Príklady elektronických pamäťových médií. Nosiče informácií: typy a príklady. Ako to všetko začalo
V tomto článku nám budú chýbať pohony diskety, ktoré sa už dávno stali digitálnymi archaizmami, ako aj všetky typy CD, ktoré sa pre svoju obmedzenú kapacitu takmer nepoužívajú (do 4,7 GB - DVD disky, do 124 GB - štvorvrstvové Blue-ray disky).
Stále sa používajú len ako „resuscitačné kufre“ na obnovu operačného systému alebo nosiče pre „natívne“ ovládače od výrobcu periférií a iných zariadení. Takéto disky, ak sú prepisovateľné, vydržia približne 1-3 roky a pri intenzívnom používaní ešte menej.
Dnes sa potenciálnemu kupujúcemu v akomkoľvek počítačovom alebo virtuálnom obchode ponúkne nákup digitálnych médií nasledujúcich typov: pevné magnetické disky, externé pevné disky, flash disky(flash disky) a ich deriváty - rôzne pamäťové karty pre digitálne fotoaparáty a mobilné zariadenia. Tieto najobľúbenejšie požiadavky bežného spotrebiteľa potvrdzujú aj výsledky marketingového výskumu.
Ťažko magnetický disk
Ide o high-tech produkt so všetkými zodpovedajúcimi dôsledkami, a to: zložitosťou výroby a relatívne vysokou cenou. Krehkosť a množstvo dobre zmontovaných pohyblivých častí vás poteší najmenej 5-7 rokov a ich kapacita sa každým rokom neustále zvyšuje. Tak napríklad kúpiť pevné disky v CITY s kapacitou do 5 terabajtov (TB) nie je vôbec ťažké. Treba pripomenúť, že ak potrebné informácie uložené na pevných diskoch po dlhú dobu, musia byť prepísané každých päť rokov, najlepšie raz ročne.
Externý pevný disk
V skutočnosti - mobilná verzia predchádzajúcej. Je uzavretý v puzdre odolnom voči nárazom pevný magnetický disk, ktorý má USB port pre jednoduché pripojenie k zariadeniu. Najpopulárnejší rad ich objemov: 1, 2, 3 a 4 TB. Pomaly si získavajú obľubu disky vybavené systémom ochrany dát, ktorý vyzerá ako bežný kombinačný zámok. Ich cena je o niečo vyššia. Ak potrebujete uložiť a spracovať veľa videí, pracujte s rovnakými informáciami rôzne zariadenia- stačí si kúpiť externý disk.
Flash disky
Najpopulárnejším a najlacnejším médiom je pamäťový čip s riadiacim ovládačom a USB konektorom. Ich kapacita sa značne líši (od 1 do 256 GB), ale používatelia často zabúdajú na jeden hlavný parameter flash disku - jeho rýchlosť. Rýchlosť zápisu takýchto jednotiek je spravidla 5 - 7 Mb / s a rýchlosť čítania 15 - 20 Mb / s. Pri výbere si treba dať pozor na označenia ako „ultra rýchly“ a „vysokorýchlostný“. Tieto zariadenia sú rýchle. Tento typ médií prestáva fungovať najmä z dôvodu zablokovania riadiaceho ovládača – vydržia cca 5 rokov, pričom sa neodporúča používať ich ako archivačné zariadenia. Flash disk, rovnako ako jeho „príbuzný“ - pamäťová karta, vždy úplne „zomrie“.
Hlavné typy pamäťových kariet sú Memory Stick Pro, SD (Secure Digital), SD, SDHC a SDXC. MiniSD a MicroSD (alebo TransFlash) sú ich menšie verzie, ktoré sú štandardom pre väčšinu mobilných telefónov, komunikátorov a GPS navigácií.
V modernej spoločnosti existujú tri hlavné typy nosičov informácií:
1) papier;
2) magnetické;
3) optické.
Moderné pamäťové čipy umožňujú uložiť až 10 10 bitov informácií do 1 cm3, čo je však 100 miliárd krát menej ako v DNA. Dá sa povedať, že moderné technológie sú stále výrazne nižšie ako biologická evolúcia.
Ak však porovnáme informačnú kapacitu tradičné médiá (knihy) a moderné počítačové médiá, pokrok je zrejmý:
Hárok A4 s textom (napísaný na počítači 12-bodovým písmom s jednoduchým riadkovaním) - cca 3500 znakov
Stránka s návodom – 2000 znakov
Disketa - 1,44 MB
Optický disk CD-R(W) - 700 MB
Optika DVD disk- 4,2 GB
Flash disk - niekoľko GB
Odnímateľné tvrdé disk alebo pevný disk - stovky GB
Na disketu je teda možné uložiť 2-3 knihy a na pevný disk alebo DVD možno uložiť celú knižnicu, vrátane desiatok tisíc kníh.
Výhody a nevýhody ukladania informácií do internej a externej pamäte. (Dôstojnosť vnútorná pamäť- rýchlosť reprodukcie informácií a nevýhodou je, že časom sa časť informácií zabudne. Výhodou externej pamäte je, že veľké množstvo informácií sa ukladá na dlhú dobu a nevýhodou je, že prístup k určitým informáciám si vyžaduje čas (napríklad na prípravu abstraktu na tému je potrebné nájsť, analyzovať a vybrať vhodný materiál))
Informačný archív
Jedným z najrozšírenejších typov servisných programov sú programy určené na archiváciu, balenie súborov komprimovaním informácií v nich uložených.
Kompresia informácií je proces konverzie informácií uložených v súbore do formy, ktorá znižuje redundanciu v ich reprezentácii, a teda vyžaduje menej úložného priestoru.
Kompresia informácií v súboroch sa vykonáva odstránením redundancie rôzne cesty napríklad zjednodušením kódov, odstránením konštantných bitov z nich alebo reprezentovaním opakujúcich sa symbolov alebo opakujúcej sa sekvencie symbolov ako faktora opakovania a zodpovedajúcich symbolov. Na takúto kompresiu informácií sa používajú rôzne algoritmy.
Komprimovať možno jeden aj viacero súborov, ktoré sa v komprimovanej podobe uložia do takzvaného archívneho súboru alebo archívu.
archívny súbor je špeciálne organizovaný súbor obsahujúci jeden alebo viac súborov v komprimovanej alebo nekomprimovanej forme a servisné informácie o názvoch súborov, dátume a čase ich vytvorenia alebo úpravy, veľkostiach atď.
Účelom balenia súborov je zvyčajne poskytnúť kompaktnejšie usporiadanie informácií na disku, znížiť čas a tým aj náklady na prenos informácií cez komunikačné kanály do počítačové siete. Zbalenie skupiny súborov do jedného archívneho súboru navyše výrazne zjednodušuje ich prenos z jedného počítača na druhý, skracuje čas potrebný na kopírovanie súborov na disky, pomáha chrániť informácie pred neoprávneným prístupom a pomáha chrániť pred počítačovými vírusmi.
Veľkosť kompresie závisí od programu, ktorý používate, spôsobu kompresie a typu zdrojového súboru. Najlepšie sú komprimované súbory grafických obrázkov, textových súborov a dátových súborov, u ktorých môže kompresný pomer dosiahnuť 5 - 40%, súbory sú komprimované menej spustiteľné programy a zavádzacie moduly - 60 - 90%. Archívne súbory takmer nie sú komprimované. Archivačné programy sa líšia v použitých metódach kompresie, čo následne ovplyvňuje stupeň kompresie.
Archivácia (balenie)- umiestnenie (načítanie) zdrojových súborov do archívneho súboru v komprimovanej alebo nekomprimovanej forme. Rozbalenie (rozbalenie) je proces obnovy súborov z archívu presne tak, ako boli pred načítaním do archívu. Pri rozbalení sa súbory extrahujú z archívu a umiestnia sa na disk alebo dovnútra RAM;
Programy, ktoré balia a rozbaľujú súbory, sa nazývajú archivačné programy .
Veľké archívne súbory je možné umiestniť na viacero diskov (zväzkov). Takéto archívy sa nazývajú viaczväzkové. Zväzok je neoddeliteľnou súčasťou viaczväzkového archívu. Pri vytváraní archívu viacerých častí môžete zapísať jeho časti na niekoľko diskiet.
Hlavné charakteristiky archivačných programov sú:
rýchlosť práce;
služba (súbor funkcií archivátora);
kompresný pomer - pomer veľkosti zdrojového súboru k veľkosti komprimovaného súboru.
Hlavné funkcie archivátorov sú:
vytváranie archívnych súborov z jednotlivých (alebo všetkých) súborov aktuálneho adresára a jeho podadresárov, načítanie až 32 000 súborov do jedného archívu;
pridávanie súborov do archívu;
extrahovanie a odstraňovanie súborov z archívu;
zobraziť obsah archívu;
Zobrazenie obsahu archivovaných súborov a vyhľadávanie reťazcov v archivovaných súboroch;
Zadávanie komentárov k súborom do archívu;
· tvorba viaczväzkové archívy;
Vytváranie samorozbaľovacích archívov v jednom zväzku aj vo forme viacerých zväzkov;
Zabezpečenie ochrany informácií v archíve a prístupu k súborom uloženým v archíve, ochrana každého zo súborov umiestnených v archíve cyklickým kódom;
testovanie archívu, kontrola bezpečnosti informácií v ňom;
Obnova súborov (čiastočne alebo úplne) z poškodených archívov;
podpora typov archívov vytvorených inými archivátormi atď.
Úvod …………………………………………………………………………………... 3
Nosiče informácií……………………………………………………………………… 4
Kódovanie a čítanie informácií..................................................................................9
Perspektívy rozvoja……………………………………………………………………………….15
Záver……………………………………………………………………………….. 18
Literatúra ………………………………………………………………………………… 19
Úvod
V roku 1945 John von Neumann (1903-1957), americký vedec, predložil myšlienku používania externých úložných zariadení na ukladanie programov a údajov. Neumann vyvinul štrukturálny schému zapojenia počítač. Neumannova schéma je v súlade so všetkými modernými počítačmi.
Externá pamäť je určená na dlhodobé ukladanie programov a dát. Externé pamäťové zariadenia (jednotky) sú energeticky nezávislé, vypnutie napájania nevedie k strate údajov. Môžu byť zabudované do systémovej jednotky alebo vyrobené ako samostatné jednotky pripojené k systémovej jednotke cez jej porty. Podľa spôsobu zápisu a čítania sa mechaniky delia v závislosti od typu média na magnetické, optické a magnetooptické.
Kódovanie informácií je proces vytvárania určitej reprezentácie informácií. Počítač dokáže spracovať iba informácie prezentované v číselnej forme. Všetky ostatné informácie (ako sú zvuky, obrázky, údaje z prístrojov atď.) musia byť pre spracovanie v počítači prevedené do číselnej podoby. Všetky čísla v počítači sú spravidla reprezentované nulami a jednotkami (a nie desiatimi číslicami, ako je to u ľudí zvykom). Inými slovami, počítače zvyčajne fungujú binárny systém kalkul, keďže v tomto prípade sú zariadenia na ich spracovanie oveľa jednoduchšie.
Čítanie informácií - extrahovanie informácií uložených v pamäťovom zariadení (pamäti) a ich prenos do iných zariadení počítača. Čítanie informácií sa vykonáva pri vykonávaní väčšiny operácií stroja a niekedy ide o nezávislú operáciu.
V priebehu abstraktu zvážime hlavné typy nosičov informácií, kódovanie a čítanie informácií, ako aj perspektívy rozvoja.
Nosiče informácií
Historicky prvými pamäťovými médiami boli dierne pásky a vstupno-výstupné zariadenia s diernymi štítkami. Po nich nasledovali externé záznamové zariadenia v podobe magnetických pások, snímateľných a permanentných magnetických diskov a magnetických bubnov.
Magnetické pásky sa skladujú a používajú navinuté na kotúčoch. Rozlišovali sa dva typy cievok: prívod a príjem. Pásky sa používateľom dodávajú na zásobných kotúčoch a pri inštalácii do jednotiek nevyžadujú dodatočné prevíjanie. Páska je navinutá na cievke s pracovnou vrstvou vo vnútri. Magnetické pásky sú jednotky s nepriamym prístupom. To znamená, že čas hľadania akéhokoľvek záznamu závisí od jeho umiestnenia na médiu, keďže fyzický záznam nemá vlastnú adresu a aby ste si ho mohli pozrieť, musíte sa pozrieť na predchádzajúce. Medzi úložné zariadenia s priamym prístupom patria magnetické disky a magnetické bubny. Ich hlavnou črtou je, že čas vyhľadávania akéhokoľvek záznamu nezávisí od jeho umiestnenia na médiu. Každý fyzický záznam na médiu má adresu, ktorá k nemu poskytuje priamy prístup a obchádza ostatné záznamy. Ďalším typom záznamových zariadení boli odnímateľné magnetické disky, pozostávajúce zo šiestich hliníkových diskov. Kapacita celého balíka bola 7,25 MB.
Pozrime sa bližšie na moderné médiá.
1. Disketová jednotka (disketová jednotka).
Toto zariadenie používa ako pamäťové médium diskety – diskety, ktoré môžu mať 5 alebo 3 palce. Disketa je magnetický disk ako platňa umiestnená v „obálke“. V závislosti od veľkosti diskety sa mení jej kapacita v bajtoch. Ak sa na štandardnú 5'25" disketu zmestí až 720 KB informácií, tak 1,44 MB je už na 3,5" diskete. Diskety sú univerzálne, vhodné pre každý počítač rovnakej triedy vybavený diskovou mechanikou, možno ich použiť na ukladanie, zhromažďovanie, distribúciu a spracovanie informácií. Disk je zariadenie s paralelným prístupom, takže všetky súbory sú rovnako ľahko dostupné. Disk je zvrchu pokrytý špeciálnou magnetickou vrstvou, ktorá zabezpečuje ukladanie dát. Informácie sa zaznamenávajú na obe strany disku pozdĺž stôp, ktoré sú sústrednými kruhmi. Každá stopa je rozdelená na sektory. Hustota záznamu dát závisí od hustoty stôp na povrchu, t.j. počtu stôp na povrchu disku, ako aj od hustoty záznamu informácií pozdĺž stopy. Medzi nevýhody patrí malá kapacita, ktorá takmer znemožňuje dlhodobé ukladanie veľkého množstva informácií a nie príliš vysoká spoľahlivosť samotných diskiet. V dnešnej dobe sa diskety prakticky nepoužívajú.
2. Jednotka pevného disku (HDD - pevný disk)
Je to logické pokračovanie vývoja technológie magnetického ukladania informácií. Hlavné výhody:
- veľká kapacita;
- jednoduchosť a spoľahlivosť používania;
- možnosť prístupu k viacerým súborom súčasne;
– vysoká rýchlosť prístup k údajom.
Z nedostatkov možno vyzdvihnúť iba nedostatok vymeniteľných pamäťových médií, hoci v súčasnosti sa používajú externé pevné disky a zálohovacie systémy.
Počítač má schopnosť používať špeciálne systémový program podmienečne rozdeliť jeden disk na niekoľko. Takéto disky, ktoré neexistujú ako samostatné fyzické zariadenie, ale predstavujú len časť jedného fyzického disku, sa nazývajú logické disky. Názvy sa priraďujú logickým diskom, čo sú písmená latinskej abecedy [C:], , [E:] atď.
3. Jednotka kompaktného disku (CD-ROM)
Tieto zariadenia využívajú princíp čítania drážok na metalizovanej nosnej vrstve CD fokusovaným laserovým lúčom. Tento princíp umožňuje dosiahnuť vysokú hustotu záznamu informácií a následne aj veľkú kapacitu pri minimálne veľkosti. CD je výborným prostriedkom na uchovávanie informácií, je lacné, prakticky nepodlieha žiadnym vplyvom prostredia, informácie na ňom zaznamenané nebudú skreslené ani vymazané, kým sa disk fyzicky nezničí, jeho kapacita je 650 MB. Má len jednu nevýhodu – relatívne malé množstvo ukladania informácií.
4. DVD
ALE) Rozdiely medzi DVD a konvenčným CD-ROM
Najzákladnejším rozdielom je samozrejme množstvo zaznamenaných informácií. Ak dokážete napáliť 650 MB na bežné CD (aj keď v poslednej dobe sú tam prázdne miesta 800 MB, ale nie všetky mechaniky dokážu prečítať to, čo je na takomto médiu nahraté), potom sa jedno DVD zmestí od 4,7 do 17 GB. DVD používa laser s kratšou vlnovou dĺžkou, čo umožnilo výrazne zvýšiť hustotu záznamu a navyše DVD znamená možnosť dvojvrstvového záznamu informácie, to znamená, že na povrchu kompaktu je jeden vrstva, na ktorú sa nanesie ďalšia, priesvitná, a prvá sa paralelne prečíta cez druhú . Rozdielov v samotných nosičoch je tiež viac, ako sa na prvý pohľad zdá. Vzhľadom na to, že hustota záznamu sa výrazne zvýšila a vlnová dĺžka sa zmenšila, zmenili sa aj požiadavky na ochrannú vrstvu - pre DVD je to 0,6 mm oproti 1,2 mm pre bežné CD. Prirodzene, kotúč tejto hrúbky bude oveľa krehkejší ako klasický polotovar. Preto sa zvyčajne na oboch stranách vyplní plastom ďalších 0,6 mm, aby sa získalo rovnakých 1,2 mm. Hlavným bonusom takejto ochrannej vrstvy je však to, že vďaka jej malej veľkosti na jednom kompaktu bolo možné zaznamenávať informácie z oboch strán, teda zdvojnásobiť jej kapacitu, pričom rozmery zostali takmer rovnaké.
B) kapacita DVD
Existuje päť typov diskov DVD:
1. DVD5 - jednovrstvový jednostranný disk, 4,7 GB, alebo dve hodiny videa;
2. DVD9 - dvojvrstvový jednostranný disk, 8,5 GB, alebo štyri hodiny videa;
3. DVD10 - jednovrstvový obojstranný disk, 9,4 GB, alebo 4,5 hodiny videa;
4. DVD14 - obojstranný disk, dve vrstvy na jednej strane a jedna na druhej strane, 13,24 GB, alebo 6,5 hodiny videa;
5. DVD18 - dvojvrstvový obojstranný disk, 17 GB alebo viac ako osem hodín videa.
Najpopulárnejšie štandardy sú DVD5 a DVD9.
AT) Schopnosti
Situácia s DVD médiami sa dnes podobá na CD, na ktorých bola dlho uložená iba hudba. Teraz tu nájdete nielen filmy, ale aj hudbu (tzv. DVD-Audio) a softvérové zbierky, hry a filmy. Prirodzene, hlavnou oblasťou použitia je výroba filmov.
G) Zvuk na DVD
Zvuk je možné kódovať v mnohých formátoch. Najznámejšie a najčastejšie používané sú Dolby Prologic, DTS a Dolby Digital všetkých verzií. Teda vlastne vo formátoch používaných v kinách na získanie čo najvernejšieho a najfarebnejšieho zvukového obrazu.
D) Mechanické poškodenie
CD a DVD sú rovnako citlivé na mechanické poškodenie. Takže škrabanec je škrabanec. Kvôli oveľa vyššej hustote záznamu však budú straty na DVD výraznejšie. Teraz existujú programy, ktoré dokážu obnoviť informácie aj z poškodených diskov, aj keď preskočia chybné sektory.
Rýchlo rastúci trh s prenosnými zariadeniami pevné disky, určený na prenos veľkého množstva dát, zaujal jedného z najväčších výrobcov pevných diskov. Spoločnosť Western Digital oznámila vydanie dvoch modelov zariadení s názvom WD Passport Portable Drive. Dostupné v kapacitách 40 a 80 GB. Prenosné disky WD Passport sú založené na 2,5" HDD WD Scorpio EIDE. Sú zabalené v odolnom puzdre, vybaveném podporou technológie Údaje Plavčíka a nepotrebujete ďalší zdroj napájania (napájaný cez USB). Výrobca poznamenáva, že disky sa nezohrievajú, fungujú ticho a spotrebúvajú málo energie.
Nosiče informácií - materiál, ktorý je určený na zaznamenávanie, uchovávanie a následnú reprodukciu informácií.
Nosič informácií - striktne vymedzená časť konkrétneho informačný systém, ktorá slúži na medziukladanie alebo prenos informácií.
Nosič informácií je fyzické prostredie, v ktorom je fixovaný.
Ako nosič môžu pôsobiť papier, fotografický film, mozgové bunky, dierne štítky, dierne pásky, magnetické pásky a disky alebo počítačové pamäťové bunky. Moderná technológia ponúka stále viac nových typov médií. Na kódovanie informácií využívajú elektrické, magnetické a optické vlastnosti materiálov. Vyvíjajú sa nosiče, v ktorých sa zaznamenávajú informácie aj na úrovni jednotlivých molekúl.
V modernej spoločnosti existujú tri hlavné typy nosičov informácií:
1) Perforované - majú papierový základ, informácie sa zadávajú vo forme razníkov v príslušnom riadku a stĺpci. Množstvo informácií je 800 bitov alebo 100 KB;
2) Magnetické - ako sa používajú diskety magnetické disky a kazetové magnetické pásky;
3) optické.
Medzi nosiče informácií patria:
Magnetické disky;
- magnetické bubny- raná forma počítačovej pamäte, hojne využívaná v 50. – 60. rokoch 20. storočia. Vynašiel Gustav Tauschek v roku 1932 v Rakúsku. Následne bol magnetický bubon nahradený pamäťou na magnetických jadrách.
- diskety- prenosné magnetické pamäťové médium používané na viacnásobný záznam a ukladanie údajov relatívne malého objemu. Nahrávanie a čítanie sa vykonáva pomocou špeciálneho zariadenia - diskovej jednotky;
- magnetické pásky- magnetické záznamové médium, ktorým je tenká ohybná páska, pozostávajúca zo základne a magnetickej pracovnej vrstvy;
- optické disky - nosič informácií vo forme disku s otvorom v strede, z ktorého sa informácie čítajú pomocou lasera. CD bolo pôvodne vytvorené na ukladanie digitálneho zvuku, ale teraz sa bežne používa ako úložné zariadenie na všeobecné použitie;
- Flash pamäť- druh polovodičovej pevnej prepisovateľnej pamäte. Pamäť Flash je možné čítať toľkokrát, koľkokrát chcete, ale zapisovať do nej možno len obmedzený počet krát (zvyčajne asi 10 000 krát). K vymazaniu dochádza v sekciách, takže nemôžete zmeniť jeden bit alebo bajt bez prepísania celej sekcie.
Všetky médiá možno rozdeliť na:
1. Ľudsky čitateľné (dokumenty).
2. Strojovo čitateľný (stroj) - na medziukladanie informácií (disky).
3. Čitateľné človekom a strojom - kombinované médiá na vysoko špecializované účely (formuláre s magnetickými prúžkami).
Avšak rýchly rozvoj fondov počítačová veda vymazal čiaru medzi 1. a 3. skupinou - objavil sa skener, ktorý umožňuje zadávať informácie z dokumentov do pamäte počítača.
Všetky v súčasnosti dostupné nosiče informácií možno rozdeliť podľa rôznych kritérií. V prvom rade treba rozlišovať nestály a neprchavý informačné akumulátory.
Energeticky nezávislé jednotky používané na archiváciu a ukladanie dátových polí sa delia na:
1. podľa typu záznamu:
– magnetické pamäťové zariadenia ( HDD, disketa, vymeniteľný disk);
– magnetooptické systémy, nazývané aj MO;
– optické, ako napríklad CD (kompaktný disk, pamäť iba na čítanie) alebo DVD (digitálny všestranný disk);
2. podľa konštrukčných metód:
- otočný tanier alebo kotúč (ako napr pevný disk, disketa, vymeniteľný disk, CD, DVD alebo MO);
– páskové médiá rôznych formátov;
- disky bez pohyblivých častí (napríklad Flash Card, RAM (Random Access Memory), ktoré majú obmedzený rozsah z dôvodu relatívne malého množstva pamäte v porovnaní s vyššie uvedenými).
Ak chceš rýchly prístup k informáciám, napríklad pri výstupe alebo prenose dát, sa potom používajú médiá s rotujúcim diskom. Na archiváciu vykonávanú periodicky (zálohovanie) sú naopak vhodnejšie páskové médiá. Majú veľké množstvo pamäte v kombinácii s nízkou cenou, avšak s relatívne nízkym výkonom.
Podľa účelu sú nosiče informácií rozdelené do troch skupín:
1. Šírenie informácií: médiá s vopred zaznamenanými informáciami, ako sú CD ROM alebo DVD-ROM;
2. archivácia: médiá na jednorazový záznam informácií, ako napríklad CD-R alebo DVD-R (R (nahrávateľné) - na záznam);
3. zálohovanie (Backup) alebo prenos dát: médiá s možnosťou prepisovania informácií, ako sú diskety, pevný disk, MO, CD-RW (RW (prepisovateľné) - prepisovateľné a pásky.
Čo vedel prvý človek? Ako zabiť mamuta, bizóna či uloviť diviaka. V období paleolitu bolo v jaskyni dosť stien na zaznamenanie všetkého skúmaného. Celá databáza jaskýň by sa zmestila na skromný megabajtový flash disk. Za 200 000 rokov našej existencie sme spoznali genóm africkej žaby, neurónové siete a už nekreslíme na kamene. Teraz máme disky, cloudové úložisko. Rovnako ako iné typy pamäťových médií schopné uložiť celú knižnicu Moskovskej štátnej univerzity na jeden čipset.
Čo je pamäťové médium
Pamäťové médium je fyzický objekt, ktorého vlastnosti a charakteristiky sa používajú na zaznamenávanie a ukladanie údajov. Príkladmi pamäťových médií sú filmy, kompaktné optické disky, karty, magnetické disky, papier a DNA. Pamäťové médiá sa líšia podľa princípu nahrávania:
- tlačené alebo chemické s nanesenou farbou: knihy, časopisy, noviny;
- magnetické: HDD, diskety;
- optické: CD, Blu-ray;
- elektronické: flash disky, disky SSD.
Dátové úložiská sú klasifikované podľa tvaru vlny:
- analógové, využívajúce spojitý signál na nahrávanie: audio kompaktné kazety a kotúče pre magnetofóny;
- digitálny - s diskrétnym signálom vo forme postupnosti čísel: diskety, flash disky.
Prvé médiá
História zaznamenávania a ukladania údajov sa začala pred 40 000 rokmi, keď Homo sapiens dostal nápad urobiť si náčrty na stenách svojich obydlí. Prvé skalné umenie sa nachádza v jaskyni Chauvet na juhu moderného Francúzska. Galéria obsahuje 435 kresieb zobrazujúcich levy, nosorožce a ďalších predstaviteľov mladopaleolitickej fauny.
Zásadne nahradiť aurignacienskú kultúru v dobe bronzovej nový druh nosiče informácií – tuppum. Prístroj bol hlinený tanier a pripomínal moderný tablet. Záznamy sa robili na povrchu pomocou jazýčkovej palice – stylusu. Aby prácu nezmyl dážď, pálili sa tuppum. Všetky tabuľky so starodávnou dokumentáciou boli starostlivo triedené a uložené v špeciálnych drevených škatuliach.
Britské múzeum má tuppum s informáciami o finančnej transakcii, ktorá sa odohrala v Mezopotámii za vlády kráľa Assurbanipala. Dôstojník z kniežacej družiny potvrdil predaj otroka Arbela. Tablet obsahuje jeho osobnú pečať a záznamy o priebehu operácie.
Kipu a papyrus
Od tretieho tisícročia pred Kristom sa v Egypte začal používať papyrus. Údaje sa zaznamenávajú na listy vyrobené zo stoniek papyrusovej rastliny. Prenosná a ľahká forma pamäťových médií rýchlo vytlačila svojho hlineného predchodcu. Na papyrus nepíšu len Egypťania, ale aj Gréci, Rimania a Byzantínci. V Európe sa materiál používal až do 12. storočia. Posledným dokumentom napísaným na papyruse je pápežský dekrét z roku 1057.
Súčasne so starými Egypťanmi na opačnom konci planéty Inkovia vynašli kipu, čiže „hovoriace uzly“. Informácie sa zaznamenávali viazaním uzlov na spriadanie nití. Kipu uchovával údaje o výbere daní, obyvateľstve. Pravdepodobne boli použité nečíselné informácie, ale vedci ich ešte musia odhaliť.
Papier a dierne štítky
Od 12. storočia do polovice 20. storočia bol hlavným dátovým úložiskom papier. Používal sa na vytváranie tlačených a ručne písaných publikácií, kníh a masmédií. V roku 1808 sa začali vyrábať dierne štítky z kartónu – prvého digitálneho pamäťového média. Boli to listy kartónu s otvormi vyrobenými v určitom poradí. Na rozdiel od kníh a novín čítali dierne štítky stroje, nie ľudia.
Vynález patrí americkému inžinierovi s nemeckými koreňmi Hermanovi Hollerithovi. Autor po prvýkrát aplikoval svoje potomstvo na zostavovanie štatistík úmrtnosti a pôrodnosti na New York Board of Health. Po skúškach boli dierne štítky použité pri sčítaní ľudu v USA v roku 1890.
Ale myšlienka dierovania do papiera na zaznamenávanie informácií nebola ani zďaleka nová. V roku 1800 predstavil Francúz Joseph-Marie Jacquard dierne štítky na ovládanie tkáčskeho stavu. Preto technologickým prielomom bolo, že Hollerith nevytvoril dierne štítky, ale tabuľovací stroj. To bol prvý krok k automatickému čítaniu a výpočtu informácií. Spoločnosť Hermana Holleritha na výrobu tabuľovacích strojov TMC bola v roku 1924 premenovaná na IBM.
OMR karty
Sú to listy hrubého papiera s informáciami zaznamenanými osobou vo forme optických značiek. Skener rozpoznáva značky a spracováva údaje. Karty OMR sa používajú na zostavovanie dotazníkov, testov s voliteľným výberom, bulletinov a formulárov, ktoré je potrebné vyplniť ručne.
Technológia je založená na princípe zostavovania diernych štítkov. Ale stroj nečíta cez otvory, ale vypukliny, alebo optické značky. Chyba výpočtu je menšia ako 1 %, takže vládne agentúry, vyšetrovacie orgány, lotérie a stávkové kancelárie naďalej využívajú technológiu OMR.
Perforovaná páska
Digitálne pamäťové médium vo forme dlhého papierového pásu s otvormi. Perforované stuhy prvýkrát použil Basile Bouchon v roku 1725 na ovládanie tkáčskeho stavu a mechanizáciu výberu nití. Ale pásky boli veľmi krehké, ľahko sa trhali a zároveň boli drahé. Preto ich nahradili dierne štítky.
Od konca 19. storočia bola dierna páska široko používaná v telegrafii, na zadávanie údajov do počítačov v 50. až 60. rokoch 20. storočia a ako nosiče pre minipočítače a CNC stroje. Teraz sa cievky s navinutou diernou páskou stali anachronizmom a upadli do zabudnutia. Papierové médiá nahradili výkonnejšie a objemnejšie dátové úložiská.
Magnetická páska
Debut magnetickej pásky ako počítačového pamäťového média sa uskutočnil v roku 1952 pre stroj UNIVAC I. Samotná technológia sa však objavila oveľa skôr. V roku 1894 dánsky inžinier Voldemar Poulsen objavil princíp magnetického záznamu, keď pracoval ako mechanik pre Copenhagen Telegraph Company. V roku 1898 vedec túto myšlienku stelesnil v prístroji nazývanom „telegraf“.
Oceľový drôt prešiel medzi dvoma pólmi elektromagnetu. Záznam informácie na nosič sa uskutočňoval pomocou nerovnomernej magnetizácie kmitov elektrického signálu. Voldemar Poulsen si dal patentovať svoj vynález. Na svetovej výstave v Paríži v roku 1900 mal tú česť nahrať na svoj prístroj hlas cisára Františka Jozefa. Exponát s prvým magnetickým zvukovým záznamom je dodnes uložený v Dánskom múzeu vedy a techniky.
Keď Poulsenov patent vypršal, Nemecko začalo vylepšovať magnetický záznam. V roku 1930 bol oceľový drôt nahradený pružným pásom. Rozhodnutie použiť magnetické prúžky patrí rakúsko-nemeckému vývojárovi Fritzovi Pfleimerovi. Inžinier prišiel s myšlienkou potiahnuť tenký papier práškom oxidu železa a zaznamenávať pomocou magnetizácie. Pomocou magnetického filmu vznikli kompaktné kazety, videokazety a moderné pamäťové médiá pre osobné počítače.
HDD
Winchester, HDD alebo pevný disk je hardvérové zariadenie s energeticky nezávislou pamäťou, čo znamená, že informácie sú úplne uložené, aj keď je napájanie vypnuté. Ide o sekundárne pamäťové zariadenie pozostávajúce z jednej alebo viacerých platní, na ktoré sa pomocou magnetickej hlavy zaznamenávajú údaje. HDD sú vo vnútri systémový blok v pozícii jednotky. Pripojte sa k základná doska pomocou kábla ATA, SCSI alebo SATA a k napájaciemu zdroju.
Prvý pevný disk vyvinula americká spoločnosť IBM v roku 1956. Technológia bola použitá ako nový typ pamäťového média pre komerčný počítač IBM 350 RAMAC. Skratka znamená „metóda náhodného prístupu k účtovníctvu a kontrole“.
Na umiestnenie zariadenia doma by to zabralo celú miestnosť. Vo vnútri disku bolo 50 hliníkových platní s priemerom 61 cm a šírkou 2,5 cm. Veľkosť úložného systému sa rovnala dvom chladničkám. Jeho hmotnosť bola 900 kg. Kapacita RAMAC bola iba 5 MB. Dnes smiešne číslo. Ale pred 60 rokmi bola považovaná za technológiu zajtrajška. Po oznámení vývoja zverejnil denník mesta San Jose správu s názvom „Machine with Super Memory!“.
Rozmery a možnosti moderných HDD
Pevný disk je pamäťové médium počítača. Používa sa na ukladanie údajov vrátane obrázkov, hudby, videí, textové dokumenty a všetky vytvorené alebo nahrané materiály. Okrem toho obsahuje súbory operačného systému a softvéru.
Prvé pevné disky obsahovali až niekoľko desiatok MB. Neustále sa vyvíjajúca technológia umožňuje moderný HDD ukladať terabajty informácií. Ide o cca 400 filmov so stredným rozšírením, 80 000 skladieb vo formáte mp3 alebo 70 počítačových hranie rolí, podobne ako Skyrim, na jednom zariadení.
Disketa
Disketa alebo floppy disk je pamäťové médium vytvorené spoločnosťou IBM v roku 1967 ako alternatíva k HDD. Diskety boli lacnejšie ako pevné disky a boli určené na ukladanie elektronických dát. Prvé počítače nemali CD-ROM alebo USB. Jediným spôsobom inštalácie boli diskety nový program alebo zálohovanie.
Kapacita každej 3,5-palcovej diskety bola až 1,44 MB, keď jeden program „vážil“ minimálne jeden a pol megabajtu. Preto Verzia systému Windows 95 sa okamžite objavilo na 13 DMF disketách. 2,88 MB disketa sa objavila až v roku 1987. Toto elektronické pamäťové médium existovalo do roku 2011. Moderné počítače nemajú disketové mechaniky.
Optické médiá
S príchodom kvantového generátora sa začala popularizácia optických pamäťových zariadení. Záznam sa vykonáva laserom a údaje sa načítavajú v dôsledku optického žiarenia. Príklady pamäťových médií:
- Blu-ray disky;
- CD-ROM disky;
- DVD-R, DVD+R, DVD-RW a DVD+RW.
Zariadenie je disk pokrytý vrstvou polykarbonátu. Na povrchu sú mikrojamky, ktoré sú snímané laserom pri skenovaní. Prvý komerčný laserový disk sa objavil na trhu v roku 1978 a v roku 1982 Japonci Spoločnosť SONY a Philips vydali CD. Ich priemer bol 12 cm a rozlíšenie sa zvýšilo na 16 bitov.
Elektronické nosiče vo formáte CD sa používali výlučne na reprodukciu zvukových záznamov. V tom čase to však bola špičková technológia, za ktorú spoločnosť Royal Philips Electronics získala v roku 2009 ocenenie IEEE. A v januári 2015 bolo CD ocenené ako najhodnotnejšia inovácia.
V roku 1995 sa objavili digitálne všestranné disky alebo DVD, ktoré sa stali ďalšou generáciou optických médií. Na ich vytvorenie bol použitý iný typ technológie. Namiesto červenej používa DVD laser kratšie infračervené svetlo, čo zvyšuje kapacitu úložiska. Na dvojvrstvové disky DVD je možné uložiť až 8,5 GB údajov.
Flash pamäť
Flash pamäť je integrovaný obvod, ktorý na ukladanie dát nevyžaduje stálu energiu. Inými slovami, ide o energeticky nezávislú polovodičovú počítačovú pamäť. Pamäťové zariadenia s flash pamäťou postupne dobývajú trh a vytláčajú magnetické médiá.
Výhody technológie Flash:
- kompaktnosť a mobilita;
- veľký objem;
- vysoká rýchlosť práce;
- nízka spotreba energie.
Medzi flash pamäťové zariadenia patria:
- USB flash disky. Toto je najjednoduchšie a najlacnejšie pamäťové médium. Používa sa na viacnásobné nahrávanie, ukladanie a prenos dát. Veľkosti sa pohybujú od 2 GB do 1 TB. Obsahuje pamäťový čip v plastovom alebo hliníkovom obale s USB konektorom.
- Pamäťové karty. Navrhnuté na ukladanie údajov do telefónov, tabletov, digitálnych fotoaparátov a iných elektronických zariadení. Líšia sa veľkosťou, kompatibilitou a objemom.
- SSD. SSD disk s energeticky nezávislou pamäťou. Ide o alternatívu k štandardnému pevnému disku. Na rozdiel od pevných diskov však SSD nemajú pohyblivú magnetickú hlavu. Vďaka tomu poskytujú rýchly prístup k dátam, nevydávajú pískanie, ako HDD. Z nedostatkov - vysoká cena.
Cloud-ové úložisko
Online cloudové úložiská sú modernými nosičmi informácií, ktoré sú sieťou výkonných serverov. Všetky informácie sú uložené na diaľku. Každý používateľ má prístup k údajom kedykoľvek a odkiaľkoľvek na svete. Nevýhodou je úplná závislosť od internetu. Ak nemáte sieť alebo Wi-Fi pripojenie, nebudete mať prístup k svojim údajom.
Cloudové úložisko je oveľa lacnejšie ako jeho fyzické náprotivky a má veľký objem. Technológia sa aktívne využíva v podnikovom a vzdelávacom prostredí, pri vývoji a návrhu počítačových softvérových webových aplikácií. V cloude môžete ukladať akékoľvek súbory, programy, zálohy, použite ich ako vývojové prostredie.
Zo všetkých uvedených typov nosičov informácií sú najsľubnejšie cloud-ové úložisko. Stále viac používateľov počítačov tiež prechádza z magnetických pevných diskov na disky SSD a flash médiá. Vývoj holografických technológií a umelej inteligencie sľubuje vznik zásadne nových zariadení, ktoré zanechajú flash disky, SDD a disky ďaleko za sebou.