uzluga.ru
добавить свой файл


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»


Реферат

На тему:

«Быстрые методы хранения информации»


Выполнил: студент группы У04-02

Шатунова Н.


Москва 2011


Содержание


Введение………………………………………………………………………………………….2

Хранение информации ………………………………………………………………………….3

Единицы измерения информации ……………………………………………………………...5

Хранение информации в персональном компьютере ………………………………………...6

Внешние носители информации ……………………………………………………………….7

Принцип работы накопителя …………………………………………………………………...9

Перспективы развития методов хранения информации……………………………………..10

Заключение ……………………………………………………………………………………..12

Список литературы …………………………………………………………………………….13


Введение


С древнейших времен человечество не только добывало знания, но и пыталось не потерять их, то есть обеспечить эффективное хранение накапливаемой информации. С момента зарождения письменности было перепробовано множество носителей информации от камня до воска, от тесьмы и до шкур животных. Изобретение в средние века дешевого и долговечного носителя информации (бумага) и, что очень важно, дешевого и эффективного способа записи на носитель (книгопечатание) вызвало настоящий информационный бум. Со временем появились компьютеры, которые стали главным устройством для получения и хранения информации. Но что хорошо для человека – не подходит компьютеру. И с изобретением первой ЭВМ человеку пришлось искать новые, совершенно отличные от традиционных способы хранения информации.


Хранение информации

Информация в электронной сфере – это число, которое всегда фиксировано. Статичная форма электронной информации характерна для хранения на диске памяти компьютера.

Информация бывает:

  • Графическая

  • Звуковая

  • Числовая

  • Видеоинформация

Хранение информации – это ее запись во вспомогательные запоминающие устройства на различных носителях для последующего использования. Хранение является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным способом обеспечения ее доступности в течение определенного промежутка времени.

Основное содержание процесса хранения и накопления информации состоит в создании, записи, пополнении и поддержании информационных массивов и баз данных в активном состоянии.

Этап хранения информации может быть представлен на следующих уровнях:

•  внешнем

•  концептуальном, (логическом)

•  внутреннем

•  физическом

Внешний уровень отражает содержательность информации и представляет способы (виды) представления данных пользователю в ходе реализации их хранения.

Концептуальный уровень определяет порядок организации информационных массивов и способы хранения информации (файлы, массивы, распределенное хранение, сосредоточенное и др.).

Внутренний уровень представляет организацию хранения информационных массивов в системе ее обработки и определяется разработчиком.

Физический уровень хранения означает реализацию хранения информации на конкретных физических носителях.

Хранение и поиск информации являются не только операциями над ней, но и предполагают использование методов осуществления этих операций. Информация запоминается так, чтобы ее можно было отыскать для дальнейшего использования. Возможность поиска закладывается во время организации процесса запоминания. Для этого используют методы маркирования запоминаемой информации, обеспечивающие поиск и последующий доступ к ней. Эти методы применяются для работы с файлами, графическими базами данных и т.д.


Единицы измерения информации

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации— величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации —складывается. Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи.

Объём информации можно представлять как логарифм количества возможных состояний. Наименьшее целое число, логарифм которого положителен — это 2. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.

  • Бит

  • Килобит (1 кб=1024 бита)

  • Мегабит (1Мб=1024кб)

  • Гигабит (1Гб=1024Мб)

  • Байт (1Байт=8бит)

  • Килобайт (1 кБ=1024 Байта)

  • Мегабайт (1МБ=1024КБ)

  • Гигабайт (1ГБ=1024МБ)

  • Терабайт (1 ТБ=1024 ГБ)

  • Петабайт ( 1 ПБ=1024 ТБ)



Хранение информации в персональном компьютере


Информация всегда имеет форму сообщения, а сообщение кодируется тем или иным набором знаков, символов, цифр. Теоретически и экспериментально было показано, что с технической точки зрения самым удобным и эффективным является использование двоичного кода, то есть набора символов, алфавита, состоящего из пары цифр {0,1}. Поскольку двоичный код используется для хранения информации в вычислительных машинах, его еще называют машинным кодом.

С помощью этого машинного кода информация, может быть отражена на экране компьютера и отпечатана в его памяти.

Оперативная память - память, предназначенная для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память изготавливается в виде модулей памяти (плоских пластин с электрическими контактами, по бокам которых размещаются большие интегральные схемы памяти). У модулей оперативной памяти большое количество показателей (тип, вид, тайминги, частота), которые существенно влияют на работу памяти.

При работе память компьютера обращается к одному из двух типов так называемых «хранилищ» информации. Энергозависимая память компьютера - ОЗУ (Оперативное Запоминающее Устройство) - это такое хранилище информации, которое должно быть постоянно обновлено, чтобы в нем хранилась разная информация, необходимая в данный момент для работы компьютера. Она автоматически очищается при отключении компьютера от электропитания.

Статическая память компьютера - ПЗУ (Постоянное Запоминающее Устройство) - это хранилище информации, рассчитанное на неизменное и долговременное хранение файлов, которые должны находиться в памяти компьютера, после того как компьютер будет отключен от электропитания.


Внешние носители информации

Внешняя (долговременная) память - это место длительного хранения данных (программ, результатов расчётов, текстов и т.д.), не используемых в данный момент в оперативной памяти компьютера. Для работы с внешней памятью необходимо наличие накопителя (дисковода - устройства, обеспечивающего запись и считывание информации) и устройства хранения - носителя. Устройства принято делить на виды и категории в связи с их принципами функционирования, эксплуатационно-техническими, физическими, программными и др. характеристиками.

Гибкие магнитные диски- съемные магнитные диски (дискеты) вставляют в компьютер через специальную щель системного блока - дисковод. На самом деле это не один диск, а группа дисков, имеющих магнитное покрытие и вращающихся с высокой скоростью. Основными параметрами гибких дисков являются: технологический размер (измеряется в дюймах), плотность записи (измеряется в кратных единицах) и полная емкость.

Жёсткие магнитные диски или НЖМД, винчестер, - основное хранилище информации больших объёмов, основанное на принципе магнитной записи, скрыт внутри корпуса системного блока. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала. Носитель информации совмещён с накопителем, приводами блоком электроники и обычно установлен внутри системного блока компьютера.

Внешние жесткие диски - динамичные системы хранения данных. Они удобны при ведении бизнеса, предоставляют свободу творчества, взаимодействия в любое время, в любом месте.

Внешний жесткий диск прост в использовании благодаря своей портативности, поддерживают высокоскоростной интерфейс для быстрой передачи данных.

Оптические дисководы и диски - собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического излучения. Диски обычно плоские, их основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него.

Лазерные дисководы и диски - лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM) используют оптический принцип чтения информации. На лазерных CD-ROM (CD - CompactDisk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (ReadOnlyMemory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW - ReWntable, перезаписываемый), которые имеют «платиновый» оттенок, информация может быть записана многократно.

Первое поколение оптических дисков: лазерный диск, компакт-диск, магнитооптический диск.

Второе поколение оптических дисков: DVD, MiniDisc, Digital Multilayer Disk, DataPlay, Fluorescent Multilayer Disc, GD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), Universal Media Disc.

Третье поколение оптических дисков: Blu-rayDisc, HDDVD, Forward Versatile Disc, Ultra Density Optical, Professional Disc for DATA, Versatile Multilayer Disc.

Четвертое поколение оптических дисков: HolographicVersatileDisc, SuperRensDisc.

Flash-память- Flash-память - это энергонезависимый тип памяти. Она представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Карты flash-памяти не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.).


Принцип работы накопителя

Для ввода данных в память первых ЭВМ использовались перфоленты и перфокарты, применявшиеся в разнообразных программируемых устройствах с начала XIX-века Перфоленты представляли собой длинные бумажные ленты, а перфокарты - кусочки картона определенного размера. И на те и на другие информация наносилась путем пробивания в определенном порядке отверстий и считывания информации механическим или оптическим методом. Все ЭВМ, начиная с самых первых (ABC, Z-серия Цузе, Марк I, ЭНИАК) и до сравнительно недавнего времени использовали этот принцип ввода/вывода/хранения информации.

В середине XX века был предложен новый метод хранения информации в ЭВМ, основанный на магнитной записи.

Суть его вкратце состоит в том, что рабочая поверхность носителя изготавливается из специального материала - ферромагнетика. Если воздействовать на него внешним магнитным полем, то после прекращения воздействия проявляется остаточная намагниченность вещества. Ее и регистрируют затем считывающие устройства. Чтение/запись информации производятся специальной магнитной головкой, перемещающейся относительно магнитного носителя.

Устройства, реализующие этот принцип, начали появляться с 1951 года. Некоторые из них дожили и до нашего времени – стримеры, жесткие диски, флоппи-драйвы, ZIP-драйвы.


Накопители на магнитных картах (НМК) по конструкции весьма напоминают накопители на перфокартах. Сама же магнитная карта представляет собой прямоугольный отрезок носителя с магнитным покрытием. Карты помещаются в специальное хранилище - магазин. При обращении к ЗУ специальное устройство осуществляет выбор или подачу из магазина заданной карты.

Информация на магнитную карту может быть записана неоднократно. Стандартная информационная емкость магнитной карты – 1КБ. Считывание/стирание/запись информации производится с помощью магнитных головок и существенно выше, чем при работе с перфокартами.

В отличие от перфокарт и перфолент, магнитные карты хоть уже и не применяются в современных компьютерах, но используются в других областях, например в качестве кредитных или идентификационных карточек. Носителем информации в них является магнитная полоса. Правда сейчас они активно вытесняются смарт-картами и RFID-картами и в ближайшее время тоже канут в прошлое.

Накопители на магнитной карте не были мейнстримом, они использовались в ограниченном числе моделей машин, гораздо большее распространение получили их «родственники» - накопители на магнитной ленте или стримеры.


Перспективы развития методов хранения информации



  • Визуализация




  • Eye-Fi




  • Голографический многоцелевой диск




  • Millipede


Виртуализация-разработка методологии построения оптимальных моделей активной виртуальной памяти в технологиях виртуализации каналов передачи и хранения информации является новым направлением в создании информационных систем другого поколения и ведется с использованием средств и способов интеллектуализации систем – виртуализации и когнитивных возможностей. Интеллектуализация таких систем во многом предопределяет динамику, надежность и независимость информации в каналах передачи и хранения, а также когнитивные возможности (представления и интерпретации логических построений, сложных явлений и процессов обмена информацией в каналах таких систем). Интеллектуализация информационных систем в прикладном аспекте – это и актуальность, и жизненная необходимость, а модели активной памяти являются одним из эффективных и возможных способов практической реализации технологических цепочек таких систем в каналах передачи и хранения.



Рисунок : EYE-FI карта


Eye-Fi — разновидность SD флеш-карт памяти со встроенными внутри карты аппаратными элементами поддержки Wi-Fi—технологии. Карты могут быть использованы в любом цифровом фотоаппарате. Карта вставляется в соответствующее гнездо фотоаппарата, получая питание от фотоаппарата и при этом расширяя его функциональность. Фотоаппарат, оснащённый такой картой может передавать отснятые фотоснимки или видеоролики на компьютер, в мировую сеть интернет на заранее запрограммированные ресурсы, которые осуществляют фото или видео хостинг подобного рода контента. Администрирование, доступ к настройкам и управление работой таких карт осуществляется по Wi-Fi с PC через браузер. Карта работает только через заранее прописанные Wi-Fi сети, поддерживаются шифрование WEP и WPA2.

Голографический многоцелевой диск (Holographic Versatile Disc) — разрабатываемая перспективная технология производства оптических дисков, которая предполагает значительно увеличить объём хранимых на диске данных по сравнениюHD DVD. Она использует технологию, известную как голография, которая использует два лазера: один — красный, а второй — зелёный, сведённые в один параллельный луч. Зеленый лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный используется для чтения вспомогательных сигналов с обычного компакт-дискового слоя в глубине диска. Вспомогательная информация используется для отслеживания позиции чтения, наподобие системы CHS в обычном жёстком диске. На CD или DVD эта информация внедрена в данные.

Millipede — относительно новая технология запоминающих устройств, разрабатываемая компанией IBM. Для считывания и записи информации используется зонд сканирующего зондового микроскопа. В отличие от наиболее распространенных сегодня оптических, магнитных и электронных устройств хранения данных, Millipede использует принцип механической записи: микроскопические иглы продавливают углубления на поверхности тонкой пластиковой пленки. Каждое из этих углублений соответствует одному биту записываемой информации. Если абстрагироваться от технических подробностей, то Millipede очень напоминает один из старейших цифровых носителей — перфокарту1 . Правда, в отличие от существующих уже более 110 лет однократно записываемых перфокарт, Millipede предусматривает возможность многократной перезаписи и обладает значительно большей удельной плотностью — на площади, эквивалентной одному отверстию классической перфокарты (которое соответствует одному биту), может уместиться более 3 млрд. (3×109) бит информации. А теперь ненадолго перенесемся в микромир и рассмотрим внутреннее устройство накопителя Millipede.


Заключение

Подводя итоги, хотелось бы отметить, что вопрос о методах хранения информации был актуален во все времена. По мере развития общества появлялись новые метода получения и хранения информация. В наши дни ученые активно развивают данную сферу науки, что подтверждает ее значимость. Уже сейчас специалисты выдвинули несколько методов, которые в скором будущем будут использоваться на практике. Возможно, именно эти методы хранения информации станут широко применяемыми во всех сферах.


Список литературы и сайтов

  • Методы хранения информации. Интернет ресурс: http://savafso.narod.ru/INFA/8.html. Последние обновления:26.05.2008

  • Методы хранения информации. Интернет ресурс: http://www.radioland.net.ua/contentid-167-page4.html. Последние обновления:6.08.2009

  • Перспективы хранения информации. Интернет ресурс: http://www.iemag.ru/analitics/detail.php. Последние обновления:14.03.2008

  • Eye-Fi.Интернет ресурс: http://ru.wikipedia.org. Последние обновления:25.07.2010

  • Голографический диск. Интернет ресурс: http://www.3dnews.ru. Последние обновления:17.06.2007

  • Хранение информации. Интернет ресурс: http://www.compress.ru. Последние обновления:23.08.2007

  • Millipede.Интернет ресурс: http://www.proportal.ru. Последние обновления:01.06.2009