Хранение информации - целая наука. Хранение информаци

Хранение и накопление информации вызвано многократным ее использованием, применением постоянной информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки.

Хранение информации осуществляется на машинных носителях в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования группировочному признаку.

Поиск данных — ϶ᴛᴏ выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей корректировке или замене запроса на нужную информацию.

Основной принцип хранения информации можно сформулировать следующим образом: сохраненная информация всегда имеет форму «следа», оттиска на каком-нибудь носителе.

Тип носителя роли не играет. Это может быть камень, дерево, бумага, магнитная лента или фотопленка. След в форме некᴏᴛᴏᴩого знака-буквы на камне, дереве, бумаге может быть нанесен непосредственно человеческой рукой, вооруженной резцом, кистью или карандашом. Стоит заметить, что он виден невооруженным взглядом и может быть легко прочитан.

Использование в качестве носителей информации фотопленки, магнитной ленты и лазерного диска требует специальных устройств - преобразователей информации. Так, для записи информации на фотопленку требуется фотоаппарат, а для считывания информации - проектор. Магнитная запись и считывание информации осуществляется с помощью более сложного устройства - магнитофона.

Характерной чертой всех данных типов носителей будет необходимость в специальных технических устройствах как для записи, так и для считывания информации. Это означает возможность механизации и автоматизации процессов записи и чтения информации, делает их независимыми от присутствия человека.

Для хранения больших массивов информации применяются разнообразные запоминающие устройства. Очень большие массивы информации хранятся на внешних запоминающих устройствах (ВЗУ) К ним ᴏᴛʜᴏϲᴙтся запоминающие устройства на:

• дисках (ЗУД);
• магнитном барабане (МБ);
• магнитных лентах (МЛ);
• перфорационных лентах (ПЛ);
• магнитных картах (МК) и т.п.

Приведенные ВЗУ ᴏᴛʜᴏϲᴙтся к классу ЗУ с перемещением носителя информации. Достоинством таких ЗУ, наряду с большой емкостью, будет низкая стоимость хранения единицы информации, а недостатком - наличие механических узлов перемещения, накладывающим ограничения на скорость работы. С позиции организации хранения информации ВЗУ подразделяются на ЗУ с несменяемым носителем, или ЗУ со сменным носителем (МБ, МК), позволяющими создавать библиотеки и архивы с практически неограниченным объемом данных. Перемещение носителя при считывании может быть непрерывным (МБ, ЗУД) или стартстопным (МЛ, ПЛ), при кᴏᴛᴏᴩом оно происходит только во время обращения к ВЗУ. Выборка блоков информации из ЗУ при ϶ᴛᴏм производится по принципу последовательного или произвольного обращения. В последнем случае блок информации с произвольным адресом выбирается за постоянный промежуток времени. По организации связи различают ВЗУ, работающие под управлением машины (подключающиеся к ней автоматически без вмешательства оператора) и неуправляемые машиной (требующие участия оператора в установке блоков с хранимой информацией) Перспективы ВЗУ, использующие фотооптический способ с высокоскоростным сканированием, способ термопластической записи с применением записи с оптическим воспроизведением и др.

Запоминающее устройство на дисках — ϶ᴛᴏ ЗУ, в кᴏᴛᴏᴩом в качестве накопителя используется магнитный диск. Стоит заметить, что оно состоит из накопителя (пакет дисков), блока выборки (набор магнитных головок с пневматическим или гидравлическим приводом и электронная система преобразования кода адреса в ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙующее перемещение головок), блока записи-считывания числа (набор усилителей воспроизведения и записи) и блока местного управления. Скорость работы ЗУ определяется скоростью вращения дисков и принятой системой выборки. Среднее время обращения к ЗУД составляет 15 — 150 мс, а емкость —10 7 — 8-10 10 бит. Используется в качестве внешнего запоминающего устройства для хранения больших объемов информации и больших библиотек программ.

Запоминающее устройство на магнитном барабане — ϶ᴛᴏ ЗУ, в кᴏᴛᴏᴩом в качестве накопителя информации применяют магнитный барабан (МБ) Стоит сказать, для реализации обращения к ЗУ на МБ используется дорожка синхронизирующих маркеров, нанесенная на МБ, в процессе изготовления. Маркерные сигналы, считываемые магнитной головкой, после усиления подаются на счетчик адресов, устанавливаемый в нулевое положение перед приходом первого синхронизирующего маркера. Содержимое счетчика сравнивается с содержимым регистра адреса. В момент совпадения показателя счетчика с кодом адреса, заданным командой, выдается сигнал обращения, по кᴏᴛᴏᴩому производится запись или считывание числа. Время обращения к ЗУ на МБ определяется временем оборота МБ и составляет десятки миллисекунд. На поверхности МБ размещается до 10 7 — 10 8 бит информации. ЗУ на МБ используют в основном в качестве внешнего запоминающего устройства.

Сегодня совершенствование компьютера как универсального средства обработки информации привело к созданию целого ряда устройств, специально предназначенных для хранения информации в электронной форме.

Нужно помнить, такие современные материалы, как фотопленка и магнитная лента, способны удовлетворить большинству требований, но они не лишены недостатков. Общеизвестно, что со временем фотоснимки темнеют, прослушивание грампластинок сопровождается потрескиванием, а магнитные записи после многократного проигрывания начинают «шуметь». Сегодня самый распространенный способ хранения информации - магнитная запись . Но и она может быть испорчена под воздействием температуры или магнита.

Для хранения информации в автоматизированных системах, управляемых компьютером, все реже могут быть использованы магнитные ленты, их место заняли магнитные диски. Принцип записи информации на магнитный диск такой же, как и на магнитную ленту. Различие исключительно в том, что запись на магнитную ленту производится последовательно, одна за другой, и так же считывается, а на магнитном диске запись последовательна, а считывание можно проводить в любом порядке.

Магнитный диск представляет собой тонкий и гибкий пластмассовый диск, покрытый с двух сторон магнитным порошком, подобным используемому в магнитных лентах. Это позволяет записывать информацию на обе его поверхности, чем достигается двукратное повышение его информационной емкости. Чтобы при работе с диском его не надо было переворачивать, запись и чтение осуществляется двумя магнитными головками (каждая со ϲʙᴏей стороны диска) Этот вид носителя получил название «гибкий магнитный диск» , а устройство для чтения и записи информации не него - дисковод .

Но наряду с удобством (легкость, компактность, долговечность) ему присущи и недостатки: повышенная температура разрушает записанную информацию, тонкий материал требует осторожного обращения, влажность затрудняет считывание. Еще в середине 60-х годов появилась идея создания диска из жесткого материала и помещенного в замкнутый объем, из кᴏᴛᴏᴩого откачан воздух (при ϶ᴛᴏм ни нагрев, ни влажность ему уже не страшны) Такой диск получил название "жесткий диск" (hard disk ) или винчестер .

Для увеличения информационной емкости винчестер делают из нескольких дисков, расположенных на одной оси, а размеры магнитных головок уменьшают, добиваясь получения более узких магнитных дорожек, записываемых на диске. Это позволяет в десятки и сотни раз увеличить количество информации, записываемой на такой диск, при повышенной надежности ее хранения.

При этом увеличение информационной емкости винчестера по сравнению с гибким магнитным диском лишает его мобильности. Материал опубликован на http://сайт
Жесткий диск гораздо тяжелее гибкого диска, сложнее в подключении и его неудобно переносить с одного компьютера на другой. По϶ᴛᴏму сегодня для хранения больших объемов информации используют винчестер, а для передачи небольших порций информации с одного компьютера на другой - гибкий магнитный диск.

Со временем объем информации, с кᴏᴛᴏᴩой работает человек и кᴏᴛᴏᴩую ему надо передать другому человеку, возрастал, пока не превысил информационную емкость гибкого магнитного диска как мобильного (переносного) средства хранения информации. Это привело сначала к "возрождению" кассет с магнитной лентой как мобильных носителей информации (их большая емкость, несмотря на неудобство поиска и считывания информации, дает им преимущество по сравнению с гибкими дисками), а затем к созданию нового типа носителя - лазерного диска .

Лазерный диск - трехслойный диск, изготовленный из стекла или прочной пластмассы. В нем между двумя тонкими защитными слоями пластмассы (стекла) помещен тонкий слой металлической фольги из серебра или даже из золота. Запись информации на такой диск осуществляется лучом лазера, пробегающим по спиральной дорожке от края диска к его центру и выжигающим в металлической фольге микроскопические «дырочки». Информация кодируется количеством «дырочек» и их расположением на спиральной дорожке. Лазерный луч очень тонок, и ширина дорожки получается в десятки раз тоньше человеческого волоса. Это позволяет получить плотность записи информации, недостижимую для магнитных дисков. Считывание информации осуществляется слабым лучом лазера. Выжженные и сохранившиеся участки фольги по-разному отражают луч. Отраженный луч улавливается фотоэлементом и расшифровывается. Лазерные диски иначе называют оптическими , поскольку запись и чтение информации осуществляются с помощью света.

Но записать информацию на лазерный диск можно всего один раз, ведь металлическая фольга уже «испорчена». Это означает, что в отличие от магнитного диска, диск лазерный не позволяет перезаписывать информацию и пригоден только для считывания. По϶ᴛᴏму он не способен заменить магнитные диски и ленты. При этом для хранения неизменяемой информации нет более удобного носителя.

В последние годы найдены материалы, сочетающие в себе достоинства магнитного и оптического носителей и позволяющие перезаписывать информацию, хранящуюся на диске.
Стоит отметить, что основными достоинствами магнитооптических дисков будут большая информационная емкость, компактность, мобильность, возможность перезаписи хранящейся информации.

Виды носителей информации

Носитель информации – физическая среда, непосредственно хранящая информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать оперативной памятью. Здесь слово “оперативный” является синонимом слова “быстрый”. Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель – мозг – находится внутри нас.

Носитель информации - строго определённая часть конкретной информационной системы, служащая для промежуточного хранения или передачи информации.

Основа современных информационных технологий – это ЭВМ. Когда речь идет об ЭВМ, то можно говорить о носителях информации, как о внешних запоминающих устройствах (внешней памяти). Эти носители информации можно классифицировать по различным признакам, например, по типу исполнения, материалу, из которого изготовлен носитель и т.п. Один из вариантов классификация носителей информации представлен на рис. 1.1.

Список носителей информации на рис. 1.1 не является исчерпывающим. Некоторые носители информации мы рассмотрим более подробно в следующих разделах.

Ленточные носители информации

Магнитная лента - носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

Дисковые носители информации

Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию .

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

• Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты
• Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)
• Накопители на оптических компакт-дисках:
• CD-ROM (Compact Disk ROM)
• DVD-ROM

Накопители на гибких магнитных дисках

Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам.

Дискета - портативный 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 или вообще "печенюшка"). 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 - дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5” дискеты представлен на рис. 1.2.

Накопители на жестких магнитных дисках

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер».

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».

Накопители на оптических дисках

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 (т. н. Audio-CD), 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.

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).

Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

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

1. Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;
2. 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. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;
3. 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. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

Электронные носители информации

Вообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой. Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках, а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»). Микросхема, как можно догадаться, диском не является. Однако операционные системы носители информации с FLASH-памятью определяют как диск (для удобства пользователя), поэтому название «диск» имеет право на существование.

Флэш-память (англ. Flash-Memory) - разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память 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. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти - NAND). Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость - при выключении энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.

Хранение информации

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени. Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга - библиотека, картина - музей, фотография - альбом). Этот процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.

ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Информационная система - это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска и размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур - главная особенность информационных систем, отличающих их от простых скоплений информационных материалов.

От информации к данным

Человек по-разному подходит к хранению информации. Все зависит от того сколько ее и как долго ее нужно хранить. Если информации немного ее можно запомнить в уме. Нетрудно запомнить имя своего друга и его фамилию. А если нужно запомнить его номер телефона и домашний адрес мы пользуемся записной книжкой. Когда информация запомнена (сохранена) ее называют данные.

Данные в компьютере имеют различное назначение. Некоторые из них нужны только в течение короткого периода, другие должны храниться длительное время. Вообще говоря, в компьютере есть довольно много «хитрых» устройств, которые предназначены для хранения информации. Например, регистры процессора, регистровая КЭШ-память и т.п. Но большинство «простых смертных» даже не слышали таких «страшных» слов. Поэтому мы ограничимся рассмотрением оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти, к которой относятся уже рассмотренные нами носители информации.

Оперативная память компьютера

Как уже было сказано, в компьютере тоже есть несколько средств для хранения информации. Самый быстрый способ запомнить данные - это записать их в электронные микросхемы. Такая память называется оперативной памятью. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться один байт данных.

У каждой ячейки есть свои адрес. Можно считать, что это как бы номер ячейки, поэтому такие ячейки еще называют адресными ячейками. Когда компьютер отправляет данные на хранение в оперативную память, он запоминает адреса, в которые эти данные помещены. Обращаясь к адресной ячейке, компьютер находит в ней байт данных.

Регенерация оперативной памяти

Адресная ячейка оперативной памяти хранит один байт, а поскольку байт состоит из восьми битов, то в ней есть восемь битовых ячеек. Каждая битовая ячейка микросхемы оперативной памяти хранит электрический заряд.

Заряды не могут храниться в ячейках долго - они «стекают». Всего за несколько десятых долей секунды заряд в ячейке уменьшается настолько, что данные утрачиваются.

Дисковая память

Для постоянного хранения данных используют носители информации (см. раздел «Виды носителей информации»). Компакт диски и дискеты имеют относительно небольшое быстродействие, поэтому большая часть информации, к которой необходим постоянный доступ, хранится на жестком диске. Вся информация на диске хранится в виде файлов. Для управления доступом к информации существует файловая система. Имеется несколько типов файловых систем.

Структура данных на диске

Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. У каждой книги в библиотеке есть свой зал, стеллаж, полка и инвентарный номер - это как бы ее адрес. По такому адресу книгу можно найти. Все данные, которые записываются на жесткий диск, тоже должны иметь адрес, иначе их не разыскать.

Файловые системы

Стоит отметить, что структура данных на диске зависит от типа файловой системы. Все файловые системы состоят из структур, необходимых для хранения и управления данными. Эти структуры обычно включают загрузочную запись операционной системы, каталоги и файлы. Файловая система также исполняет три главных функции:

1. Отслеживание занятого и свободного места
2. Поддержка имен каталогов и файлов
3. Отслеживание физического местоположения каждого файла на диске.

• FAT (File Allocation Table)
• FAT32 (File Allocation Table 32)
• NTFS (New Technology File System)
• HPFS (High Performance File System)
• NetWare File System
• Linux Ext2 и Linux Swap

FAT

Файловая система FAT используется DOS, Windows 3.x и Windows 95. Файловая система FAT также доступна в Windows 98/Me/NT/2000 и OS/2.

Файловая система FAT реализуется при помощи File Allocation Table (FAT - Таблицы Распределения Файлов) и кластеров. FAT - сердце файловой системы. Для безопасности FAT имеет дубликат, чтобы защитить ее данные от случайного стирания или неисправности. Кластер - самая маленькая единица системы FAT для хранения данных. Один кластер состоит из фиксированного числа секторов диска. В FAT записано, какие кластеры используются, какие являются свободными, и где файлы расположены в пределах кластеров.

FAT-32

FAT32 - файловая система, которая может использоваться Windows 95 OEM Service Release 2 (версия 4.00.950B), Windows 98, Windows Me и Windows 2000. Однако, DOS, Windows 3.x, Windows NT 3.51/4.0, более ранние версии Windows 95 и OS/2 не распознают FAT32 и не могут загружать или использовать файлы на диске или разделе FAT32.

FAT32 - развитие файловой системы FAT. Она основана на 32-битовой таблице распределения файлов, более быстрой, чем 16-битовые таблицы, используемые системой FAT. В результате, FAT32 поддерживает диски или разделы намного большего размера (до 2 ТБ).

NTFS

NTFS (Новая Технология Файловой Системы) доступна только Windows NT/2000. NTFS не рекомендуется использовать на дисках размером менее 400 МБ, потому что она требует много места для структур системы.

Центральная структура файловой системы NTFS - это MFT (Master File Table). NTFS сохраняет множество копий критической части таблицы для защиты от неполадок и потери данных.

HPFS

HPFS (Файловая система с высокой производительностью) - привилегированная файловая система для OS/2, которая также поддерживается старшими версиями Windows NT.

В отличие от файловых систем FAT, HPFS сортирует свои каталоги, основываясь на именах файлов. HPFS также использует более эффективную структуру для организации каталога. В результате доступ к файлу часто быстрее и место используется более эффективно, чем с файловой системой FAT.

HPFS распределяет данные файла в секторах, а не в кластерах. Чтобы сохранить дорожку, которая имеет секторы или не используется, HPFS организовывает диск или раздел в виде групп по 8 МБ. Такое группирование улучшает производительность, потому что головки чтения/записи не должны возвращаться на нулевую дорожку каждый раз, когда ОС нуждается в доступе к информации о доступном месте или местоположении необходимого файла.

NetWare File System

Операционная система Novell NetWare использует файловую систему NetWare, которая была разработана специально для использования службами NetWare.

Linux Ext2 и Linux Swap

Файловые системы Linux Ext2 и Linux были разработаны для ОС Linux OS (Версия UNIX для свободно распространения). Файловая система Linux Ext2 поддерживает диск или раздел с максимальным размером 4 ТБ.

Каталоги и путь к файлу

Рассмотрим для примера структуру дискового пространства системы FAT, как самой простой.

Информационная структура дискового пространства - это внешнее представление дискового пространства, ориентированное на пользователя и определяемое такими элементами, как том (логический диск), каталог (папка, директория) и файл. Эти элементы используются при общении пользователя с операционной системой. Общение осуществляется с помощью команд, выполняющих операции доступа к файлам и каталогам.

Источники информации

1. Информатика: Учебник. – 3-е перераб. изд. / Под ред. Н.В. Макаровой. – М.: Финансы и статистика, 2002. – 768 с.: ил.
2. Волк В.К. Исследование функциональной структуры памяти персонального компьютера. Лабораторный практикум. Учебное пособие. Издательство Курганского государственного университета, 2004 г. – 72 с.

Когда информации, окружающей человека, стало очень много, и он оказался не в силах ее запомнить, возникла письменность. Со временем она совершенствовалась и превратилась в неотъемлемую часть повседневной жизни человека. Однако большое количество бумажных носителей затрудняет быстрый поиск нужной информации, а с появлением цифровой информации и средств для ее преобразования и хранения появилась возможность по-другому посмотреть на данную проблему. Цифровая информация имеет ряд преимуществ, связанных с устойчивостью к помехам при передаче и более продолжительным

Хранение информации - это один из главных с которым неразрывно связано понятие устройства хранения информации, или запоминающего устройства. Разные устройства могут использовать различные способы хранения информации. Совокупность таких устройств называют памятью. Чаще понятие «хранение информации» связывают с компьютерной техникой.

Память компьютера бывает внутренней и внешней. К внутренней памяти относятся устройства, обеспечивающие работоспособность самой вычислительной системы (компьютера). Например, оперативная Большинство запоминающих устройств, известных рядовому пользователю, таких как винчестер, USB-флеш, компакт-диск, относятся к

До недавнего времени это было единственным, что могла предложить нам компьютерная индустрия. Теперь у любого есть возможность хранить свою личную информацию прямо в сети Интернет, причем, даже не тратя на это деньги.

С одной стороны, это очень удобно, так как с любого устройства, имеющего можно получить доступ и просмотреть необходимую информацию. Таким образом, исключаются случаи, когда флешка с информацией забыта дома, как раз в тот день, когда она была очень нужна на работе.

Хранение информации сопровождается одним неприятным моментом, связанным с ее порчей, потерей или Любой опытный пользователь знает несколько приемов, как обезопасить свою информацию от потерь. Например, не следует хранить ценную информацию на винчестере, так как велика вероятность «подхватить» вирус, который все уничтожит. Также можно дублировать важную информацию сразу на несколько носителей.

Такую информацию обычно хранят на съемных запоминающих устройствах, для которых создаются определенные условия хранения. Но существует еще один способ, обеспечивающий надежное хранение информации.

Это использование «облачных» Интернет-сервисов, в таком случае информация пользователя хранится на распределенных серверах сети Интернет, а доступ к ней осуществляется посредством логина и пароля. У такой технологии союзников и противников примерно поровну. Некоторые вообще не доверяют глобальной сети свои личные файлы, а другие, наоборот, видят в этом будущее.

В современном мире, особенно в крупных городах, где доступ к глобальной сети есть повсеместно, такое хранение информации выглядит предпочтительным. Не требуется покупать, обслуживать и дрожать над сохранностью фотографий или видеоархива.

Вот только что будет, если Интернет-соединение вдруг оборвется и пользователь не сможет в нужное время получить доступ к своей информации?

Как обеспечить сохранность информации? Не спешите с ответом на этот, казалось бы, простой вопрос. Для начала внимательно изучите преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе в этой статье.

Как обеспечить сохранность информации? Какие материалы при этом использовать? Что нужно учитывать при выборе средств хранения? Не спешите с ответами на эти, казалось бы, простые вопросы. Для начала следует внимательно изучить преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе с вами в этой статье.

Порой для того, чтобы сохранить жизненно важную информацию, достаточно случайной салфетки или старой визитки. Но для записи финансового отчета или видео с недавнего корпоратива такие средства хранения навряд ли подойдут. Кроме того, существуют огромные объемы информации, представляющей юридическую, коммерческую, историческую или научную ценность. Ее необходимо хранить годами или даже столетиями, в связи с чем выбор средства хранения имеет первостепенную значимость. Что выбрать в динамичном мире технологических новинок и старых проверенных носителей? Предлагаем вашему вниманию обзор основных средств хранения информации с их самой неприглядной стороны.

Бумага

Бумага - старейшее средство хранения информации. Как известно, самопроизвольное изменение свойств бумаги в результате старения связано с изменением химической структуры и, в частности, ее основного компонента – целлюлозы. Развитие технологий положительно сказалось на качестве используемых в производстве материалов. Новые технологические процедуры позволили значительно улучшить физические, химические и электростатические свойства бумаги. Научный прогресс также привел к появлению более продвинутых способов нанесения информации: чернила на основе сажи и перьев, грифельные карандаши, авторучки, типографская краска, ленты для печатных машинок и краски для принтера.

Способ нанесения информации, равно как и качество самого материала, в конечном итоге определяют долговременность хранения данных на бумаге. Наши предки записывали буквы грифелем или чернилами на основе углерода, который не меняет свои свойства столетиями и является химически стойким веществом. Текст обычно наносился с помощью физического повреждения поверхности – методом продавливания. По такой же технологии работали печатные машинки и матричные принтеры, в которых неорганические красители распылялись контактным способом: сначала бумага продавливалась, а затем краситель проникал в материал на заданную глубину.

Этот старый способ нанесения информации посредством механического продавливания не сопоставим с тем, что сегодня используют в обычных струйных и лазерных принтерах. Струйный принтер распыляет жидкие чернила с определенного расстояния без физического изменения поверхности. Глубину проникновения чернил производители не сообщают, впрочем, как и то, из чего они сделаны. С лазерными принтерами ситуация еще хуже. По технологии порошок тонера наносится на бумагу, затем лист проходит через нагретые до высокой температуры ролики, и гранулы порошка спекаются. При этом тонер в бумагу часто вообще не впитывается. Известны случаи, когда через несколько лет краска просто отваливалась от листа целыми кусками, как фрагменты старой мозаики.

Фотопленка

С фотопленкой дела обстоят гораздо лучше, чем с бумагой.

Во-первых, технологии производства, по крайней мере, черно-белой пленки, проверены временем. Они практически не меняются, поэтому можно с уверенностью утверждать, что материалы сохранятся на протяжении длительного времени, даже если вы купите самую обычную пленку из ближайшего фотомагазина. При этом шансы на долгую жизнь у профессиональных пленок, безусловно, выше, поскольку они отличаются от любительских специальными добавками, замедляющими процесс старения. Однако и требования к условиям хранения профессиональных пленок несколько жестче.

Во-вторых, в отличие от бумаги фотопленка имеет срок годности, в течение которого производители гарантируют сохранение ее свойств. По истечении этого времени начинается химический процесс, вызывающий старение фотопленки, которое можно сдержать при соблюдении температурно-влажностного и светового режимов хранения.

Существенный недостаток в работе с фотопленкой – стоимость пленки и оборудования (фотоаппарат или фотокамера, реактивы для проявления и закрепления снимка, проекторы для просмотра готовых материалов) относительно высока.

Магнитная лента

Наверняка вы помните свой старый кассетный магнитофон, на смену которому позже пришли видеоплееры и видеомагнитофоны. Носителем информации в них были сменные кассеты. С развитием информационных технологий магнитную ленту стали использовать и для хранения информации в цифре.

Специальные устройства (стримеры) в цифровом виде записывают на ленту информацию на ленту, которая хранится приблизительно так же, как и на компьютере: в виде файлов. Ранее стримеры широко использовались для хранения резервных копий данных. В быту такие устройства не прижились. Прежде всего это связано со сложностью доступа к информации, записанной на ленту. Сначала ее нужно перемотать до того места, на котором записана нужная информация, после чего подождать, пока данные будут считаны в память компьютера. Не каждому хватит терпения на такие технологические заморочки. Одно время выпускались платы расширения к компьютеру, при помощи которых можно было хранить данные на аудиокассетах, а позже и на видеокассетах, используя совместно с платой, которая вставляется в компьютер, аудио- или видеомагнитофон.

Долгосрочность хранения информации на магнитной ленте в значительной степени зависит от качества самой ленты. К примеру, встречаются низкокачественные ленты, магнитный слой с которых со временем просто осыпается, и, если на видео вы увидите шум, то прочитать цифровые данные с такой ленты будет проблематично. Специальная лента для стримера рассчитана на более длительное хранение информации и более активное использование. Это связано с тем, что при записи на ленту используется специальное кодирование информации, которое позволяет надежно восстановить ее при считывании даже в случае, если некоторые биты информации будут декодированы неверно (пользователь ничего не заметит). Кроме того, при записи может одновременно создаваться несколько копий данных (на ширину пленки могут параллельно писаться несколько дорожек), что также положительно сказывается на длительности хранения.

Проблема, которая потенциально поджидает каждого любителя магнитной пленки, – это быстрое устаревание оборудования. Не факт, что через несколько лет при поломке нынешнего устройства вам удастся найти ему замену, даже просто для того, чтобы считать данные и перенести их на новый носитель. Другой неприятный момент в работе с магнитной пленкой: кассеты необходимо регулярно перематывать. В противном случае соприкасающиеся слои пленки намагничивают друг друга, а значит, магнитная лента не сможет надежно хранить информацию долгое время. В промышленном оборудовании применяются роботизированные комплексы, которые автоматически меняют кассеты по мере их заполнения и периодически перематывают ленты.

Хранить пленки нужно с особой осторожностью, так как магнитные поля, которые нас окружают и абсолютно невидимы, могут повредить информацию на ленте. Так, не допускается использование ферромагнитных металлических стеллажей. При размещении пленки на стальных стеллажах необходимо размагнитить и замкнуть контуры стеллажа: соединение металлических частей стеллажа электропроводом и их эффективное заземление. Не будет лишним напомнить, что магнитная пленка, как и всякий носитель, требует также соблюдения определенного температурно-влажностного режима.

Дискеты

CD/DVD

Низкая стоимость и общедоступность – главные достоинства CD и DVD-дисков. Но, к сожалению, информация на них нередко полностью (или частично) утрачивается уже через два-три года. Это происходит из-за разрушения красящего слоя, вызванного воздействием солнечных лучей и ионизирующим излучением.

Иногда в производстве больших партий используется штамповка, похожая на производство виниловых грампластинок. В отличие от обычных CD и DVD, такие диски могут служить годами.

Производители утверждают, что при соблюдении условий хранения некоторые типы дисков (CD-R, DVD-R) можно использовать от 100 до 200 лет. Однако на практике эти оптимистичные заявления не подтверждаются.

Жесткий диск (HDD)

На сегодняшний день, пожалуй, самое распространенное устройство для хранения информации. Жесткие диски могут быть внутренними (устанавливаются внутрь корпуса) и внешними (присоединяются к устройству с помощью USB-кабеля). В последнем случае жесткий диск обладает размерами, позволяющими носить его в кармане пиджака и подключать его практически к любому компьютеру в USB-разъем.

С каждым годом стоимость единицы объема хранимой информации снижается. Информация хранится на пластинах, находящихся внутри герметичного контейнера и покрытых магнитным материалом. Технология записи похожа на магнитную ленту, а само устройство – на дискету. Основное отличие – в используемых материалах. Кроме того, на жестком диске присутствует, во-первых, электроника, которая может выйти из строя, например, от скачка напряжения в сети, а во-вторых – высокоточная механика. Благодаря тому, что при работе считывающие головки не касаются поверхности диска, поверхность не изнашивается и может служить для хранения информации в течение многих лет.

При неосторожном обращении (падение, тряска во время работы) жесткие диски подвержены выходу из строя. Так, одного резкого встряхивания полностью исправного диска может быть вполне достаточно, чтобы потерять всю записанную на нем информацию без возможности восстановления. При аккуратном обращении диски исправно служат более десяти лет при активном каждодневном использовании. Правда, в последнее время качество оборудования оставляет желать лучшего, так как в погоне за низкой ценой производители экономят на оборудовании и материалах.

Флеш-память (flash memory), флеш-диски (flash drive)

Флеш-накопители – это носители информации, использующие для хранения электрически стираемую энергонезависимую память. Если магнитная лента, дискеты и жесткие диски были придуманы и широко использовались еще на заре развития компьютерной техники, то флеш-память стала популярной относительно недавно. Это объясняется прорывом в области технологий производства микросхем.

Существуют как дорогие твердотельные накопители большого объема, так и бюджетные устройства известные, как флешки и карты памяти. На сегодняшний день они являются, пожалуй, самыми доступными и удобными средствами для каждодневного использования. Карта памяти является полностью электронным устройством и может быть подключена к устройству через кард-ридер. В отличие от них, флеш-диски не требуют дополнительных механизмов для подключения к компьютеру.

Заявленная производителями надежность хранении информации – до десяти лет. В отличие от жестких дисков, флеш-накопители не боятся тряски и падений с небольшой высоты. Они легки, вместительны и имеют высокую емкость, достаточную для того, чтобы записать несколько фильмов или десятки тысяч документов на одно устройство.

При каждодневном использовании флеш-диски довольно часто выходят из строя, например, от статического электричества, которое выводит из строя нежную электронику. Причина может также заключаться в некачественном изготовлении и ошибках, допущенных инженерами при проектировании дешевых устройств, особенно флешек. Последние могут выйти из строя из-за поломки микроконтроллера. В этом случае информация теоретически может быть восстановлена прямо с микросхемы памяти с использованием специального оборудования. Если поврежденной оказалась сама микросхема, то восстановить данные невозможно.

Технологии не стоят на месте. И уже сегодня ученые создают такие носители информации, которые для обывателей кажутся частью научно-фантастических сюжетов. Однако при выборе средства хранения следует руководствоваться не только модными технологическими веяниями, но и здравым смыслом. Если для хранения информации вам достаточно нескольких мобильных гигабайт свободного места (размер стандартной флешки), то нет смысла покупать дорогие жесткие диски гигантского объема только для того, чтобы произвести впечатление на знакомых.

Кроме того, необходимо учитывать затраты как на покупку самого носителя, так и расходы, связанные с записью информации и обслуживанием оборудования (например, как в случае с фотопленкой). Для того чтобы обеспечить надежную сохранность данных, оптимальным решением будет выбор не одного, а нескольких средств хранения, которые смогут прийти на помощь друг другу в случае досадной порчи одного из носителей.

Современные способы хранения информации можно разделить на две группы – способы хранения на физических носителях и способы хранения, основанные на облачных технологиях.

К существующим физическим носителям информации можно отнести оптические диски, твердотельные носители и магнитные жесткие диски. Оптические диски позволяют хранить ограниченный объем информации, имеют низкую скорость записи, чувствительны к механическим повреждениям, воздействию температур. Самыми распространенными носителями информации являются твердотельные носители информации (флеш-карты, карты памяти, твердотельные жесткие диски). Они характеризуются высокой скоростью записи, малыми размерами и устойчивостью к механическим повреждениям, объемы ранимой информации намного больше, чем у оптических дисков, но пока уступают объемам, хранимым на жестких магнитных дисках. Магнитные жесткие диски отличаются высокой скоростью записи информации, высокой надежностью хранения данных и большими объемами памяти, однако, они очень чувствительны к механическому воздействию.

В последнее время набирают популярность облачные технологии хранения данных. Информация хранится на многочисленных, распределённых в сети серверах, при этом пользователи не видят структуру серверов, они работают в облаке – одном большом виртуальном сервере.

Одним из популярных облачных хранилищ данных является Google Drive (https://drive.google.com), которое позволяет хранить 30 типов файлов, предоставляет инструменты для работы с документами в режиме он-лайн. Объем бесплатного пространства составляет 15Гб, дополнительно можно приобрести от 100Гб (1,99$ в месяц) до 30Тб (299.99$ в месяц). Кроме доступа к сервису через веб-интерфейс, есть возможность доступа через клиенты для Windows, Mac OS и Android, iOS.

Облачное хранилище OneDrive (http://onedrive.com) от компании Microsoft интегрировано с Office365, что позволяет непосредственно из приложения создавать, редактировать, сохранять файлы Excel, OneNote, PowerPoint и Word в облаке. Сервис дает возможность бесплатного хранения 5Гб, платное хранилище от 50Гб за $1,99 в месяц, что в два раза дороже, чем Google Drive.

Dropbox (http://www.dropbox.com) - облачное хранилище данных, предоставляющее бесплатно 2Гб пространства, но позволяющее увеличить этот объем до 48Гб путем выполнения ряда условий (приглашение друга, просмотр обзора о Dropbox, установка программы Dropbox на компьютер, размещение файлов в папке Dropbox, установка Dropbox на других компьютерах, к которым имеется доступ, предоставление общего доступа друзьям и коллегам, установка приложения на мобильные устройства). Платное хранилище имеет объем 1Тб и стоит €9.99 в месяц. Преимуществом Dropbox является простота в использовании и высокая скорость работы. Для того, чтобы поместить файлы в облако, достаточно положить файлы в папку Dropbox на компьютере, открыть к ней доступ и синхронизировать с нужным устройством. При редактировании файлов, размещенных ранее в облаке, копируется на сервер только изменена часть. Dropbox дает возможность восстановить данные после того, как они были удалены с сервера, а так же просмотреть историю изменения файлов за 30 дней. Для обеспечения конфиденциальности Dropbox предлагает инструмент BoxCryptor, который шифрует файлы перед передачей в облако.

Самым бюджетным облачным хранилищем является Mega (https://mega.co.nz). Стартовый бесплатный объем составляет 50Гб, а 4Тб в месяц стоит 8.33$. Особенностью этого хранилища является забота о конфиденциальности. Данные шифруются в браузере, передаются в облако, ключи дешифрования не публикуются в открытом доступе, а передаются между доверяющими друг другу пользователями.

Яндекс.Диск (http://disk.yandex.ru/) – облачное хранилище, предоставляющее бесплатно 10Гб, дающее возможность расширить бесплатный объем до 60Гб путем участия в акциях. За 0.5$ в месяц можно приобрести дополнительных 10Гб, стоимость 1Тб составляет примерно 3.5$. Яндекс.Диск интегрирован в офисный пакет Microsoft Office, а так же дает возможность автоматической загрузки фото и видеофайлов с цифровых камер и внешних носителей информации.

Облако@mail.ru (https://cloud.mail.ru/) – облачное хранилище от Mail.ru, дающее возможность бесплатного хранения 25Гб, имеющее доступ через мобильные приложения для Android и iOS, клиент для Linux. В облако можно автоматически загружать фотографии с телефона через мобильные приложения.

Amazon Web Services (https://aws.amazon.com) - платформа облачных сервисов, поддерживающее различные варианты хранения данных (объектное хранилище, блочное хранилище, хранилище файловых систем, архивное хранилище, интегрированное хранилище), различные сетевые решения (виртуальное частное облако, прямое подключение, балансировка нагрузки), инструменты обработки данных и формирования баз данных, корпоративные приложения и мобильные сервисы. Пользование бесплатно платформой возможно в течении первых 12 месяцев, а потом будет взиматься плата за те сервисы, которые используются.

Дополнить список перечисленных облачных хранилищ можно следующими облачными системами Bitcasa (http://bitcasa.com), Yunpan360 (http://yunpan.360.cn/), 4shared (http://www.4shared.com), SugarSync (https://www.sugarsync.com), Box.net (http://box.net), iDrive (http://www.idrive.com), OpenDrive (http://www.opendrive.com), Syncplicity (http://www.syncplicity.com), MediaFire (http://www.mediafire.com/), Cubby (https://www.cubby.com/), ADrive (http://www.adrive.com/).