Файл: Сравнительный анализ способов и устройств хранения данных.pdf

Введение

Человечество очень давно научилось хранить информацию. Письменность стала существенным развитием — изображение символов на камне, папирусе, бумаге. В настоящее время особое значение получило хранение информации в виде двоичных символов. Для реализации этих методов используются разнообразные запоминающие устройства. С развитием компьютерной техники объёмы информации в электронном виде стали стремительно возрастать.

Персональные компьютеры используют оперативную, постоянную и внешнюю память. От компьютерной памяти требуется сохранять один бит информации, с последующей возможностью извлечения. В связи с техническим прогрессом изучение, а также разработка современных носителей информации носит актуальный характер.

Запоминающие устройства являются главным звеном в системах хранения информации. Кроме них в системах используются средства поиска информации и средства отображения информации.

Целью работы является сравнительный анализ способов и устройств хранения информации, были выделены следующие задачи:

- рассмотреть способы хранения информации;

- дать характеристику устройств хранения информации.

Объект исследования – хранение информации.

Предмет исследования - сравнительный анализ способов и устройств хранения информации.

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Глава 1. Способы хранения информации

1.1 Понятие информация

Когда говорят о том, что компьютеры предназначены для работы с информацией, имеют в виду, что информация содержится в данных. Компьютеры работают только с данными, а информация образуется в момент взаимодействия данных с информационными методами.

Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. В геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия. Содержание основных, базовых понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или выявлено путем их сопоставления с содержанием других понятий.

В случае с понятием «информация» проблема его определения еще более сложная, так как оно является общенаучным понятием. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетике, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация в обществе. Человек – существо социальное, для общения с другими людьми он должен обмениваться с ними информацией. В обыденной жизни информация – это сведения, сообщение, осведомленность о положении дел.

Информация в информатике – это знания человека (декларативные – «Я знаю, что…» и процедурные – «Я знаю, как…»), которые он получает из окружающего мира и реализует с помощью вычислительной техники.

Кроме этого информация обладает еще следующими свойствами:

1) Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо). Важнейшими среди них являются: - дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков) и непрерывность (возможность накапливать информацию).

2) Динамические свойства связаны с изменением информации во времени:

- копирование – размножение информации;

- перенос на другой носитель;

- передача от источника к потребителю;

- перевод с одного языка на другой;

- старение (физическое – носителя, моральное – ценностное).

3) Практические свойства - информационный объем и плотность.

Носители информации – среда или физическое тело для передачи, хранения и воспроизведения информации. (Это электрические, световые, тепловые, звуковые, радио сигналы, магнитные и лазерные диски, печатные издания, фотографии и тд.).

1.2 Хранение информации

Жесткий диск, или винчестер, — основное средство хранения информации в компьютере и имеет тип постоянной памяти. Современные жесткие диски отличаются высокими показателями емкости (сотни и даже тысячи гигабайт), скорости и надежности, а также не очень высокой стоимостью. На них обычно хранится операционная система, прикладные программы и обрабатываемые данные. Кроме того, здесь можно хранить большое количество изображений, музыки, видео и другой объемной информации.

В современных компьютерах можно встретить жесткие диски с тремя различными интерфейсами подключения:

IDE, или ATA - подключаются к контроллеру с помощью 40- или 80-жильного шлейфа.

Serial ATA, или SATA - этот интерфейс имеет более высокую скорость, чем ATA и использует 7-контактный разъём;

SCSI - обычно применяющийся в серверных системах.

CD и DVD — наиболее популярное средство распространения прикладных программ, игр, фильмов, музыки и другой цифровой информации, поэтому практически каждый компьютер оснащается приводом для их чтения и записи.

CD и DVD бывают трех типов:

CD-ROM, DVD-ROM - диски только для чтения;

CD-R, DVD-R - чистые диски, позволяющие однократную запись;

CD-RW, DVD-RW - диски, позволяющие многократную запись и стирание информации.

В современных CD/DVD-приводах используется IDE- или SATA-интерфейс, поэтому их подключение и конфигурирование аналогично жестким дискам.

1.3 Процесс хранения информации

Хранение информации – это ее запись во вспомогательные запоминающие устройства на различных носителях для последующего использования.

Хранение является одной из основных операций, осуществляемых над информацией, и главным способом обеспечения ее доступности в течение определенного промежутка времени.

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

В результате реализации такого алгоритма, документ, независимо от формы представления, поступивший в информационную систему, подвергается обработке и после этого отправляется в хранилище (базу данных), где он помещается на соответствующую «полку» в зависимости от принятой системы хранения. Результаты обработки передаются в каталог.

Этап хранения информации может быть представлен на следующих уровнях:

• внешнем;

• концептуальном, (логическом);

• внутреннем;

• физическом.

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

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

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

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

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

Маркер – метка на носителе информации, обозначающая начало или конец данных либо их части (блока).

В современных носителях информации используются маркеры:

• адреса (адресный маркер) – код или физическая метка на дорожке диска, указывающие на начало адреса сектора;

• группы – маркер, указывающий начало или конец группы данных;

• дорожки (начала оборота) – отверстие на нижнем диске пакета магнитных дисков, указывающие физическое начало каждой дорожки пакета.

• защиты – прямоугольный вырез на носителе (картонном пакете, конверте, магнитном диске), разрешающий выполнение любых операций над данными: запись, чтение, обновление, удаление и др.;

• конца файла – метка, используемая для указания окончания считывания последней записи файла; [1; 46]

• ленты (ленточный маркер) – управляющая запись или физическая метка на магнитной ленте, обозначающая признак начала или конца блока данных или файла;

• сегмента – специальная метка, записываемая на магнитной ленте для отделения одного сегмента набора данных от другого сегмента.

Хранение информации в ЭВМ связано как с процессом ее арифметической обработки, так и с принципами организации информационных массивов, поиска, обновления, представления информации и др.

Важным этапом автоматизированного этапа хранения является организация информационных массивов.

Массив – упорядоченное множество данных.

Информационный массив – система хранения информации, включающая представление данных и связей между ними, т.е. принципы их организации.

Хранение информации осуществляется на специальных носителях. Исторически наиболее распространенным носителем информации была бумага, которая, однако, непригодна в обычных (не специальных) условиях для длительного хранения информации. Для ЭВТ по материалу изготовления различают следующие машинные носители: бумажные, металлические, пластмассовые, комбинированные и др.

По принципу воздействия и возможности изменения структуры выделяют магнитные, полупроводниковые, диэлектрические, перфорационные, оптические и др.

По методу считывания различают контактные, магнитные, электрические, оптические. Особое значение при построении информационного обеспечения имеют характеристики доступа к информации, записанной на носителе. Выделяют носители прямого и последовательного доступа. Пригодность носителя для хранения информации оценивается следующими параметрами: временем доступа, емкостью памяти и плотностью записи.

Таким образом хранение информации представляет процесс передачи информации во времени, связанный с обеспечением неизменности состояния материального носителя.

Глава 2. Устройства хранения информации

2.1 Типы устройств

В любом компьютере обязательно есть устройства, которые хранят информацию. Устройства хранения информации в компьютере разделяются на оперативную память и долговременную в которой хранятся файлы.

В оперативной памяти компьютера любая информация хранится только до выключения компьютера. Если вам нужно сохранить документ и вернуться к работе над ним завтра, его нужно записать на долговременное устройство хранения, обычно – на диск. Вот самые распространенные типы дисков и устройств хранения.

1. Дискеты: 3,5-дюймовые дискеты емкостью 1,44 Мбайт когда-то были «вездесущим» средством хранения информации, но сейчас они безнадежно устарели. Можете считать, что дисковод для них в вашем компьютере необязателен. Вот так она выглядела.

2. Карты памяти SD/xD/MS: даже сейчас, после ухода дискет со сцены, во многих корпусах компьютеров есть отсек, предназначенный для установки дисководов. Почему бы не установить в этот отсек считыватель для карт памяти? С помощью этого считывателя вы можете считывать данные с карт памяти для фотоаппаратов (и записывать тоже). Устройства для работы с картами памяти (карт-ридеры -дословно «читатель карт») стоят очень недорого, и обычные карт-ридеры позволят работать со множеством разных карт – SD, xD, CF, Memory Stick и т.д.

3. Жесткие диски, или винчестеры: купите самый емкий жесткий диск, какой сможете себе позволить. Цифровые фотографии всегда занимают больше места, чем вы рассчитывали, а музыкальная коллекция вашего сына наверняка занимает больше, чем весь архив ЦРУ. Хотя в целом считается, что более дорогие жесткие диски надежнее дешевых, индивидуальные результаты бывают разными, и трудно утверждать что-то наверняка.

Быстродействие, т.е. скорость, с которой жесткий диск записывает и считывает данные, менее важно, чем емкость. Быстродействие станет более важным, если вы будете регулярно работать с большими объемами данных, например, с видеозаписями. Однако стоит подумать о том, чтобы за несколько дополнительных долларов купить винчестер с новым интерфейсом SATA этот интерфейс быстро приходит на смену устаревшему и более медленному IDE (также известному как ATA или PATA). Кроме того, кабели SATA уже и гибче, чем широкие и неудобные кабели IDE.