Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

26 0 Новини високих технологій

Що було відомо першій людині? Як вбити мамонта, бізона або вполювати кабана. В епоху палеоліту вистачало стін в печері, щоб зафіксувати все вивчене. Печерна база даних цілком вмістилася б на скромну флешку розміром мегабайт. За 200000 років свого існування ми дізналися про геномі африканської жаби, нейронних мережах і більше не малюємо на скелях. Зараз у нас є диски, хмарні сховища. А також інші види носіїв інформації, здатні зберегти на одному чіпсеті всю бібліотеку МДУ.

Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

Що таке носій інформації

Носій інформації – це фізичний об'єкт, властивості і характеристики якого використовуються для запису і зберігання даних. Прикладами носіїв інформації є плівки, компактні оптичні диски, карти, магнітні диски, папір і ДНК. Носії інформації розрізняються за принципом здійснення запису:


  • друкована або хімічна з нанесенням фарби: книги, журнали, газети;
  • магнітна: HDD, дискети;
  • оптична: CD, Blu-ray;
  • електронна: флешки, твердотільні накопичувачі.
  • Класифікуються сховища даних за формою сигналу:
  • аналогові, які використовують для запису безперервний сигнал: аудіо компакт-касети і бобіни для магнітофонів;
  • цифрові - з дискретним сигналом у вигляді послідовності чисел: дискети, флешки.
  • Перші носії інформації

    Історія запису і зберігання даних почалася 40 тисяч років тому, коли Homo sapiens прийшла ідея робити ескізи на стінах своїх жител. Перше наскальне творчість знаходиться в печері Шові на півдні сучасної Франції. Галерея містить 435 малюнків, що зображують львів, носорогів та інших представників фауни пізнього палеоліту.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики
    На зміну Оріньякської культури в бронзовому столітті виникло принципово новий вид носіїв інформації – туппу?м. Девайс представляв собою пластину з глини і нагадував сучасний планшет. На поверхню з допомогою очеретяної палички - стилуса - наносилися запису. Щоб праця не розмило дощем, туппумы обпікалися. Всі таблички з давньої документацією ретельно сортувалися і зберігалися в спеціальних дерев'яних ящиках.

    У Британському музеї є туппум, що містить інформацію про фінансову операцію, що сталася в Месопотамії в часи правління царя Ассурбанипала. Офіцер з почту принца підтверджував продаж рабині Арбели. Табличка містить його іменну печатку і запису про хід операції.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    Стос і папірус

    З III тисячоліття до нашої ери в Єгипті починають використовувати папірус. Запис даних відбувається на листи, виготовлені із стебел рослини papyrus. Портативний і легкий вид носіїв інформації швидко витіснив свою глиняну попередницю. На папірусі пишуть не лише єгиптяни, а й греки, римляни, візантійці. В Європі матеріал використовували до XII століття. Останній документ, написаний на папірусі, – папський декрет 1057 року. Одночасно з древніми єгиптянами, на протилежному кінці планети інки винаходять стос, або «говорять вузлики». Інформація фіксувалася за допомогою зав'язування вузлів на прядильних нитках. Стос зберігали дані про податкових зборах, чисельності населення. Імовірно використовувалася нечисловий інформація, але вченим її тільки належить розгадати.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    Папір і перфокарти

    З XII до середини XX століття основним сховищем даних була папір. Її використовували для створення друкованих і рукописних видань, книг, засобів мас-медіа. У 1808 році з картону почали робити перфокарти – перші цифрові носії інформації. Представляли собою листи картону з виконаними в певній послідовності отворами. На відміну від книг і газет, перфокарти зчитувалися машинами, а не людьми.
    Винахід належить американському інженеру з німецькими коренями Герману Холлериту. Вперше автор застосував своє дітище для складання статистики смертності і народжуваності в Нью-Йоркському Раді охорони здоров'я. Після пробних спроб, перфокарти використовували для перепису населення США в 1890 році. Але сама ідея робити дірки в папері, щоб записувати інформацію, була далеко не новою. Ще в 1800 році перфокарти ввів француз Джозеф-Марі Жаккард для керування ткацьким верстатом. Тому технологічний прорив полягав у створенні Холлерітом не перфокарт, а табуляционной машини. Це був перший крок на шляху до автоматичного зчитування та обчисленню інформації. Компанія TMC Германа Холлеріта з виробництва табуляційних машин в 1924 році була перейменована в IBM.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    OMR-карти

    Являють собою аркуші щільного паперу з інформацією, записаною людиною у вигляді оптичних міток. Сканер розпізнає мітки і обробляє дані. OMR-карти використовують для складання опитувальників, тестів з опціональним вибором, бюлетенів та форм, які необхідно заповнювати вручну.

    Технологія заснована на принципі складання перфокарт. Але машина зчитує не наскрізні отвори, а опуклості, або оптичні мітки. Похибка обчислень становить менше 1 %, тому OMR-технологію продовжують використовувати державні установи, екзаменаційні органи, лотереї та букмекерські контори.

    Перфострічка

    Цифровий носій інформації у вигляді довгої паперової смужки з отворами. Перфоровані стрічки були вперше використані Базіле Бушоном в 1725 році для керування ткацьким верстатом і механизирования відбору ниток. Але стрічки були дуже крихкими, легко рвалися і при цьому дорого коштували. Тому їх замінили на перфокарти. З кінця XIX століття перфострічка отримала широке застосування в телеграфії, для введення даних в комп'ютери 1950-1960 років і в якості носіїв для міні-комп'ютерів і верстатів з ЧПУ. Зараз бобіни з намотаною перфолентой стали анахронізмом і канули в Лету. На зміну паперовим носіям прийшли більш потужні і об'ємні сховища даних.

    Магнітна стрічка

    Дебют магнітної стрічки в якості комп'ютерного носія інформації відбувся в 1952 році для машини UNIVAC I. Але сама технологія з'явилася набагато раніше. У 1894 році датський інженер Вольдемар Поульсен виявив принцип магнітного запису, працюючи механіком в Копенгагенській телеграфної компанії. У 1898 році вчений втілив ідею в апараті під назвою "телеграфон".
    Сталева дріт проходила між двома полюсами електромагніту. Запис інформації на носій здійснювалась шляхом нерівномірного намагнічування коливань електричного сигналу. Вольдемар Поульсен запатентував свій винахід. На Всесвітній виставці 1900 року в Парижі він мав честь записати голос імператора Франца-Йосифа на свій девайс. Експонат з першої магнітної звукозаписом донині зберігається в Датському музеї науки і техніки. Коли патент Поульсена минув, Німеччина зайнялася поліпшенням магнітного запису. У 1930 році сталевий дріт була замінена гнучкою стрічкою. Рішення використовувати магнітні смуги належить австрійсько-німецькому розробнику Фріцу Пфлеймеру. Інженер придумав покривати тонкий папір порошком оксиду заліза і здійснювати запис за допомогою намагнічування. З використанням магнітної плівки були створені компакт-касети, відеокасети та сучасні носії інформації для персональних комп'ютерів.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    HDD-диски

    Вінчестер, HDD або жорсткий диск – це спеціальний пристрій, з незалежною пам'яттю, що означає повне збереження інформації, навіть при відключеному живленні. Є вторинним запам'ятовуючим пристроєм, що складається з однієї або кількох пластин, на які записуються дані з використанням магнітної головки. HDD знаходяться всередині системного блоку у відсіку дисководів. Підключаються до материнської плати за допомогою кабелю ATA, SATA і SCSI або до блоку живлення. Перший жорсткий диск був розроблений американською компанією IBM в 1956 році. Технологію застосували в якості нового виду носіїв інформації для комерційного комп'ютера IBM 350 RAMAC. Абревіатура розшифровується як «метод випадкового доступу до обліку і контролю». Щоб вмістити девайс у себе вдома, потрібна була б ціла кімната. Усередині диска було 50 алюмінієвих пластин 61 см в діаметрі і 25 см шириною. Розмір системи зберігання даних прирівнювався до двох холодильників. Його вага становила 900 кг. Ємність RAMAC була всього лише 5МБ. Смішна цифра на сьогоднішній день. Але 60 років тому це розцінювалося як технологія завтрашнього дня. Після анонсування розробки, щоденна газета міста Сан Хосе випустила репортаж під назвою «Машина з суперпамятью!».
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    Розміри і можливості сучасних HDD

    Жорсткий диск – комп'ютерний носій інформації. Використовується для зберігання даних, включаючи зображення, музику, відео, текстові документи і будь-які створені або завантажені матеріали. Крім того, містять файли операційної системи і програмного забезпечення. Перші вінчестери вміщували до декількох десятків Мбайт. Постійно розвивається технологія дозволяє сучасним HDD зберігати терабайти інформації. Це близько 400 фільмів з середнім розширенням, 80000 пісень у форматі mp3 або 70 комп'ютерних рольових ігор, аналогічних «Скайрим», на одному пристрої.

    Дискета

    Floppy, або гнучкий магнітний диск – носій інформації, створений IBM в 1967 році як альтернатива HDD. Дискети коштували дешевше вінчестерів і призначалися для зберігання електронних даних. На ранніх комп'ютерах не було CD-ROM або USB. Гнучкі диски були єдиним способом установки нової програми або резервного копіювання. Місткість кожної 35-дюймової дискети була до 144 Мбайт, коли одна програма «важила» не менше півтора мегабайт. Тому версія Windows 95 з'явилася відразу на 13 дискетах DMF. Floppy disk на 288 Мбайт з'явився тільки в 1987 році. Проіснував цей електронний носій інформації до 2011 року. У сучасній комплектації комп'ютерів відсутні флоппі-дисководи.

    Оптичні носії

    З появою квантового генератора почалася популяризація оптичних запам'ятовуючих пристроїв. Запис здійснюється лазером, а зчитуються дані за рахунок оптичного випромінювання. Приклади носіїв інформації:
  • Blu-ray диски;
  • CD-ROM диски;
  • CD-R і CD-RW диски;
  • DVD-R, DVD+R, DVD-RW і DVD+RW.
  • Пристрій являє собою диск, покритий шаром полікарбонату. На поверхні знаходяться микроуглубления, які зчитуються лазером при скануванні. Перший комерційний лазерний диск з'явився на ринку в 1978 році, а в 1982 році японська компанія SONY і Philips випустили в продаж компакт-диски. Їх діаметр становив 12 см, а дозвіл було збільшено до 16 біт. Електронні носії інформації формату CD використовувалися виключно для відтворення звукового запису. Але на той час це була передова технологія, за яку в 2009 році Royal Philips Electronics отримала нагороду IEEE. А в січні 2015 року CD був нагороджений як найцінніша інновація. В 1995 році з'явилися цифрові універсальні диски або DVD, що стали оптичними носіями нового покоління. Для їх створення використовувалася технологія іншого типу. Замість червоного лазер DVD використовує більш короткий інфрачервоне світло, що збільшує обсяг носія інформації. Двошарові DVD-диски здатні зберігати до 85 Гбайта даних.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики

    Flash-пам'ять

    Флеш-пам'ять – це інтегральна мікросхема, яка не вимагає постійної потужності для збереження даних. Іншими словами, це незалежна напівпровідникова комп'ютерна пам'ять. Запам'ятовуючі пристрої з флеш-пам'яттю поступово завойовують ринок, витісняючи магнітні носії. Переваги Flash-технології:
  • компактність і мобільність;
  • великий обсяг;
  • висока швидкість роботи;
  • низьке енергоспоживання.
  • До запам'ятовуючим пристроям Flash-типу відносять:
  • USB-флешки. Це найпростіший і дешевий носій інформації. Використовується для багаторазового запису, зберігання і передачі даних. Розміри варіюються від 2 Гб до 1 Тбайта. Містить мікросхему пам'яті в пластиковому або алюмінієвому корпусі з USB-роз'ємом.
  • Карти пам'яті. Розроблені для зберігання даних на телефонах, планшетах, цифрових фотоапаратах та інших електронних девайсах. Відрізняються розміром, сумісністю та об'ємом.
  • SSD. Твердотільний накопичувач з енергонезалежною пам'яттю. Це альтернатива стандартному жорсткого диска. Але на відміну від вінчестерів у SSD немає рухомий магнітної головки. За рахунок цього вони забезпечують швидкий доступ до даних, не видають звуків, як HDD. З недоліків – висока ціна.
  • Хмарні сховища

    Хмарні онлайн-сховища – це сучасні носії інформації, які являють собою мережу з потужних серверів. Вся інформація зберігається віддалено. Кожен користувач може отримувати доступ до даних у будь-який час і з будь-якої точки світу. Недолік у повній залежності від інтернету. Якщо у вас немає підключення до Мережі або Wi-Fi доступ до даних закритий.
    Види носіїв інформації, їх класифікація та характеристики
    Хмарні сховища набагато дешевше своїх фізичних аналогів і володіють великим об'ємом. Технологія активно використовується в корпоративній та освітньої середовищі, розробці і проектуванні веб-додатків комп'ютерного софту. На хмарі можна зберігати будь-які файли, програми, резервні копії, використовувати їх як середовище розробки. З усіх перерахованих видів носіїв інформації найперспективнішими є хмарні сховища. Також все більше користувачів ПК переходять з магнітних жорстких дисків на твердотільні накопичувачі і носії з Flash-пам'яттю. Розвиток голографічних технологій і штучного інтелекту обіцяє появу принципово нових девайсів, які залишать флешки, SDD та диски далеко позаду.