Аннотация

В данной работе рассмотрено современные компьютерные средства накопления информации.

Большое внимание в этой работе уделено компьютерным технологиям. После краткого обзора истории назначения и состава средств накопления информации рассматривается работа с современными носителями накопления информации.

Заданиями данной работы является :

— рассмотреть историю и развитие современных средств накопления информации;

— охарактеризовать технологические возможности реализации высокой информационной плотности.

В частности, мы выяснили, что носитель информации — материальный объект для хранения информации. Носителями информации могут быть: а) материальный предмет (бумага, камень, дерево, глиняные таблички, классная доска, перфокарта, перфолента, намагничивании и светочувствительные пленки (ГМД, ЖМД), светоотражающие поверхности (CD диски), различные электронные схемы, и т.д.);

б) волны различной природы: акустические (звук), электромагнитные (свет, радиоволна), гравитационные (давление, тяжести), и тому подобное;

в) вещество в разных состояниях: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа, и тому подобное.

Итак, мы можем подытожить, что носители информации могут быть: рукописные и типографские; машинные, специальные (кино, видео, фотография и т.д.).

Введение

Информацией называют сведения о предметах, процессах и явлениях окружающего нас мира.

Информацию человек воспринимает с помощью органов чувств. Зрение, слух, обоняние, вкус и осязание позволяют нам, например, получить информацию о размере, форме, цвете, твердости, аромате и вкусе яблока.

Человек не только воспринимает информацию, но и сам является ее источником, призводя ее с помощью речи, жестов, письма, графики. Сам образ человека несет информацию, но которой его узнают, отличают от других людей.

Источниками информации для человека служат окружающие его предметы и явления. Много информации он получает по телевидению, радио, из печати, читая книги, просматривая фильмы, в разговорах с другими людьми.

Со второй половины XX века наблюдается «информационный взрыв». Развитие науки и техники, литературы и искусства привели к значительному увеличению количества информации. Одновременно существенно возросли темп жизни и цена времени. Человек не в силах одновременно слушать и смотреть сотни и тысячи теле- и радиопередач, читать сотни и тысячи издаваемых ежедневно книг, газет и журналов. Остро встала проблема сортировки и выбора информации, разработки средств ее передачи и переработки.

На помощь пришли новейшие средства телекоммуникаций, важными элементами которых являются компьютеры.

В соответствии с увеличившимся значением информации и средств телекоммуникаций, а также углубленным пониманием роли информации и информационных процессов не только в жизни человечества, но и во вселенском масштабе, меняется взгляд на научную картину мира.

Носитель информации — материальный объект для хранения информации. Носителями информации могут быть: а) материальный предмет (бумага, камень, дерево, глиняные таблички, классная доска, перфокарта, перфолента, намагничивании и светочувствительные пленки (ГМД, ЖМД), светоотражающие поверхности (CD диски), различные электронные схемы, и т.д.);

б) волны различной природы: акустические (звук), электромагнитные (свет, радиоволна), гравитационные (давление, тяжести), и тому подобное;

в) вещество в разных состояниях: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа, и тому подобное.

Итак, носители информации могут быть: рукописные и типографские; машинные, специальные (кино, видео, фотография и т.д.).

Формы и способы подачи информации:

Языковая форма. Языковая форма передачи информации может осуществляться различными способами — устно, письменно, на ощупь, жестами, звуком, искусственные языки ЭВМ и тому подобное. В технике используются два физических способы представления информации: 1) цифровой (с помощью дискретных сигналов, двоичных кодов) 2) аналоговый (с помощью непрерывных сигналов, например звуковой сигнал по телефону).

1. История и развитие современных средств накопления информации

Появление наскальных рисунков и надписей свидетельствует о стремлении человека еще в древние времена сохранить свои наблюдения, передать их потомкам. Позднее стали писать на глиняных пластинах, свитках папируса, а примерно два тысячелетия назад появился и поныне самый распространенный носитель информации – бумага. Но вот наступил век электроники и принес в повседневную жизнь еще одну новинку – ЭВМ – своеобразный кладезь премудрости человека. Бумага, верой и правдой служившая человеку долгое время, начинает постепенно сдавать некоторые области своей абсолютной монополии. Сейчас важнейшее место в развитии цивилизации отводится электронной вычислительной технике, в первую очередь получившим широкое распространение персональным компьютерам.

Информационные процессы — это процессы поиска, накопления, хранения, проработки, передачи и использования информации. Для поиска информации используют различные методы: наблюдение, общение, чтение литературы, просмотр телепрограмм, прослушивания радио, запросы к информационным компьютерных систем. Информационно-поисковые системы разделяют на документальные и фактографические. Примерами таких систем в сети Internet есть (Rambler, List, Yandex, Aport, Yahoo, Цель Украины и т.д.). Человечество с давних времен столкнулось с необходимостью сохранения информации. В современных условиях используют различные технические средства. Среди них компьютеры занимают особое место потому, что позволяют компактно хранить большие объемы данных, осуществлять к ним быстрый доступ. Устройство с помощью которого осуществляется обработка информации, называют процессором. Процессор вместе с запоминающими устройствами и устройствами ввода/вывода называют микрокомпьютерами, к которым относятся и ПК. Сегодня человечество обладает чрезвычайно огромными информационными ресурсами. Пользование этими ресурсами возможно лишь при условии владения современными информационными технологиями, под которыми понимают целенаправленную организованную совокупность информационных процессов с использованием средств компьютерной техники.

Широкомасштабное использование информационных ресурсов породило проблему надежности их хранения и защиты от несанкционированного доступа. Потеря информации может произойти в результате сбоев или нестабильности работы технических устройств, а также в результате сознательной или бессознательной деятельности человека. Большой вред наносят компьютерные вирусы. Для сохранения целостности информации и ее защиты создают системы защиты или принимают определенные административные меры (проводится резервная архивация, устанавливаются различные уровни доступа к информации различным категориям пользователей, устанавливаются пароли и т.д.).

Информационные процессы всегда предусматривают существования источника и потребителя информации.

Среди разнообразных информационных процессов есть три основных типа: сохранение, передача и обработка информации. Они всегда присутствуют в других, более сложных процессах.

Вся история развития человеческой деятельности неразрывно связана с развитием средств отбора, накопления, передачи информации и ее обработки.

Основные методы получения и использования информации:

1. эмпирические: наблюдение, сравнение, измерение, эксперимент;
2. теоретические: путь от абстрактного к конкретному, идеализация, формализация (математический формульный описание), аксиоматизация, виртуализация (получение знаний об объекте путем создания особой среды, ситуации, которые в реальных условиях, без этой среды невозможно реализовать и получить соответствующую информацию );
3. эмпирически-теоретические (смешанные, полуэмпирические).

Теперь используют еще мониторинг (систему наблюдений и анализа состояний системы), деловые игры и ситуации, экспертные оценки и имитационное моделирование.

Очень важным для жизни каждого человека и общества в целом является сохранение информации. Еще в глубокой древности веков люди столкнулись с необходимостью хранения информации. Для ее сохранения делались зарубки на деревьях, осуществлялся подсчет с помощью камешков, создавались наскальные надписи. С появлением письменности появилась возможность фиксации информации в виде документов, в частности, рукописи.

Это был первый информационный скачок в истории человечества. Суть его в том, что человек для запоминания информации (сохранение ее) начала, кроме своей головы, использовать различные вспомогательные средства.

Книгопечатания стало вторым информационным скачком в истории человечества.

Современные персональные компьютеры обладают быстродействием в сотни миллионов операций в секунду, оперативной памятью 64, 128, 256 Мбайт, жестким диском с объемом памяти 40, 60, 120 и более Гбайт; они имеют эффективные внешние устройства: высококачественные дисплеи, струйные и лазерные цветные принтеры, сканеры, модемы для обеспечения работы в сетях и другое оборудование.

Со временем, в перспективе быстродействие компьютеров будет все повышаться, а размеры их — уменьшаться. Возможно, однако, что повышение быстродействия компьютеров начнет сдерживаться теоретическими и техническими ограничениями, а уменьшение размеров — удобством использования этих компьютеров.

Компьютеры-книги, компьютеры-бумажники будут подключены к глобальной сети и позволят практически мгновенно получать любую нужную информацию, от точного места нахождения владельца компьютера на земном шаре до температуры его тела и величины артериального давления.

Глобальную сеть можно будет сравнивать с информационной магистралью, позволяющей решать множество задач, не выходя из дома. Много научных, финансовых, учебных учреждений не будут иметь своих зданий с помещениями для размещения сотрудников и студентов, которые будут работать и обучаться дома. Связь с ними будет осуществляться через глобальную сеть. Широкое внедрение микрокомпьютеров охватит все стороны жизни человека. В жизнь войдут управляемые голосом бытовые приборы и устройства, идентификация владельца по тембру голоса и отпечаткам пальцев при открывании дверей и проведении финансовых операций.

2. Технологические возможности средств для хранения информации

Растущие потоки сообщений, необходимость хранения их в больших объемах способствовали разработке и применению носителей сообщений обеспечивают возможность длительного их хранения в компактной форме.

Письма и газеты — один из древнейших примеров передачи информации через записи на длительно существующих носителях.

Сегодня для представления сообщений используют диски, электронные схемы.

Для хранения информации человек использует различные носители и хранилища информации.

Носитель информации — это физическая среда, на котором или внутри которого можно зафиксировать информацию. Информация, зафиксированная каким образом на носителях, называется данными. Хранилище информации — это определенным образом организованная на внешних носителях информация, которая предназначена для длительного хранения и постоянного использования. Основные характеристики хранилища информации: объем, надежность, время доступа (время поиска необходимых сообщений), наличие защиты информации.

В современных средств хранения и обработки информации относятся: электронные устройства в основе которых микропроцессор и память: компьютеры, мобильные телефоны, ауди и видео системы, и тому подобное. Современные средства передачи информации используют классическую схему Шеннона:

Источник информации => Приемник => Получатель.

Каналом связи может служить радио, телефонная оптико-волокнистая, спутниковая или иная линия связи. Например, компьютеры подключаются к телефонным линиям с помощью модемов. Модем — устройство, которое преобразует аналоговый сигнал в цифровой и наоборот. Информацию с помощью ЭВМ передают на расстояние, создавая компьютерные сети.

Современный компьютер позволяет накапливать необходимую информацию: записывать в память рефераты книг, статьи, доклады, отчеты, результаты исследований и выбирать по мере необходимости. Любой человек, умеющий пользоваться терминалом, который соединяет ее с компьютером, может получить на экране международную информацию, которую интересует, если это, конечно, предварительно программно обеспечено.

Кэш-память — это сверхоперативная память. Она занимает промежуточное положение между регистрами процессора и ОЗУ, которое в связи со сравнительно невысоким быстродействием может несколько сдерживать работу процессора. Поэтому уже в первых ПК ставилось несколько «быстрых» регистров для хранения промежуточных результатов и другой информации, которая могла потребоваться в ближайшее время. Со временем «быстрые» регистры развились в быстродействующую кэш-память объемом в 256, 512 и более Кбайт.

Следующий уровень памяти — это ОЗУ (RAM, Random Access Memory — память с произвольным доступом). Это основная, наиболее загруженная работой память компьютера. Часть ОЗУ при работе ПК отводится для хранения операционной системы — тех ее разделов, которые обеспечивают загрузку и тестирование ПК, а также выполнение других системных задач.

Объем ОЗУ современных ПК равен 32, 64, 128 и более Мбайт.

Постоянное запоминающее устройство — ПЗУ (ROM, Read Only Memory — память только для чтения) информация записывается при изготовлении, однократно. В ПЗУ записываются программы BIOS (Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода). Это программы работы компьютера после его включения, среди которых, в частности, находятся программы проверки аппаратуры тестированием и программы загрузки операционной системы. Расположены ОЗУ и ПЗУ на системной плате ПК.

Монитор имеет собственную память, используемую для того, чтобы хранить созданные изображения. Это видеопамять, размещаемая в адаптере монитора. Процессор записывает в нее изображение, которое затем и выводится на экран монитора. Объем видеопамяти — десятки Мбайт.

Внешней по отношению к материнской плате памятью является память на дисках. Это следующий уровень памяти, как по объему, так и по использованию. Дисковая память — память с произвольным доступом. Диски делятся на съемные (гибкие диски, или дискеты, и компакт-диски) и несъемные (жесткие диски, так называемые «винчестеры»). Гибкие съемные дискеты размером 3,5 дюйма (89 мм) удобны для документирования результатов работы, переноса документов и программ с компьютера на компьютер, выполнения архивных копий. Они представляют собой гибкие пластиковые покрытые тонким магнитным слоем диски, расположенные внутри защитных конвертов. Запись информации ведется с помощью головок па магнитную поверхность с обеих сторон диска. Информация записывается по концентрическим окружностям — дорожкам. Дорожки разделены на сектора.

Чем выше скорость вращения диска, тем больше скорость обмена информацией. Объем памяти наиболее распространенных трехдюймовых дискет составляет 1,44 Мбайт. На этих дискетах имеется переключатель, разрешающий или запрещающий запись информации.

Дисководы для 3,5-дюймовых дискет до сих пор можно приобрести в свободной продаже, однако в современные компьютеры их практически не устанавливают. Причина исчезновения очевидна – маленький объем хранимой на дискете информации (1,4 мегабайта) и низкая надежность. К хранению дискет применимы те же требования, что и к магнитным пленкам.

Успешно проводятся разработки по увеличению объема памяти гибких дисков. Уже поступили в продажу разработанные фирмой Сони новые диски емкостью в 200 Мбайт, что в 140 раз превышает емкость широко в настоящее время используемых дискет на 1,44 Мбайт. Более распространены разработанные другими фирмами дисководы на 120 и 100 Мбайт.

Важно отметить, что новые дисководы позволяют использовать также и старые дискеты.

Жесткие диски — это главная рабочая память большого объема и длительного хранения. Накопители на жестких лисках (винчестеры) служат для хранения информации, необходимой для обеспечения работы компьютера (операционной системы, программ обслуживания) и работы пользователя (пакетов прикладных программ, различных редакторов, трансляторов языков программирования, создаваемых пользователем документов). Винчестеры встроены в системный блок ПК. Объем памяти жестких дисков может составлять от нескольких сотен Мбайт до нескольких десятков Гбайт. Скорость обмена информацией жестких дисков на порядок выше, чем гибких.

Сочетанием достоинств гибких дисков (съемность) и жестких дисков (большой объем памяти) обладают компакт-диски. Наиболее распространены диски с алюминиевой поверхностью. Это CD-ROM (Read Only Memory — только читаемая память). Один такой диск обладает емкостью 450-ти трехдюймовых дискет. Этого достаточно, чтобы сохранять на нем до четверти миллиона страниц текста.

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.

Лазерные диски CD-R (Recordable — диск с записью) позволяют однократно записать информацию с последующим многократным ее считыванием.

Перезаписываемые CD-RW-диски (CD Rewritable) допускают тысячекратную перезапись. Компакт-диски находят большое распространение для тиражирования программных продуктов, учебных пособий, видеофильмов, игр.

Важность и ценность информации, хранящейся на винчестере компьютера, бывает чрезвычайно высока. Потеря ее из-за воздействия, например, вирусов может быть невосполнимой. Для резервного копирования информации находят применение стримеры. Это накопители на магнитных лентах. Они более дешевы, чем устройства для записи и чтения компакт-дисков, и обладают достаточно большой емкостью (десятки Гбайт). Однако стримеры уступают компакт-дискам по надежности и длительности сроков хранения.

Гарантия сохранности информации на компакт-дисках дается не менее чем на 30 лет. Магнитные ленты подвержены высыханию, короблению, воздействию магнитных полей.

По объему накапливаемой информации и скорости ее обработки возможности персональных компьютеров все же ограничены: на современном персональном компьютере можно хранить всего лишь десятки гигабайт информации. Во многих отраслях – банковское дело, системы резервирования и реализации авиа- и железнодорожных билетов, метеослужба и компьютерное производство видеофильмов – требуется обрабатывать сравнительно большие объемы информации с высокой скоростью, и, следовательно, нужны большие компьютеры и суперкомпьютеры.

В последнее время наряду с суперкомпьютерами разрабатываются сравнительно небольшие компьютеры с миниатюрными накопителями информации. Самый маленький в мире накопитель информации в виде жесткого диска памяти производит американская фирма IBM. По размерам он сравним с отечественной пятирублевой монетой, однако объем его памяти достаточно большой – сотни мегабайт. Этот миниатюрный диск очень удобен для карманных компьютеров и цифровых фотоаппаратов. На винчестер-малютку можно записать несколько сотен цветных фотографий, а затем распечатать на принтере или перевести в память большего компьютера.

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.

Заключение

В современных компьютерах арифметико-логическое устройство и устройство управления, как правило, объединены в центральный процессор.

ЭВМ первого поколения (40-е — начало 50-х годов) базировались на электронных лампах. С появлением дискретных полупроводниковых приборов связывают второе поколение ЭВМ (середина 50-х — 60-е годы). В 60-е годы создано третье поколение ЭВМ, основанное на интегральных микросхемах. Середина 60-х годов считается началом разработки ЭВМ четвертого поколения, элементарная база которых включает большие интегральные схемы.

ЭВМ 40-х и 50-х годов представляли собой крупногабаритные устройства, занимавшие огромные помещения и стоившие колоссальных денег. Персональные нынешние компьютеры выгодны для многих деловых применений. Персональный компьютер стал важным инструментом в условиях рыночной экономики. Особенности ПК: простота пользования, удобные и понятные программы, высокая надежность и т.п.

Применение ЭВМ: микропроцессорные системы для станков с программным управлением, промышленные роботы, автоматизированные рабочие места, системы автоматического проектирования, автоматизированная система управления.

Запоминающее устройство — носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Устройства хранения информации делятся на 2 вида:

• внешние (периферийные) устройства
• внутренние устройства

К внешним устройствам относятся магнитные диски, CD,DVD,BD, cтримеры, жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

К внутренним устройствам относятся оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.

Мультимедиа — это объединение нескольких каналов передачи информации от машины к человеку: звук, изображение, реже — движение реальных предметов. Подразумевается и обратная связь — действия человека должны напрямую и существенно влиять на ход событий в системе. Разработчики современных мультимедийных систем стремятся к возможно более точному моделированию реальности, созданию виртуального мира. В котором человек мог бы совершать то, что недоступно в реальности.

Мультимедийные системы только при разумном их использовании могут непременно способствовать развитию личности и общества, так как при злоупотреблении виртуальной реальностью,  человек теряет ощущение реальности жизни и начинает пренебрегать реальными информационными потоками сообществ людей. Также монотонные движения и ритмы игр усыпляют человека и позволяют легко воздействовать на него —  проявление отрицательного начала виртуального мира.

Список использованной литературы

1. Гейн А. Г., Сенокосов А. И. Информатика: Учебник для 7—9 классов общеобразовательной школы. М.: Просвещение, 1997.
2. Дженнингс P. Windows 95 в подлиннике: Пер. с англ. — СПб.: BHV- Петербург, 1995. — 480 с.
3. Есипов А. С. и др. Основы построения вычислительных комплексов
4. Есипов А. С. Информатика: Учебник по базовому курсу общеобразовательных учебных заведений. Изд. 3-є, перераб. и доп. — СПб.: Наука и Техника, 2003 г. — 400 с.
5. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Изд. 8-е. М.: Академический проект, 2004.
6. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Краткий курс. Изд. 4-е. М.: Высшая школа, 2004.
7. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Практикум. Изд. 3-е. М.: Высшая школа, 2004.
8. Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Справочник. М.: Высшая школа, 2004.
9. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. Изд. 3-е. М.: Академический Проект, 2004.
10. Карпенков С.Х. Современные преобразователи и накопители информации. – М.: Логос, 2004.
11. Карпенков С.Х. Тонкопленочные накопители информации.– М.: Радио и связь, 1993.
12. Касаткин В. Н. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. — М.: Просвещение, 1991. — 192 с.
13. Левин А. Самоучитель работы на компьютере. Начинаем с Windows. — М.: Издательский дом «КноРус», 2001. — 688 с.
14. средств автоматизации ПВО: Учебник. — М. Изд. МО СССР. 1984. — 592 с.