Материальные носители и их развитие

В середине 1980 – х гг. были созданы компакт – диски с постоянной памятью – CD – ROM  (Compact Disk – Read Only Memory). C 1995г. стали использоваться перезаписываемые оптические компакт - диски: CD – R (CD Recordable) и CD – E (CD Erasable).

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

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

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

Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытым тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака, на котором обычно печатается этикетка.

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

1. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM – Write - Once, Read - Many - один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ.  
2. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW, CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения.   
3. Цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием, так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

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

 

 

4. 4. Магнитные носители информации

 

Классификация материальных носителей магнитной записи:

• геометрической форме и размерам (форма ленты, диска, карты и т.д.);
• по внутреннему строению носителей (два или несколько слоёв различных материалов);
• по способу магнитной записи (носители для продольной и перпендикулярной записи);
• по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи).

Самым первым носителем магнитной записи, на котором фиксировалась информация в аппаратах Поульсена на рубеже 19-20 вв., была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале 20 столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Однако качественные характеристики этих носителей были весьма низкими. Достаточно сказать, что для производства 14-часовой магнитной записи докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908г. потребовалось 2500 км проволоки весом около 100кг. Кроме того, в процессе использования проволоки и стальной ленты возникала трудноразрешимая проблема соединения отдельных их кусков. Стальной магнитный диск, первый патент на который был выдан еще в 1906г., не получил тогда применения.

Лишь со второй половины 1920-х гг., когда была изобретена порошковая магнитная лента,  началось широкомасштабное применение магнитной записи. Патент на технологию нанесения ферромагнитного порошка на пленку получил в 1928г. Фриц Пфеймер в Германии. Первоначально магнитный порошок наносился на бумажную подложку, затем – на ацетилцеллюлозу, пока не началось применение в качестве подложки высокопрочного материала – полиэтилентерефталата (лавсна). Совершенствовалось также и качество магнитного порошка. Стали использоваться, в частности, порошки оксида железа с добавкой кобальта, оксида хрома, металлические магнитные порошки железа и его сплавов, что позволило в несколько раз увеличить плотность записи. На подложку рабочий слой наносится путем вакуумного напыления или электролитического осаждении в виде магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок.

Кроме гибкой основы рабочего магнитного слоя в ленте могут быть и дополнительные слои: защитный – на поверхности рабочего слоя и антифрикционный – на тыльной стороне ленты, с целью предохранения рабочего слоя от механического износа, повышения механической прочности ленты и для улучшения ее скольжения по поверхности магнитной головки. Антифрикционный слой снимает также электрические заряды, которые накапливаются на магнитной ленте. Промежуточный (подслой) между основой и рабочим слоем служит для улучшения сцепления рабочего и антифрикционного слоев с основой.

В отличие от носителей механической звукозаписи, магнитная лента пригодна для многократной записи информации. Число таких записей очень велико и ограничивается только механической прочностью самой магнитной ленты. Первые магнитофоны, появившиеся в 1930 –е гг., были катушечными. В них магнитная лента наматывалась на катушки.

В 1963г. фирмой Philips была разработана кассетная запись, позволившая применять очень тонкие магнитные ленты. Их максимальная толщина составляет всего 20мкм при ширине 3,81мм. В кассетных магнитофонах обе катушки находятся в специальном компакт-кассете и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке. Запись на компакт-кассетах составляет обычно 60, 90 и 120 минут.

В конце 1970-х гг. появились микрокассеты размером 50*33*8мм, т. е. величиной в спичечную коробку, для портативных диктофонов и телефонов с автоответчиками, а в середине 190-х гг. – пикокассеты – втрое меньше микрокассет.

 С 1952г. магнитная лента стала использоваться для хранения информации в электронно-вычислительных машинах. Преимуществом магнитной ленты является возможность осуществлять запись с овышанной плотностью за счет того, что общая площадь поверхности магнитного слоя у ленты значительно выше, чем у остальных типов носителей, и ограничена только длинной ленты. Накопители на кассетной магнитной ленте – картриджи могут достигать емкости до 40 Гбайт.

В электронно-вычислительных машинах на первых порах использовались также магнитные барабаны.

С начала 1960-х гг. широкое применение, прежде всего в запоминающих устройствах ЭВМ, получили магнитные диски, в настоящее время они наиболее используемые в работе с документированной информацией.

Магнитный диск — носитель информации в виде диска с ферримагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жесткие и гибкие (дискеты).

Жесткий магнитный диск (винчестер)— это круглая плоская пластинка, изготовленная из твердого материала (металла), покрытого ферримагнитным слоем. Он предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики емкости, надежности и скорости доступа к информации. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристики диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз данных, организации многозадачного режима работы, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти. 

Гибкий диск (флоппи-диск) или дискета — это диск, изготовленный из пластика, покрытого ферримагнитным слоем. Гибкий магнитный диск  широко используется в персональных компьютерах и является сменным носителем документированной информации. Он хранится вне компьютера и устанавливается в накопитель по мере необходимости. 

В настоящее время чаще всего используются дискеты емкостью 1,44 Мбайт. Они позволяют переносить документ и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно в компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жестких дисках.

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

Пластиковая карта представляет собой документ, выполненный на основе металла, бумаги или пластика стандартной прямоугольной формы, хотя бы один из реквизитов которого находится в форме, доступной восприятию средствами электронно-вычислительной техники и электросвязи. Пластиковые карты бывают двух типов: простые и интеллектуальные. В простых картах имеется лишь магнитная память, позволяющая заносить данные и изменять их. В интеллектуальных картах, которые иногда называют смарт-картами (от англ. smart –умный), кроме памяти, встроен ещё и микропроцессор. Он даёт возможность производить необходимые расчёты и делает пластиковые карты многофункциональными.

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

 

4. 5. Перфорированные носители информации 

 

На перфорированном документе информация записана путем перфорирования (пробивки) отверстий (перфораций) или вырезки соответствующих участков материального носителя.

В зависимости от назначения документы на перфоносителях подразделяют на три типа:

1. для управления автоматическими устройствами при выполнении различных операций в процессе изготовления и контроля спроектированных изделий;
2. для управления, обработки, преобразования информации при проектировании изделий на ЭВМ;
3. для использования в процессе обработки и преобразования.

Запись информации на перфорированных документах может быть выполнена на непрерывной ленте или на карточках, представляющих собой как бы отрезки такой ленты, или на плоскости, на которой запись информации производится способом перфорирования. Поэтому по материальной конструкции носителя перфорированные документы делят на карточные (перфокарты, апертурные карты) и ленточные (перфоленты).

Перфокарты и перфоленты можно сгруппировать в виды по следующим признакам:

• каналу восприятия — перфокарты и перфоленты относятся к визуальным документам;
• материальной основе — искусственные, бумажные, реже пластмассовые (перфокарты) и целлулоидные или лавсановые (перфоленты);
• предназначенности для восприятия различают машиночитаемые (перфокарты машинной сортировки) и человекочитаемые (перфокарты ручной сортировки);
• расположению матрицы различают перфокарты с краевой и внутренней перфорацией;
• способу кодирования — вырезные с перфорацией, вырезаемой в процессе кодирования, и пробивные с перфорацией, получаемой при кодировании;
• способу обработки — перфокарты ручной и машинной сортировки;

по целевому назначению перфорированные документы могут быть разделены на учетные, справочные, библиографические, информационные, диагностические, учебные.

Перфорационная карта, перфокарта  — это перфорированный носитель информации в виде прямоугольной карточки из тонкого картона, плотной бумаги или пластмассы, предназначенной для записи информации путем пробивки отверстий (перфораций) или вырезки ее соответствующих участков.

Перфокарты применяются, в основном, для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплексах. Существует большое число видов перфокарт, различающихся формой, размерами, объемом хранимой информации, формой и расположением отверстий.

Перфорационная лента, перфолента — носитель информации в виде ленты (бумажной, целлулоидной или лавсановой), на которую данные наносятся определенной последовательностью кодовых комбинаций отверстий. Каждая кодовая комбинация кодирует один знак и размещается на ленте перпендикулярно направлению ее движения.

Перфоленту можно использовать:

• при передаче или приеме телеграфных депеш;
• при работе на вычислительных машинах и другой организующей технике (пишущей, суммирующей, бухгалтерской,   и т. д.), на специальных дешифраторах или в выходном устройстве ЭВМ;
• как запись информации научного и технического характера и т. д. на различных машинах и приспособлениях.

 

4. 6. Фотографические носители  информации

 

В XIX веке, в связи с изобретением технотронных способов и средств документирования, широкое распространение получили многие принципиально новые носители информации. Исторически первыми из них были фотографические носители, появившиеся в первой половине XIX века. Фотоматериалы представляют собой гибкие пленки, пластинки, бумаги, ткани. По существу это – сложные полимерные системы, состоящие, как правило, из следующих слоев: