Перфорирование как способ фиксации информации

1.2. Изобретение  бумаги и совершенствование её  производства 
 
Современный, самый распространённый носитель информации – бумага – появился тоже очень давно: во II веке н.э. в Китае²⁸. Долгое время секрет её производства строго охранялся. Первоначально бумага изготавливалась из натуральных растительных волокон (риса, бамбука и пр.). Растёртые в воде волокна растений пропитывались животным клеем, сушились на воздухе и прессовались. В Индии, Вьетнаме, а потом и в Европе бумагу делали из переработанного тряпья. Она так и называлась – тряпичная бумага. Тряпичная бумага ручной выработки выпускалась примерно до конца XVIII века. За это время в процесс производства вводились новшества: использование наполнителей для уменьшения прозрачности бумаги, замена животного клея канифольным, отбеливание хлорной известью цветного тряпья и др.²⁹  
С середины XIX века в Европе начали использовать более дешёвую бумагу на основе древесины (из древесной целлюлозы, а затем из древесной массы). Тексты на таких носителях как папирус, пергамент и бумага писались обычно чёрными чернилами – сажевыми и железо-галловыми. Сажевые чернила (тушь) получали, растирая мелкодисперсную сажу с водой и клеем. Позднее в тушь стали вводить вещества (казеин, шеллак), придающие тушевому тексту водостойкость. Однако, тушь была неудобна в употреблении, плохо проникала в бумагу, давала нестойкий к истиранию текст. Железо-галловые чернила получали, добавляя в отвар галловых орешков раствор железного купороса. Получались бесцветные чернила, которые на пергаменте или бумаге быстро темнели, давая густой чёрный текст. Лучшие образцы железо-галловых текстов выдержали многовековое хранение: они нерастворимы в воде, устойчивы к выцветанию, износостойки. С этого периода и по настоящее время документы на бумажных носителях являются самыми распространёнными. А развитие технического прогресса в области производства бумаги, книгопечатания, копирования текста сделало бумажные документы дешёвыми и общедоступными. И сейчас под словом «документ» большинство людей традиционно подразумевают текст или изображение на бумаге³⁰. 
Ни для кого не секрет, что от правильного подбора бумаги напрямую зависят качество полиграфической продукции и её соответствие условиям предполагаемого использования. Прежде всего, напомним, что бумага— это многокомпонентная система, состоящая из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетённых между собой и связанных химическими силами сцепления различных видов. Бумага различается по толщине или по массе одного квадратного метра (г/м²). По принятой классификации масса 1м² печатной бумаги может составлять от 40 до 250 г. Более 250 г/м² — это уже картон.

Один из важнейших технических  показателей бумаги, от которого зависят  многие основные свойства – прочность, упругость, пластичность, светостойкость и др., - это композиция бумаги. Отечественные  бумаги по композиции подразделяются на группы по номерам: № 1, № 2, № 3³¹.  
 
Бумага № 1 – это чистоцеллюлозная бумага. Сделанные, как правило, только из целлюлозных волокон, чистоцеллюлозные бумаги обычно имеют высокую белизну, повышенную прочность, почти не подвержены старению при хранении.Такие бумаги используются для изготовления высокохудожественной продукции, словарей, энциклопедий, официальных справочных изданий. 
 
Бумага № 2 содержит до 50% древесной массы, которая придаёт бумаге ряд полезных качеств – улучшаются печатные свойства, стабильность размеров при изменении климатических условий, снижается масса листа и т.д. В сравнении с бумагой № 1 бумага № 2 дешевле.

Бумага № 3 полностью состоит  из древесной массы. Это дешёвая  бумага невысокого качества, используемая для изданий с небольшим сроком службы и применяемая только для  типографской (высокой) печати. По способу печати бумага обычно подразделяется на офсетную, типографскую и для глубокой печати. Бумагу так же часто классифицируют по степени отделки поверхности. По этому признаку бумага делится на матовую, машинной гладкости и глазированную (каландрированную, т.е. дополнительно обрабатываемую в суперкаландрах³² для придания ей высокой плотности и гладкости). 
 
Все печатные свойства бумаги можно объединить в следующие группы:

1) геометрические - гладкость, толщина и масса 1м², плотность и пористость;

2) оптические - белизна, непрозрачность, лоск, или глянец;

3) структурные — показатели  однородности структуры (равномерность  просвета, разносторонность);

4) механические — прочностные  и деформационные (прочность поверхности  к выщипыванию, разрывная длина, или прочность на разрыв, прочность на излом, влагопрочность, мягкость и упругость при сжатии и т.д.);

5) сорбционные (гидрофобность  — стойкость к действию воды, впитывающая способность растворителей  печатных красок)³³.

Особый способ изготовления и свойства имеет бумага с водяными знаками. Во избежание подделок бумаги уже в XIII веке её европейские производители  стали практиковать водяные знаки  — видимые на просвет изображения  на бумаге, которые нельзя было уничтожить, не повредив листа. Это был знак собственности  изготовителя бумаги, подделка которого строго каралась. В то же время для  покупателей бумаги водяной знак был свидетельством качества товара. Для изготовления бумажного листа с водяным знаком на сетку, служившую формой для ручного отлива бумаги, закреплялось (нашивалось) проволочное изображение соответствующего символа или монограммы. Когда вода стекала, на рельефной поверхности проволочного знака оседало меньше волокон, бумага утончалась, повторяя рисунок. На высохшем листе этот рисунок был виден на просвет. Водяные знаки давали сведения о владельце фабрики (личный герб, название фабрики, фамилия и титул фабриканта, фамилия мастера) и месте изготовления бумаги (герб страны, города, губернии), содержали портреты правителей, исторических деятелей, эмблемы, девизы, изображения флоры и фауны, религиозные сюжеты. По водяному знаку можно установить время и место изготовления бумаги. Впервые водяные знаки появились на бумаге в Италии, в конце XIII века — это был простой крест. В Голландии XVII века известны водяные знаки с изображением головы шута, на рубеже XVII-XVIII вв. — с гербом Амстердама, в XVIII – начале XIX века — с аллегорической сценой и надписью «За родину» («Pro Partia»)³⁴. Бумага для документов, или бумага, защищённая от подделки, по своему применению относится к самым распространённым видам, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни: сертификаты, акции, договора, дипломы, платёжные документы, гарантийные талоны, гарантийные паспорта, свидетельства, чеки, проездные билеты, государственные документы, паспорта, удостоверения личности, гербовые марки, купоны, лотерейные билеты, билеты на зрелищные мероприятия, талоны, акции, сертификаты, свидетельства, дипломы, фирменные бланки, сопроводительные документы, бумажные деньги и т.д.Специальные технические виды бумаг представляют собой самую новую и самую быстроразвивающуюся группу бумаг, реагирующую на быстрорастущий интерес и потребности заказчиков. Речь идёт о видах бумаг, выполняющих специальные или технические функции. Например, антикоррозионная бумага, невоспламеняющаяся бумага, водостойкая бумага, копировальная бумага, картон для мишеней, стерилизационная бумага, упаковочная бумага, картон высшего качества, бумага, устойчивая к маслам и жирам, бумага для выпечки двусторонняя непригорающая и др.В разных странах в разное время были приняты в качестве стандартных различные форматы бумаги. Формат бумаги - это стандартизованный размер бумажного листа³⁵. В настоящее время доминируют две системы: международный стандарт (A4 и сопутствующие) и североамериканская (Letter). Международный стандарт на бумажные форматы, ISO 216, основан на метрической системе мер, и основан на формате бумажного листа, имеющего площадь в 1м². Стандарт был принят всеми странами, за исключением Соединённых Штатов и Канады. Наиболее широко известный формат стандарта ISO — формат A4. 
Глава 2. Современные материальные носители документированной информации 
 2.1. Оптические (лазерные) носители информации 
Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х годов, всё более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при помощи лазерного луча³⁶. 

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом.

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 даёт 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 данных³⁷.

Оптический  документ - это интегральный вид документа, способный вобрать в себя достоинства и возможности книги, микро-, диа- и видеофильмов, аудиозаписи и т.д., причём всё это 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)³⁸. 

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом. 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. 
 
 2.2. Магнитные носители информации.

В настоящее время материальные носители магнитной записи классифицируют:  
1) по геометрической форме и размерам (форма ленты, диска, карты и т.д.);  
2) по внутреннему строению носителей (два или несколько слоёв различных материалов); 
3) по способу магнитной записи (носители для продольной и перпендикулярной записи);  
4) по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи)³⁹.  
 
К магнитным носителям информации относят магнитную ленту (МЛ), магнитную карту (МК), магнитный диск (МД) (жёсткий и гибкий). 
Из этой группы в настоящее время наиболее используемыми для работы с документированной информацией являются магнитные диски. Магнитный диск — носитель информации в виде диска с ферромагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жёсткие и гибкие (дискеты).  
 
Жёсткий магнитный диск (винчестер) — это круглая плоская пластинка, изготовленная из твёрдого материала (металла), покрытого ферромагнитным слоем⁴⁰. 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 ёмкости, надёжности 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 ферромагнитным слоем⁴¹. 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 всё  ещё используются дискеты ёмкостью 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 жёстких 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 электросвязи⁴². 
 
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. 
 
2.3. Перфорированные носители информации.

На перфорированном документе  информация записана путём 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 преобразования⁴³. 
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: 

1. по каналу восприятия — перфокарты и перфоленты относятся к визуальным документам;
2. по материальной основе — искусственные, бумажные, реже пластмассовые (перфокарты) и целлулоидные или лавсановые (перфоленты);
3. по предназначенности для восприятия различают машиночитаемые (перфокарты машинной сортировки) и человекочитаемые (перфокарты ручной сортировки);
4. по расположению матрицы различают перфокарты с краевой и внутренней перфорацией;
5. по способу кодирования — вырезные с перфорацией, вырезаемой в процессе кодирования, и пробивные с перфорацией, получаемой при кодировании;
6. по способу обработки — перфокарты ручной и машинной сортировки;
7. по целевому назначению перфорированные документы могут быть разделены на учётные, справочные, библиографические, информационные, диагностические, учебные.