти, широко использовавшаяся в 1950-1960-х годах. Изобретена Густавом Таушеком (Gustav Tauschek) в 1932 году в Австрии. Для многих вычислительных машин барабан являлся основной памятью, в которой располагались программы и данные, записываемые или считываемые с барабана при помощи таких носителей информации, как перфолента или перфокарты. Барабаны применялись настолько широко, что содержащие их вычислительные машины часто называли «барабанными компьютерами». В дальнейшем магнитный барабан был вытеснен памятью на магнитных сердечниках, которая работала быстрее, не имела движущихся частей и использовалась до самого появления полупроводниковой памяти. Барабан представляет собой большой металлический цилиндр, наружная поверхность которого покрыта ферромагнитным регистрирующим материалом. Упрощённо можно сказать, что это пластина жёсткого диска, имеющая форму цилиндра, а не плоского диска. Ряд считывающих головок движется по окружности барабана, каждая по отдельной дорожке.
Ключевое отличие между барабаном и диском заключается в том, что на барабане головки не могут перемещаться произвольно для поиска необходимой дорожки. Это означает, что время чтения и записи любого одиночного фрагмента информации меньше, чем оно было бы на диске. Контроллер просто ждёт когда данные появятся под нужной головкой при повороте барабана. Производительность магнитных барабанов полностью определяется скоростью их вращения, в то время как у диска важны как скорость вращения, так и скорость перемещения головок.
Тем не менее, проблемы с производительностью были заметны, и программисты часто брались за ручное написание кода на поверхности барабана особым способом для уменьшения количества времени, необходимого для поиска следующей инструкции. Они делали это, тщательно измеряя время поиска определённой инструкции для выполнения и готовности компьютера к выполнению следующей инструкции, затем располагали эту инструкцию на барабане таким образом, чтобы она в нужный момент «подъезжала» точно под считывающую головку. Такой метод компенсации временны?х задержек называется коэффициентом пропуска (англ. Skip Factor) или чередованием и всё ещё используется в современных контроллерах жёстких дисков.
В настоящее время в операционных системах семейства BSD устройством /dev/drum (то есть «барабаном») по умолчанию называется устройство для свопа виртуальной памяти.

Рекомендуемые материалы

2. Оптические диски

o 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, 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 mp3 производители бытовых CD-плееров и музыкальных центров начали снабжать их возможностью чтения mp3-файлов с CD-ROM’ов.
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.
История создания История создания
Компакт-диск был создан в 1979 году компаниями Philips и Sony. На Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, использовала собственный метод записи PCM – Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. Джон Скалли, тогдашний CEO Apple Computer, в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров.
Существует версия о том, что компакт-диск изобрели не Philips и Sony, а американский физик Джеймс Рассел, работавший в компании Optical Recording. Уже в 1971 году он продемонстрировал свое изобретение для хранения данных. Делал он это для «личных» целей, желая предотвратить царапание своих виниловых пластинок иглами звукоснимателей. Спустя восемь лет подобное устройство было «независимо» изобретено компаниями Philips и Sony.
Защита от копирования
Спецификация компакт-дисков не предусматривает никакого механизма защиты от копирования – диски можно свободно размножать и воспроизводить. Однако начиная с 2002 года, различные западные звукозаписывающие компании начали предпринимать попытки создать компакт-диски, защищённые от копирования. Суть почти всех методов сводится к намеренному внесению ошибок в данные, записываемые на диск, так, чтобы на бытовом CD-плеере или музыкальном центре диск воспроизводился, а на компьютере – нет. В итоге получается игра в кошки-мышки: такие диски читаются далеко не на всех бытовых плеерах, а на некоторых компьютерах – читаются, выходит программное обеспечение, позволяющее копировать даже защищённые диски и т. д. Звукозаписывающая индустрия, однако, не оставляет надежд и продолжает испытывать всё новые и новые методы. Philips заявила, что на подобные диски, не соответствующие спецификациям «Красной Книги», запрещается наносить знак «Compact disc digital audio». Для дисков с данными так же существуют разнообразные методы защиты от копирования, например технология SecurDisc.
Запись на компакт-диски
Обычные компакт-диски отливаются методом инжекционного литья (литье под давлением) на заводах с использованием стеклянной матрицы с вытравленным на ней рисунком дорожек, состоящих из питов (выступов) и промежутков, с помощью которой формируется металлический слой диска. Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной записи и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной. В таких дисках отражающая способность питов и промежутков между ними должны имитироваться другим способом.
Это достигается добавлением красителя между золотой(алюминиевой) поверхностью и слоем поликарбоната. В изначальном состоянии уровень красителя прозрачен и позволяет лучу лазера свободно проходить через него и отражаться от золотого(алюминиевого) покрытия. Во время записи лазер переходит в режим повышенной мощности(8-16мВт). Когда лазер попадает на краситель, он нагревает его, разрушая химические связи, и образует темные, непрозрачные пятна. При чтении лучом лазера с мощностью 0,5 мВт фотодетектор замечает разницу между прожжеными пятнами и нетронутыми областями.
Это различие интерпретируется так же, как и разница между выемками и ровными поверхностями на обычных компакт дисках. Такие диски в просторечии называются «болванками» и записываются на специальных пишущих приводах для компакт-дисков (широко сегодня распространённых), на сленге именуемыми «писалками» или «резаками». Процесс записи называется «прожигом» (от англ. «to burn») или «нарезкой» диска. RW диски в отличие от R имеют меньшую отражающую способность.20 % от диска изготовленного фабричным способом. CD R 40 %.

Ещё посмотрите лекцию "13. Требования к изготовлению бланков" по этой теме.

o DVD (ди-ви-ди, англ. Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск) – носитель информации в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить бо?льший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт дисков.
История
Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 в Японии и в марте 1997 в США. В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался «Multimedia Compact Disc» (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй – «Super Disc» — поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения кровопролитной войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betacam в 1980-х. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года.
Первая версия спецификаций DVD была опубликована в сентябре 1996 года. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц. Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17000$. «Болванки» объемом 3.95 Гб стоили по 50$ каждая. Изначально «DVD» расшифровывалось как «Digital Video Disc» (цифровой видеодиск), поскольку данный формат первоначально разрабатывался как замена видеокассетам.
Позже, когда стало ясно, что носитель подходит и для хранения произвольной информации, многие стали расшифровывать DVD как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск). Toshiba, заведующая официальным сайтом DVD Forum’а, использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.
Техническая информация
DVD по структуре данных бывают трех типов:
DVD-Video – содержат фильмы (видео и звук);
DVD-Audio – содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше, чем на аудио-компакт-дисках);
DVD-Data – содержат любые данные; смешанное содержимое.
В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660).
DVD как носители бывают четырёх типов:
DVD-ROM – диски, изготовленные методом инжекционного литья (литья под давлением из прочного пластика-поликарбоната), непригодны для записи в приводах;
DVD+R/RW – диски однократной (R – Recordable) и многократной (RW – ReWritable) записи;
DVD-R/RW –диски однократной (R – Recordable) и многократной (RW – ReWritable) записи;
DVD-RAM – диски многократной записи с произвольным доступом (RAM – Random Access Memory).
Любой из этих 4 типов носителей DVD может нести любую из трёх структур данных.

3. Магнитооптические диски
CD-MO (Compact Disc-Magneto-Optical, Магнито-оптический компакт-диск) – разновидность компакт-диска (CD), разработан в 1988 году и позволяет многократно записывать и стирать информацию. Стандарт CD-MO является частью стандарта «Orange Book» – part I, и в общих чертах является компакт диском с магнито-оптическим записывающим слоем. Появился до внедрения технологии записываемых CD-RW компакт дисков.
Технические детали
Запись данных производится нагреванием магнито-оптического материала записывающего слоя до точки Кюри, при которой теряется упорядоченная намагниченность материала, то есть информация стирается, а затем магнитная записывающая головка намагничивает только что стёртый участок в определённом направлении, то есть записывает новую информацию. Подобным способом записывается и Minidisc – стандарт оптического носителя, разработанный фирмой Sony. Чтение с магнитооптических дисков основывается на физическом эффекте Керра, и по замыслу разработчиков стандарта такие диски можно было бы легко считывать в обычных читающих приводах компакт дисков CD/CD-ROM. Однако, на практике, CD-MO диски поставлялись в специальных защитных футлярах (картриджах), что не позволяло использовать их как обычные CD-ROM, и часто ограничивало пользователя только определённым типом приводов от одного конкретного производителя.
Данный формат не получил широкого коммерческого распространения и успеха, так как в основном позиционировался на рынке, как замена накопителей на магнитной ленте. Каждый производитель делал свой тип картриджей, их приводы требовали специфичного программного обеспечения. Часто параметры и формат записи не соответствовал общему стандарту (даже на физическом уровне). Всё это приводило к невозможности прочитать записанные диски на оборудовании другого производителя или даже на том же самом приводе если версия программного обеспечения не соответствовала тому, которое использовалось при записи диска.
Скорости записи, также были весьма ограниченными, примерно 1х или 2х стандартной скорости CD-ROM, иногда и меньше.
В связи с тем, что это был самый первый вариант записываемых оптических дисков, неразберихой со стандартами записи и несовместимостью ПО, огромными размерами самих приводов и высокими ценами на носители и сами приводы, и низкими скоростями записи – эта технология использовалась в очень узком круге задач. Вскоре появившийся стандарт CD-R/CD-RW очень быстро вытеснил CD-MO почти отовсюду. Также появился и более развитый стандарт МО дисков – ZIP диски. На текущий момент (2006 год) очень сложно найти в продаже носители или приводы стандарта CD-MO.

4. Флэш-память
Флеш-память (англ. Flash-Memory) – разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.
Она может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи – это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW.
Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна, компактна и дёшева.
Недостатком, по сравнению с жёсткими дисками, является относительно малый объём: для самых больших флеш-карт объём составляет около 16 Гб. Работа по устранению этого недостатка уже ведётся: компания Apple выпустила флеш-носители ёмкостью до 64 Гб. А в конце 2007 года компания Toshiba объявила о начале выпуска флеш-носителей объёмом до 256 Гб.
Благодаря своей компактности, дешевизне и низкой потребности в электроэнергии флеш-память широко используется в портативных устройствах, работающих на батарейках и аккумуляторах – цифровых фотокамерах и видеокамерах, цифровых диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных периферийных устройствах (маршрутизаторах, коммуникаторах, принтерах, сканерах).
Принцип действия
Флеш-память хранит информацию в массиве транзисторов с плавающим затвором, называемых ячейками (англ. cell). В традиционных устройствах с одноуровневыми ячейками (англ. single-level cell, SLC), каждая из них может хранить только один бит. Некоторые новые устройства с многоуровневыми ячейками (англ. multi-level cell, MLC) могут хранить больше одного бита, используя разный уровень электрического заряда на плавающем затворе транзистора.
NOR
В основе этого типа флеш-памяти лежит НЕ-ИЛИ элемент (англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкий уровень электронов обозначает единицу. Транзистор имеет два изолированных затвора: управляющийся и плавающий. Последний способен удерживать электроны в течение нескольких лет. В ячейке имеются так же сток и исток. При программировании между ними, вследствие воздействия положительного поля на управляющем затворе, появляется поток электронов. Некоторые из электронов, благодаря наличию большей энергии, преодолевают слой изолятора и попадают на плавающий затвор, где и будут храниться. При чтении низкий уровень заряда на плавающем затворе соответствует единице, а заряд выше порогового значения – нулю.
Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.
В NOR архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND архитектуры.
NAND
В основе NAND типа лежит НЕ-И элемент (англ. NAND). Принцип работы такой же, от NOR типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND чипа может быть существенно меньше. Так же запись и стирание происходит быстрее. Однако эта архитектура не позволяет обращаться к произвольной ячейке.
NAND и NOR архитектуры сейчас существуют параллельно и не конкурируют друг с другом, поскольку находят применение в разных областях хранения данных.
История
Флеш-память была изобретена Фудзи Масуока (Fujio Masuoka), когда он работал в Toshiba в 1984 году. Имя «флеш» было придумано также в Toshiba коллегой Фудзи, Сёдзи Ариизуми (Shoji Ariizumi), потому что процесс стирания содержимого памяти ему напомнил фотовспышку (англ. flash). Масуока представил свою разработку на IEEE 1984 International Electron Devices Meeting (IEDM), проходившей в Сан-Франциско, Калифорния. Intel увидела большой потенциал в изобретении и в 1988 году выпустила первый коммерческий флеш-чип NOR-типа.
NAND-тип флеш-памяти был анонсирован Toshiba в 1989 году на International Solid-State Circuits Conference. У него была больше скорость записи и меньше площадь чипа.
Стандартизацией чипов флеш-памяти типа NAND занимается Open NAND Flash Interface Working Group (ONFI). Текущим стандартом считается спецификация ONFI версии 1.0, выпущенная в 28 декабря 2006 года. Группа ONFI поддерживается крупнейшими производителями NAND чипов: Intel, Micron Technology и Sony.
Файловые системы
Основное слабое место флеш-памяти – количество циклов перезаписи. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что ОС часто записывает данные в одно и то же место. Например, часто обновляется таблица файловой системы, так что первые сектора памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволяет существенно продлить срок работы памяти.
Для решения этой проблемы были созданы специальные файловые системы: FFS2 для Microsoft Windows и JFFS2 и YAFFSдля GNU/Linux. USB флеш-носители и карты памяти, такие как SecureDigital и CompactFlash имеют встроенный контроллер, который производит обнаружение и исправление ошибок и старается равномерно использовать ресурс перезаписи флеш-памяти. На таких устройствах не имеет смысла использовать специальную файловую систему и для лучшей совместимости применяется обычная FAT.

Файл (англ. file – папка, скоросшиватель) – концепция в вычислительной технике: сущность, позволяющая получить доступ к какому-либо ресурсу вычислительной системы и обладающая рядом признаков: фиксированное имя (последовательность символов, число или что-то иное, однозначно характеризующее файл) определенное логическое представление и соответствующие ему операции чтения/записи
Может быть любой – от последовательности бит до базы данных с произвольной организацией или любым промежуточным вариантом. Первому случаю соответствуют операции чтения/записи потока и/или массива (то есть последовательные или с доступом по индексу), второму – команды СУБД. Промежуточные варианты - чтение и разбор всевозможных форматов файлов.
В отличие от переменной, файл (в частности, его имя) имеет смысл вне конкретной программы. Работа с файлами – по крайней мере, в «простейшем» представлении – реализуется средствами операционных систем, а до их появления реализовывалась их предшественниками – мониторами и библиотеками подпрограмм.
Ресурсами, доступными через файлы, в принципе, может быть что угодно, представимое в цифровом виде. Чаще всего в их перечень входят: области данных (не обязательно на диске) устройства (как физические, так и виртуальные) потоки данных (в частности, вход или выход другого процесса) сетевые ресурсы объекты операционной системы
Файлы первого типа исторически возникли первыми и распространены наиболее широко, поэтому часто «файлом» называют и область данных, соответствующую имени.
Файловая система
По мере развития вычислительной техники файлов в системах становилось все больше. Для удобства работы с ними их, как и другие данные, стали организовывать в структуры (тогда же появились символьные имена). Вначале это был простой массив, «привязанный» к конкретному носителю информации. В настоящее время наибольшее распространение получила древовидная организация с возможностью монтирования и вставки дополнительных связей (т. е. ссылок). Соответственно, имя файла приобрело характер пути к файлу: перечисление узлов дерева файловой системы, которые нужно пройти, чтобы до него добраться.
Свойства файла
В зависимости от файловой системы, файл может обладать различным набором свойств.
Список операций с файлами:

• Удаление файла;
• Переименование файла;
• Копирование файла;
• Перенос файла на другую файловую систему/носитель информации;
• Создание симлинка или хардлинка;
• Получение или изменение атрибутов файла.

Форматы файлов
Изображение и звук
3D
ASM (Pro/Engineer)
3DM (Rhinoceros)
3DS
BLEND (Blender)
C4D (Cinema 4D)
DDS (Direct Draw Surface).
DGN (Bentley, MicroStation)
DWG (AutoCAD)
DXF (AutoCAD)
FBX (Alias)
LWO (LightWave Object File)
LWS (LightWave Scene File)
MAX (3D Studio Max)
MB (Maya)
MOVIE.BYU
OBJ
PZ3 (Pozer)
PRT (Pro/Engineer)
RIB (RenderMan)
U3D
VRML
VUE (Vue)
WIRE (Alias STUDIO Tools)
X (DirectX)
X3D
Z3d (Zanoza Modeler)
Фонограммы (аудиозаписи)
WAV (Windows PCM/ADPCM)
VOC (Creative SoundBlaster)
CDA (CD Digital Audio)
MP3
WMA
Ogg
ASF
AMR (Adaptive Multi-Rate)
Синтезируемые фонограммы
MIDI
MOD
STM, S3M (Stream Tracker)
Растровые изображения
BMP (Windows or OS/2 bitmap)
EPS (Encapsulated Postscript format)
GIF
HDR (High Dynamic Range)
JPEG, JPG, JPE (Joint Photographic Experts Group)
JPEG 2000 (.jp2)
PCX (ZSoft PaintBrush)
PNG (Portable Network Graphics)
TGA (Truevision Targa) (.TGA, .tpic)
TIFF, TIF (Tagged Image Format)
WDP, HDP (Windows Media Photo)
XPM (X pixmap)
Анимация и видео
Анимация
Autodesk Animation (.fli/.flc)
Animated GIF
Macromedia Flash (.swf), векторная графика
SMIL, презентации (открытый аналог Flash)
MNG (Multiple-image Network Graphics)
Scalable Vector Graphics - SVG (.svg), презентационный формат, ориентированный на векторную графику
Windows Animated Cursor (.ani)
Видео
AAF (Advanced Authoring Format)
ASF (Advanced Streaming Format)
AVI (Audio Video Interleave)
Bink (.bik)
FILM (.cpk)
Matroska (.mkv)
MPEG
MXF (Material eXchange Format)
NUT
NuppelVideo
NSV (Nullsoft Streaming Video)
Ogg (для Tarkin и Theora)
OGM (Ogg Media Stream)
QuickTime (.mov, .qt)
PVA
RealMedia
RIFF-AVI
RoQ
VIVO
WMV
FLV
3GP
MOV
yuv4mpeg
Документы
Обработка текстов
простой текстовый файл (.txt)
AmigaGuide (.guide)
Radix-64 Rich Text Format (.rtf) (принятый Microsoft формат для обмена текстовыми файлами)
OpenDocument Text (.odt) (Вариант открытого текстового формата )
OpenOffice.org/StarOffice Writer (.sxw) (также открытый текстовый формат)
TeX (.tex)
Texinfo (.info)
Troff
WordPerfect (.wpd)
Microsoft Word (.doc) (защищённый Microsoft-формат, часто меняется, квази-стандарт)
Lotus Word Pro (.lwp) (не документированый текстовый формат для Lotus SmartSuite)
Языки описания страниц
DVI
PCL
PDF
PostScript (.ps, .ps.gz)
Электронные книги
FictionBook (полностью открытый формат)
Mobipocket (для карманных компьютеров)
DjVu (старые часто сканируют в файлы DjVu)
PDF (зачастую книги «печатают» в PDF после вёрстки)
Языки разметки
HTML/xHTML
XML
SGML
Электронные таблицы
XLS
CSV
OpenDocument Spreadsheet (.ods)
Исходный код для языков программирования
Си (язык программирования) (.c, заголовочные файлы .h)
C++ (.cpp, .cxx, заголовочные файлы .h, .hpp)
Паскаль (язык программирования) (.pas)
Бейсик (язык программирования)
Java
C# (.cs)
Глагол (.отд)
Perl (.pl, .pm)
PHP (.php, .php3, .phtml)
Python (.py)
Ruby (.rb, под Windows .rbw)
Hiasm (.sha)
Объектный код
a.out (для Unix)
coff (common object file format)
ELF
lib-библиотека данных
Portable Executable (.exe u. a.; используется в Microsoft Windows и некоторых других системах)
.com (используется в MS-DOS, Microsoft Windows) obj-объект данных
Электронные таблицы
Таб (табуляция, ASCII код 07)
dif (для обмена таблицами между табличными процессорами)
Microsoft Excel (.xls) (распространённый Microsoft-формат, квази-стандарт)
123,WK? - Lotus 1-2-3
AWS - Ability Spreadsheet
CLF - ThinkFree Calc
OpenDocument Spreadsheet (.ods) (формат используемый открытым табличным процессором от OASIS, универсальный стандарт использующий XML и Zip)
Quattro
OpenOffice.org/StarOffice Calc (.sxc) открытый формат на (XML, ZIP) используется программами Calc из StarOffice и поддерживается OpenOffice.org
WKS - Microsoft Works gnumeric - GNU gnumeric
Форматы архивов
7z
ACE
ARJ
BZIP2 (.bz2)
Cab
CPIO (.cpio)
Deb (Debian Pakage Manager-Archiv)
Freeze/melt (.F) QNX4 Archive format
GZIP (.gz)
IMG, ISO (виртуальный диск)
JAR
LHA (.lzh)
LZO
LZX
RAR
RPM (Red Hat Pakage Manager-Archive)
SMC System Management Console Format
TAR
Zip
ZOO
HA
Форматы обмена
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine)
DTA или DTAUS (формат обмена данными между банками)
Interchange File Format (IFF)
SDXF (Structured Data Exchange Format)
STDF (Standard Test Data Format)
XMI (XML Meta Interchange)
NetCDF (Network Common Data Form)
Инсталяционные форматы

 
deb Debian Package Manager
MSI Windows Installer (в прошлом Microsoft Installer)
pkg BeOS SoftwareValet
RPM используется в Red Hat