Магнитные и оптические носители информации

Документы на современных  носителях информации относятся  к классу технически-кодированных, содержащих запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуковоспроизводящей, проекционной аппаратуры или компьютера.

Из всего  массива существующих документов рассматриваемая  группа выделяется по способу записи и считывания информации. В соответствии с этим признаком документы на новейших носителях информации делят на:

• документы  на перфорированных носителях информации (перфорированные документы), в состав которых входят перфокарты, перфоленты, апертурные карты;

• документы  на магнитных носителях информации (магнитные документы), в состав которых  входят магнитные ленты, магнитные карты, магнитные диски гибкие (дискеты) и жесткие, а также видеодиски;

• документы  на оптических носителях информации (оптические документы), группу которых  составляют микрографические документы (микрофильмы, микродиски, микрокарты) и оптические диски;

• документы  на голографических носителях информации (голографические документы). К ним  относят голограммы.

 

 

2 Магнитные и оптические носители информации

2.1 Оптические (лазерные) носители информации

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х годов, всё более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при помощи лазерного луча.⁹

Оптический  документ аккумулирует в себе преимущества различных способов записи информации и материалов носителя. Важным достоинством данного носителя информации является, во-первых, его универсальность, т. е. возможность записи и хранения в единой цифровой форме информации любого вида — звуковой, текстовой, графической, видео. Во-вторых, оптический документ дает возможность организации и хранения информации в виде баз данных на едином оптическом носителе. В-третьих, этот документ обеспечивает возможность создания интегрированных информационных сетей, обеспечивающих доступ к таким базам данных.

Оптический  документ - это интегральный вид документа, способный вобрать в себя достоинства и возможности книги, микро-, диа- и видеофильмов, аудиозаписи и т. д., причем все это одновременно. Он необходим для длительного хранения больших массивов информации.

Самым перспективным  видом оптического документа, выделяемым по форме носителя и особенностям пользования, является оптический диск   — материальный носитель, на котором информация записывается и считывается с помощью сфокусированного лазерного луча.

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

1. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. 

2. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW, CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения.  

3. Цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

В настоящее  время оптические (лазерные) диски  являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом. Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

Таким образом, внедрение оптической технологии в документно-информационную сферу может рассматриваться как начало новой эры в распространении, хранении, использовании документированной информации.¹⁰

 

2.2 Магнитные носители информации

В настоящее  время материальные носители магнитной  записи классифицируют:

- по геометрической  форме и размерам (форма ленты,  диска, карты и т.д.);

- по внутреннему  строению носителей (два или  несколько слоёв различных материалов);

- по способу  магнитной записи (носители для  продольной и перпендикулярной  записи);

- по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи).

К магнитным  носителям информации относят магнитную  ленту (МЛ), магнитную карту (МК), магнитный  диск (МД) (жесткий и гибкий).

Из этой группы в настоящее время наиболее используемыми для работы с документированной информацией являются магнитные диски.

Магнитный диск — носитель информации в виде диска  с ферромагнитным покрытием для  записи.

Магнитные диски  делятся на жесткие и гибкие (дискеты).

НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках)

Использование гибких дисков уходит в прошлое. Бывают двух типов и обеспечивают хранение информации на дискетах одного из двух форматов: 5,25' или 3,5'. Дискеты формата 5,25' в настоящее время практически  не встречаются (максимальная емкость 1,2 Мб). Для дискет формата 3,5' максимальная емкость составляет 2,88 Мб, самый распространенный формат емкости для них – 1,44 Мб. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращается с постоянной угловой скоростью. Все дискеты перед употреблением форматируются – на них наносится служебная информация, обе поверхности дискеты разбиваются на концентрические окружности – дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора. В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.¹¹

НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель  на жестком диске относится к  наиболее совершенным и сложным  устройствам современного ПК. Его  диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания. Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

Диск представляет собой круглую пластину с очень  ровной поверхностью чаще из алюминия, реже – из керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить".

Широкое применение, прежде всего в банковских системах, нашли так называемые пластиковые  карты, представляющие собой устройства для магнитного способа хранения информации и управления данными.

Пластиковая карта  представляет собой документ, выполненный на основе металла, бумаги или пластика стандартной прямоугольной формы, хотя бы один из реквизитов которого находится в форме, доступной восприятию средствами электронно-вычислительной техники и электросвязи.

Пластиковые карты  бывают двух типов: простые и интеллектуальные.

В простых картах имеется лишь магнитная память, позволяющая  заносить данные и изменять их.

В интеллектуальных картах, которые иногда называют смарт-картами (от англ. smart –умный), кроме памяти, встроен ещё и микропроцессор. Он даёт возможность производить необходимые расчёты и делает пластиковые карты многофункциональными.

Технологии  и материальные носители магнитной  записи постоянно совершенствуются. В частности, наблюдается тенденция  к увеличению плотности записи информации на магнитных дисках при уменьшении его размеров и снижении среднего времени доступа к информации.

Стримеры

Классическим  способом резервного копирования является применение стримеров – устройств  записи на магнитную ленту. Однако возможности  этой технологии, как по емкости, так и по скорости, сильно ограничены физическими свойствами носителя. Стример по принципу действия очень похож на кассетный магнитофон. Данные записываются на магнитную ленту, протягиваемую мимо головок. Недостатком стримера является слишком большое время последовательного доступа к данным при чтении. Емкость стримера достигает нескольких Гбайт, что меньше емкости современных винчестеров, а время доступа во много раз больше.

Оптические CD, DVD, BD

CD (Compact Disc) – оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи/считывания информации на/c который осуществляется при помощи лазера.CD становятся все более быстродействующими и дешёвыми. На диске CD промышленным способом записывается информация. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записываются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором располагаются в виде концентрических окружностей).

DVD (Digital Versatile Disk, ранее Digital Video Disk), т. е. многоцелевой цифровой диск – тип компакт-дисков, хранящий от 4,7 до 17 Гбайт информации, что вполне достаточно для полнометражного фильма. Такой объем способен удовлетворить любого производителя компьютерных игр и энциклопедий, для выпуска которых обычно требовалось несколько CD-ROM, вызывая неудобства у пользователя. Спецификаций DVD-ROM рассматривает диски и технологию DVD в качестве средства хранения компьютерных данных, обладающего громадной емкостью. Спецификация DVD-Video, вокруг которой ломалось столько копий, предусматривает лишь запись полнометражных кинопрограмм с высоким качеством изображения, многоканальным звуком и интернациональными настройками. Спецификация DVD-Audio рассматривает стандарт записи лишь звука, предполагая, правда, значительно более высокое качество, многоканальность и возможность поместить на том же диске не только 74 мин. музыки, но и разнообразную сопутствующую информацию. Становится ясным, что стремительное понижение цен на DVD-устройства может привести к вытеснению CD-приводов уже в ближайшее время даже при условии использования старых носителей. DVD по структуре данных бывают четырёх типов:

• DVD-видео — 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.

BD (Blu-ray - англ. blue ray — синий луч и disc — диск) — 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.В новой технологии появились кардинальные изменения в логической структуре диска, стоимости и других параметрах. BD является продуктом нового поколения, наиболее прогрессивным, отвечающим "требованиям нашего времени", чем CD и DVD.

Магнитно-оптические диски

Магнитно-оптический диск — носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных  накопителей. В последнее время все более широкое признание получает магнитооптическая технология, которая использует магнитные и оптические механизмы записи и чтения; все чаще магнитооптические накопители используются для хранения больших объемов информации. На сегодняшний день благодаря применению новых технических решений и последних технологий в магнитооптических системах ситуация с магнитооптическими накопителями полностью изменилась. Постоянное снижение цен на магнитооптические дисководы и улучшение технических характеристик позволит им в недалеком будущем полностью вытеснить с рынка стримеры, а постоянное увеличение емкости носителей и надежности хранения информации делает их работу в сетевых системах более эффективной по сравнению с накопителями типа CD-ROM. Несмотря на большую емкость магнитооптических дисков, они не могут заменить жесткие диски. Прежде всего это связано с низким быстродействием магнитооптических дисководов, а ведь этот параметр является одним из основных показателей для жестких дисков. Быстродействие магнитооптических дисководов существенно снижается при записи диска; не спасает положение и технология кэширования записи.

Если вам требуется средство для долговременного хранения данных, использование магнитных носителей, чувствительных к сотрясениям, магнитным и электрическим полям, - не слишком надежное решение. В этом случае стоит присмотреться к оптическим накопителям. ¹²Дисководы CD-R, к примеру, предполагают использование наиболее универсальных носителей, а также самую низкую цену хранения одного мегабайта информации. Однако использование технологии однократной записи не позволяет стирать ненужные данные и записывать новые. Кроме того, для записи на диски CD-ROM требуются значительные системные ресурсы, что делает такой подход не всегда приемлемым. Кроме дисководов CD-R есть еще один тип надежных устройств хранения информации - это магнитооптические устройства. Хотя случайный магнитный импульс может мгновенно уничтожить данные, записанные на гибких или жестких дисках, это не составит проблемы при использовании оптических накопителей, в которых вместо намагничивания при записи и считывании применяются лазерные лучи. Как следствие, они более эффективны для долговременного хранения данных или безопасной пересылки больших файлов по почте. Большая часть перезаписываемых оптических дисков может храниться 30 лет или даже больше, в то время как магнитные носители рассчитаны не более чем на 5 лет службы. Дополнительным преимуществом при архивации служит более низкая по сравнению с накопителями Zip или съемными жесткими дисками стоимость одного мегабайта записи, которая составляет всего около 11 центов для дисков на 230 Мбайт