Флэш-носители информации

 

Носитель информации, использующий флэш-память (англ. Flash – «быстрый, мгновенный»), представляет микросхему с электронной энергонезависимой памятью, способную хранить записанную информацию в течение неограниченного времени и сохранять своё состояние до подачи на выводы электрического сигнала иной полярности. Это высококачественные универсальные перезаписываемые носители информации, ориентированны на изделия бытовой электроники и компьютерное оборудование нового поколения.

Выпускается флеш-память следующих типов: CompactFlash, SmartMedia, MemoryStick, FloppyDisks, MultiMediaCards и др.

Карты MultiMedia, например, имеют вес менее двух грамм, размер почтовой марки при объёме памяти от 8 до 64 Mб. Такие карты могут заменить не только дискеты, но магнитооптические, небольшие жёсткие диски и перезаписываемые компакт-диски. Современные флеш-карты обладают ёмкостью, кратной два в степени: 26 = 64, 27 = 128, 256 = 28 Мбайт и так далее. Предполагается, что максимальная ёмкость таких карт достигнет единиц Гбайт. Подобные сменные карты используются в цифровых диктофонах, портативных плеерах, видеокамерах, автомагнитолах, карманных компьютерах (КПК), сотовых телефонах и мультимедиа проекторах.

 

Носители информации различают по физической структуре (магнитные, полупроводниковые, диэлектрические и др.), типу материала (бумажные, пластмассовые, металлические, комбинированные), форме представления данных (печатные, рукописные, магнитные, перфорационные), принципу считывания данных (механические, оптические, магнитные, электрические), конструктивному исполнению (ленточные, дисковые, карточные). Носители информации можно классифицировать и по виду хранящихся на них сообщений, а материалы носителей информации характеризуются по назначению их использования.

По назначению использования материалы носителей данных можно отнести к материалам, применяемым для записи, представления и сохранения текстовых, цифровых, графических данных, статических и динамических изображений, звука (магнитные и немагнитные) или их комбинации, например, мультимедиа данных. Обе классификации тесно взаимосвязаны между собой, более того – невозможно однозначно классифицировать материалы носителей. Виды различных сообщений представлены в таблице 5-1.

 

Таблица 5-1

Виды различных сообщений

 

 

В качестве статических носителей изображений используются: картины, офорты, рисунки и т.п. на холсте, картоне, бумаге, плёнке и т.п.; видеокассеты с магнитными лентами для видеомагнитофонов и видеоплейеров; магнитные виниловые дискеты; съёмные и несъёмные жёсткие и магнито-оптические диски; компактные пластмассовые или стеклянные лазерные диски (CD, DVD), используемые в компьютерах; слайды и диапозитивы, фотографические материалы, голографические пластины, пластины с памятью для цифровых фотоаппаратов типа флеш-памяти и др.

Для работы аудиовидеотехнических средств в качественосителей звука и (или) динамических изображений используются: плёнки и пластмассовые граммофонные пластинки, магнитные аудио- и аудиовизуальные ленты, киноплёнки, виниловые дискеты, накопители на жёстких магнитных, магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с памятью для цифровых кинокамер и фотоаппаратов, голографические пластины и др.).

Носителями мультимедиа данных считаются магнитные аудио- и аудиовизуальные ленты, дискеты, накопители на жёстких магнитных, магнитооптических дисках, компакт-диски, пластины с памятью.

К носителям информации предъявляются разные требования по их эксплуатации и хранению (климатические, санитарно-гигиенические, противопожарные, технические, технологические и др.).

Рассмотрим основные материалы носителей информации и их формы.

 

Носители изображений:

1. Бумага. Историки утверждают, что бумага была изобретена в Китае около 2000 лет назад. Однако, гораздо раньше (примерно начиная с VIII века нашей эры), древние египтяне изготавливали свитки из папирусов, откуда и произошло слово, обозначающее бумажный носитель «папир». Затем основой бумажных носителей были рисовая солома, бамбук, тряпьё,древесина и другие материалы.

Синтетическая (полиэтиленовая) бумага промышленно стала использоваться за рубежом с апреля 1967 года. Волокна материала, получившего название «Тайвек» (Tyvek) имеют толщину (диаметр) 0,5–1 мкм. Это гладкий и непрозрачный материал, вобравший в себя лучшие свойства плёнки, бумаги и ткани. Он имеет небольшой удельный вес, высокую прочность, стойкость к проколам, раздиру и истиранию, паропроницаемость, водоотталкивающие свойства, стойкость к гниению и биологическую инертность. Специалисты утверждают, что данный материал может заменить традиционную бумагу, особенно при изготовлении конвертов и выполнении любой печати.

Материал невосприимчив к воздействию большинства химикатов, пригоден для нанесения лаков, ламинированию, термосварке и склеиванию. Он сохраняет прочность и гибкость до температуры 73°С. Считается, что наиболее он пригоден для уличной рекламы, обложек учебных пособий, географических карт, путеводителей и т.п., так как не перетирается на сгибах и не портится от воды. Однако для печати на таком материале приходится использовать специальные краски.

Аналогичный материал «Полилит» (Polylith) ввезён в Россию в 1998 году. Он изготавливается из полипропиленовой смолы, прошедшей минеральное упрочнение с помощью смеси нейтрального кальция и двуокиси титана для придания белизны и матовости. Он самый дешёвый из синтетических материалов, обладает устойчивостью к воздействию воды, тепла, масла и химических реактивов. Ещё одним подобным материалом является «Робускин» (Robuskin), важной отличительной особенностью которого является возможность печатать на нём обычными красками практически не переналаживая печатное оборудование, используемое для обычной бумаги. Существуют, конечно, и другие синтетические материалы, в том числе с самоклеящейся основой.

Бумажную основу используют в книгах, рукописях, картах, схемах и других подобных документах. С начала появления рукописей, книг и до середины XIX века они создавались преимущественно на бумаге из хлопковых и льняных волокон. Это «долговечная» бумага. С конца XIX и в XX веках в качестве бумажного носителя использовалась, главным образом, сульфитная целлюлоза и древесная масса. Современные книги в основном в качестве носителя используют целлюлозные материалы.

 

2. Холст, картон, оргалит и другие художественные материалы, на которых пишутся картины, печатаются гравюры и офорты обычно являются специально обработанными материалами деревообрабатывающих (картон, оргалит) и ткацких (холст) производств. Кроме того, для этих целей используют в качестве материала отходы древесины (первые) и лён или т.п. (вторые). При этом холст перед нанесением на него красок покрывается специальным составом (грунтуется).

 

3. Фотографические материалы (негатив, позитив) используются для таких носителей, как фотопластина, фотоплёнка, киноплёнка или диафильм, диапозитив или слайд, микрофильм или микрофиша. Для этих носителей в основном применяются плёнки на целлюлозной, полиэфирной основе.

 

4. Грампластинка обычно изготавливается методом прессования из пластической массы (винил). Представляет круглый диск, на поверхности которого нанесены концентрические (по спирали) бороздки, идущие от внешней стороны диска к его центру. Различаются диски по диаметру, скорости записи, количеству звуковых каналов и содержанию.

По размеру эти диски делятся на три вида:

1.    «Гигант» – диаметром 30 см (время звучания одной стороны 25–30 мин.).

2.    «Гранд» – диаметром 25 см (время звучания одной стороны 12–15 мин.).

3.    «Миньон» – диаметром 17,5 см (время звучания одной стороны 6–8 мин.).

 

По скорости вращения диска грампластинки бывают 4-х видов: 16, 33, 45, 78 об/мин.

По виду записи пластинки делятся на: монофонические, стереофонические и долгоиграющие. В долгоиграющих пластинках более узкие канавки и расстояние между ними (шаг) меньше, чем у обычных, что позволяет увеличивать продолжительность звучания. Стереофонические пластинки содержат двухканальную запись (левый и правый канал вдоль левой и правой стенок канавки).

 

5. Голограмма – пластина, с  кристаллами ниобата лития или фотополимерная плёнка. Голографическая память, в отличие от технологии компакт-дисков, представляет весь объём запоминающей среды носителя, при этом элементы данных накапливаются и считываются параллельно. Она позволяет разместить 1 Тб (триллион байт) в кристалле размером с кубик сахара, то есть информацию объёмом более 1000 компакт-дисков. Современные голографические устройства хранения получили название HDSS (holographicdatastoragesystem).

 

6. Магнитные ленты в аудио- и видеокассетах, стримерах, магнитные дискив дискетах для ПКвыполняются из синтетических материалов с магнитным слоем (как правило, окись железа) на лавсановой или виниловой основе. Диски в НЖМД изготавливают из легкого металла (алюминий) или стекла и покрывают с двух сторон магнитным слоем.

 

7. Магнитооптические диски (МО-диски) помещают в пластмассовый корпус. Запись лазером с температурой примерно в 200оС на магнитный слой происходит одновременно с изменением магнитного поля. Это свойство обеспечивает высокую надёжность хранения записанной информации.

 

8. В оптических (лазерных) дисках – компакт-диски для аудиовидеозаписей и другой машиночитаемой информации. В качестве материала носителя в CD используют поликарбонат, полихлорвинил или специальное стекло с отражающим (напылённым) слоем алюминия. Используют оптический способом записи. Их можно классифицировать как среду, носитель различных текстовых, цифровых, звуко- и видеозаписей, мультимедиа и т.п.

 

Различают: AudioCD CD-ROM, CD-R, CD-RW и др.

CD-ROM. Технология тиражирования CD-ROM похожа на производство грампластинок – печать (штамповка) с матриц. В процессе записи лазер воздействует на фоторезист, оставляя на нём чёрточки-отметины. Фоторезистивный слой проявляют и металлизируют. Затем методом гальванопластики с оригинала делают второй – полностью металлический, а с него штамповкой создают промежуточные копии. С них создаётся множество матриц, с которых тиражируют изготовленную продукцию на компакт-диски.

CD-R используется для однократной лазерной записи или однократной записи с добавлением нескольких записей на этот же диск в виде сессий (дозаписи).

CD-RW позволяют многократно (сотни и тысячу раз) стирать и записывать на них информацию.

Компакт-диски отличаются высокой плотностью записи (порядка 300 тыс. страниц текста в формате А4), возможностью быстрого поиска хранящейся на них информации (несколько миллисекунд), долговечностью носителя (десятки лет).

Этот носитель имеет до четырёх регистрирующих слоёв и ёмкость от единиц (4,7) до десятков (17) Гб. При этом длительность записи возрастает до 8 часов. Повышение информационной ёмкости диска достигается за счёт использования лазера с более короткой длиной волны излучения (0,635–0,66 вместо 0,78 мкм), а также технологии сжатия видеоданных в стандартах MPEG, что позволило повысить плотность записи данных на эти диски и скорость считывания с них информации. Так, например, скорость передачи цифровых видеоданных равна 1,3 Мб/с, что обеспечивает высокое качество видео (лучше, чем VHS), причём на мониторе лучше, чем на телевизионном приёмнике.

Существует много разновидностей компакт-дисков, отличающихся использованием различных материалов носителей информации, способов записи и др. Среди новых устройств следует отметить «Blu-rayDisc».

Технология Blu-rayDisc разработана в конце 2001 года. С февраля 2002 года её спецификация поддерживается рядом известных зарубежных компаний. Диски диаметром 12 мм имеют ёмкость 23,3; 25 и 27 Гбайт, толщину прозрачного защитного слоя 0,1 мм, а ширину дорожки – 0,32 мм, что позволило не только обеспечить бóльшую ёмкость, но и повысить скорость чтения/записи. Базовая скорость устройств для работы с этими дисками (1х) составляет 36 Мбит/с (5,5 Мбайт/с). Напомним, что у DVD этот параметр составляет 1,3 Мб/с, а у CD – 150 Кбайт/с соответственно. По мнению разработчиков, эти диски хорошо подходят для записи телевизионных и видеопрограмм, транслируемых в цифровом формате.

 

9.Flash-память – твёрдотельная встроенная и сменная тонкая пластина памяти из полупроводниковых материалов. Содержит чип флэш-памяти с выведенными наружу контактами. Эти карты получают электропитание из устройств, к которым они подключаются. Объём сохраняемой информации – от 16 Мб до 4 Гб.

Информация на разные носители записывается и хранится различными методами. Формы хранения и носители информации представлены в табл. 5-2.

Таблица 5-2

Формы хранения и носители информации

 

Форма информации	Носитель информации	Метод записи информации
Механическая	пластинка	аналоговый
Оптическая	бумага	знаково-символьный
	кино-фотоплёнка	аналоговый
	лазерный аудио диск CD-A	аналоговый
	лазерный диск CD-ROM, DVD	цифровой
Магнитная	аудиовидео плёнка	аналоговый
	гибкие диски	цифровой
	жёсткие диски	цифровой

 

Возможности применения различных носителей и их материалов для записи и использования даже одного вида данных весьма разнообразны. Так, текст может быть записан практически на любой носитель информации, представлен как статическое или динамическое изображение на следующих материалах носителей информации (Рис. 5-2).

 

 

Рис. 5-2. Материалы носителей текстовой информации

 

Звук, записанный на различные носители информации, является важной компонентой различных фондов и коллекций. Такие носители могут предоставляться пользователям и использоваться в служебных целях; храниться непродолжительно или долговременно и т.д.

Аудиозаписи и грампластинки, имеющиеся в одном экземпляре, не рекомендуется выдавать пользователям на дом. Информационным службам, обслуживающим пользователей, лучше приобретать звукозаписи как минимум в двух экземплярах, чтобы хранить один из них в резервном фонде. Если в них имеются грампластинки в одном единственном экземпляре, то их целесообразно переписать, например, на магнитную ленту, дискету или диск для пополнения основного фонда звукозаписей, предоставляемого пользователям, а первый экземпляр хранить в резервном фонде.

Звук записывается и сохраняется на носителях информации, представленных на Рис. 5-3.

 

 

Рис. 5-3. Носители звуковой информации

 

При наличии в обслуживающих пользователей информационных службах высококачественных магнитофонов или музыкальных центров приобретенный один экземпляр звукозаписи на магнитной ленте хранят в резервном фонде, а с него собственными силами делают копии, которые выдаются пользователям.

Статическая видеоинформация, получаемая в процессе фотографирования и обработки фотоматериалов (проявление и печать). До середины 30-х годов ХХ века многие фотографические материалы производились на целлюлозно-нитратной основе (кинопленка на нитратной основе производилась до 1951 года). В конце 1940-х годов появилась бессеребряная порошковая фотография – ксерография. В 1950-е годы появился способ создания недолговечных копий – термография.

Разновидностью фотографии является микрография. Фотографическая запись позволяет хранить документы в виде микрофильмов и микрофишей, т.е. микроформ – микроносителей. Микроносители – полученные фотографическим способом уменьшенные в десятки и сотни раз копии с различных оригиналов (рукописей, чертежей, рисунков, печатных текстов и т. п.).

Микроформы служат защитной копией подлинника. Основа микрографической пленки – plastic bases. Она является важнейшим фактором, определяющим долговечность и сохранность плёнки. В страховых (архивных) фондах хранят эталонные негативы первого поколения (мастер-негативы), которые используются при микрофильмировании рукописей, архивных материалов и редких изданий.

В микрографии также используют везикулярные, фототермопластичные и электрофотографические плёнки. Они применяются, главным образом, для рабочих микроформ. Микроносители применяется в информационных центрах, архивах, библиотеках, научно-исследовательских, проектно-конструкторских и других учреждениях.

Относительно дешёвым и широко распространенным видом носителя аудиовидеоданных являются магнитные ленты и диски. Они удобны в эксплуатации. Разработаны надёжные способы физической защиты магнитных носителей от повреждений, возникновения ошибок при считывании и самопроизвольного исчезновения данных. Так, рекомендуется каждые шесть месяцев проводить тщательную намотку, очистку и перемотку магнитных лент в обе стороны, а копирование – каждые 12 месяцев. Государственное агентство Великобритании по ЭВМ считает, что при нормальных условиях магнитные ленты могут храниться до трёх лет, но рекомендует осуществлять проверку образцов через каждые 18 месяцев.

Современным способом записи представляемых пользователям аудиовизуальных данных является их «оцифровка» с последующей записью на компакт-диски. Работы по созданию способа цифровой записи и воспроизведения звука интенсивно велись с начала 70-х годов ХХ века. В конце 1982 года в продаже появились первые компакт-диски.

Срок службы компакт-дисков значительно сокращают чрезмерно высокая температура, влажность или прямой солнечный свет. Поэтому рекомендуется хранить диски в прохладном, тёмном и сухом месте.

 

 

К оглавлению

Назад к разделу "Оптические носители"

Вперед к разделу "Хранение носителей информации"