Сравнительный анализ способов и устройств хранения информации.

Содержание:

Введение

Современную эпоху зачастую характеризуют как век информации и информационных технологий. Однако мало информацию получить, нужно ее еще и сохранить с целью передачи ее другим людям, организациям, потомкам. Одним из первых способов сохранения информации были наскальные рисунки, надписи на камнях, берестяные грамоты, затем появились книги. От наскальных рисунков и книг человечество шагнула далеко вперед, выбрав для себя в качестве основного источника хранения и сохранения информации для потомков, так называемые электронные носители. Все больше и больше в мире организаций занимающихся сохранением информации создают и переносят свои информационные базы на электронные носители.

Глава 1. Этапы развития носителей информации

Современное человечество живет и развивается в период глобальных перемен и информационных открытий. Научный прогресс, несомненно, играет свою не последнюю роль в этих масштабных переменах, но первой и значимой все же является нарастание мощи, многократное увеличение вычислительных способностей процессора, которое само по себе является наиболее технологичным. Скорость, с которой происходят технические изменения в развитии мира, увеличивается с каждым днем.

Технический прогресс всегда быстрее отображался именно в сфере информационных технологий. Способы сбора, хранения, систематизации, распространения информации играют важнейшую роль в истории человечества. Прорывы в разных областях и сферах деятельности, так или иначе, отзывались на ИТ.

В конце прошлого века произошел настоящий прорыв в этой сфере. До середины XIX века, основными способами для записи информации являлись письмо и живопись.

Прошлый век стал переломным, как для способов регистрации, так и хранения аналоговых данных, это стало следствием появления революционных материалов и методов записи информации, которым предстояло изменить ИТ-мир. Одной из главных новинок стала технология записи звука. Изобретение фонографа Томасом Эдисоном породило существование сначала цилиндров, с нанесенными на них бороздами, а в скором и пластинок — первых прообразов оптических дисков.

Последним и, пожалуй, наиболее эффективным носителем данных, наносимых и читаемых аналоговыми методами, стала магнитная лента. Лента фактически единственный носитель, который успешно пережил аналоговую эру. Сама технология записи информации способом намагничивания, была запатентована еще в конце ХIХ века датским физиком Вольдемаром Поультсеном, но, к сожалению, тогда она широкого распространения не приобрела. Одним из наиболее широко используемых форматов стала лента, состоящая из гибкой основы, на которую наносилась одна из окисей метала (железо, хром, кобальт). Качество звучания зависело от многих параметров, как самой ленты, так и считывающей ее аппаратуры, но в общем при правильном сочетании этих самых параметров на магнитную ленту удавалось делать высококачественные студийные записи. Более высокое качество звучания добивались использованием большего объема ленты для записи единицы времени звука. Не долгой, но очень яркой была жизнь видео кассет, в которых использовался все тот же принцип регистрации аналогового сигнала на магнитную ленту. Ко времени промышленного использования этой технологии плотность записи на магнитную ленту кардинально возросла.

Появление и повсеместное внедрение цифры (бинарного кодирования) целиком и полностью обязано ХХ веку. Хотя сама философия кодирования двоичным кодом 1 / 0, Да / Нет, так или иначе витала среди человечества в разные времена и на разных континентах, окончательно материализовалась она именно в 1937 году. Студент Массачусетского Технологического Университета – Клод Шаннон, базируясь на работах великого британского (ирландского) математика Георга Буле, применил принципы Буленовской алгебры к электрическим цепям, что фактически и стало отправной точкой для кибернетики в том виде, в котором мы знаем ее сейчас.

За 80 лет, как аппаратная, так и программная составная цифровых технологий претерпели огромное количество серьезных изменений, как и носители информации. Начиная от сверх неэффективных – бумажных носителей цифровых данных, мы пришли к сверх эффективным – твердо тельным хранилищам. Так вторая половина прошлого века прошла под знаменем экспериментов и поиска новых форм носителей, что можно назвать всеобщим бардаком формата.

Перфокарты стали, первой ступенькой на пути взаимодействия ЭВМ и человека. Они использовались довольно долго, порою даже сейчас этот носитель можно встретить в специфических НИИ на территории СНГ. Одним из самых распространенных форматом перфокарт, был формат IBM введен еще в 1928 году. Этот формат стал базовым и для советской промышленности. Габариты такой перфокарты по ГОСТу составляли 18.74 х 8.25 см. Вмещалось на перфокарту не более 80 байт, на 1 см2 приходилось всего 0.52 байта. В таком исчислении, для примера, 1 Гигабайт данных был бы равен примерно 861.52 Гектарам перфокарт, а вес одного такого Гигабайта составлял чуть менее 22 тонн.

Магнитные ленты. В 1951 году были выпущены первые образцы носителей данных базирующихся на технологии импульсного намагничивания ленты специально для регистрации на нее «цифры». Такая технология позволяла вносить на один сантиметр полудюймовой металлической ленты до 50 символов. В дальнейшем технология серьезно усовершенствовалась, позволяя во много крат увеличивать количество единичных значений на единицу площади, а также как можно более удешевлять материал самого носителя.

Грамм запись. Наиболее удивительный метод хранения цифровых данных, но лишь на первый взгляд. Суть задумки (запись действующей программы на тонкий слой винила) состояла в том, чтоб максимально удешевить носитель информации.

Современные виды носителей.

Включают в себя:

- Винчестеры.

Первый винчестер был представлен компанией IBM в 1956 году, модель IBM 350 шла в комплекте с первым массовым компьютером компании. Технология записи данных была, производной от грамзаписи и магнитных лент. Диски, располагаемые внутри корпуса, хранили на себе множество магнитных импульсов, которые вносились на них и считывались специальной подвижной головкой регистратора. В каждый момент времени регистраторы перемещались по площади каждого из дисков, получая доступ к необходимой ячейке, что несла в себе магнитный вектор определенной направленности. На данный момент вышеупомянутая технология также жива и более того активно развивается. Менее года назад компания Western Digital выпустила первый в мире «винчестер» объемом в 10 Тбайт. В середине корпуса разместилось 7 пластин, а вместо воздуха в середину его был закачан гелий.

- Оптические диски.

Обязаны своим появлением партнерству двух корпораций Sony и Philips. Оптический диск был презентован в 1982 году, как цифровая альтернатива аналоговым аудио носителям. Технология процесса нанесения и считывания информации весьма проста. На зеркальной поверхности диска выжигаются углубления, которые при считывании информации оптическим лазером, регистрируются как 1 / 0.

- Твердотельные накопители, флэш память, SD карты.

Разработанный еще в 1950-х годах принцип записи данных на основе регистрации электрического заряда в изолированной области полупроводниковой структуры. Звездный час для твердотельных накопителей настал с конца 80-х, когда размеры полупроводников начали достигать приемлемых размеров. Японская Toshiba в 1989 году презентовала абсолютно новый тип памяти «Flash», от слова «Вспышка». Небывалая ранее скорость доступа к данным, довольно ограниченное количество циклов перезаписи и необходимость присутствия внутреннего источника питания для некоторых из такого рода носителей.

О современных видах носителей более подробно в следующей главе.

Глава 2. Современные устройства хранения информации

2.1 Внутренняя память

Оперативная память (ОП) предназначена для временного хранения выполняемых программ и данных, обрабатываемых этими программами. Это энергозависимая память. Физически реализуется в модулях ОЗУ (оперативных запоминающих устройствах) различного типа. При выключении электропитания вся информация в оперативной памяти исчезает.

Объём хранящейся информации в ОЗУ составляет от 32 до 8 Гбайт. Добавление информации в память и её извлечение, производится по индивидуальным адресам. Каждый байт ОП имеет свой порядковый номер (индивидуальный адрес). Адрес – число, которое идентифицирует ячейки памяти (регистры). ОП состоит из большого количества ячеек, в каждой из которых хранится определенный объем информации. ОП непосредственно связана с процессором. Возможности ПК во многом зависят от объёма ОП, т.к. больший объем ОП позволяет хранить больше рабочих данных.

По способу хранения информации оперативная память делится на статическую (SRAM – Static RAM) и динамическую (DRAM – Dynamic RAM).

В качестве основной оперативной памяти компьютера используют микросхемы динамической памяти. В качестве вспомогательной памяти (кэш-памяти), предназначенной для оптимизации работы процессора используют микросхемы статической памяти.

ОП в компьютере размещается на стандартных панельках, называемых модулями. Модули ОП вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате.

Кеш память - очень быстрая память малого объема служит для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств различной скорости.

Специальная - постоянная, Flash, видеопамять и тд.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) – энергонезависимая память для хранения программ управления работой и тестирования устройств ПК. Наиважнейшая микросхема ПЗУ – модуль BIOS (Basic Input Output System – базовая система ввода - вывода), в котором хранятся программы автоматического тестирования устройств после включения компьютера и загрузки ОС в оперативную память. Это неразрушимая память, которая не изменяется при выключении питания. В момент включения компьютера в его оперативной памяти нет ничего – ни данных, ни программ, поскольку оперативная память не может ничего хранить без подзарядки ячеек более сотых долей секунды, но процессору нужны команды, в том числе и в первый момент после включения.

Поэтому сразу после включения на адресной шине процессора выставляется стартовый адрес. Это происходит аппаратно, без участия программ (всегда одинаково). Процессор обращается по выставленному адресу за своей первой командой и далее начинает работать по программам.

Этот начальный адрес не может указывать на оперативную память, в которой пока ничего нет. Он указывает на иной тип памяти – постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Микросхема ПЗУ способна долгое время хранить информацию, даже когда компьютер находится в выключенном состоянии. Программы, находящиеся в ПЗУ, называют «зашитыми» – их записывают туда на этапе изготовления микросхемы.

Комплект программ, находящихся в ПЗУ, образует базовую систему ввода-вывода (BIOS – Basic Input Output System). Основное назначение программ этого пакета состоит в том, чтобы проверить состав и работоспособность компьютера и обеспечить правильную работу с клавиатурой, монитором, жестким диском и дисководом гибких дисков. Программы, входящие в BIOS, позволяют нам наблюдать на экране диагностические сообщения, сопровождающие запуск компьютера, а также вмешиваться по ходу запуска с помощью клавиатуры.

В микросхеме CMOS хранятся данные о гибких и жестких дисках, о процессоре, о некоторых других устройствах материнской платы. Четкое отслеживание компьютером времени и календаря (даже и в выключенном состоянии), связано с тем, что показания системных часов постоянно хранятся и изменяются в CMOS.

Таким образом, программы, записанные в BIOS, считывают данные о составе оборудования компьютера из микросхемы CMOS, после чего они могут выполнить обращение к жесткому диску, а в случае необходимости и к гибкому, и передать управление тем программам, которые там записаны.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого

Видеопамять – запоминающее устройство, расположенное на плате управления дисплеем и предназначенное для хранения текстовой и графической информации, отображаемой на экране. Содержимое этой памяти сразу доступно двум устройствам – процессору и дисплею, что позволяет изменять изображение на экране одновременно с обновлением видеоданных в памяти.

2.2 Внешняя память

Внешняя память - это память, которая предназначается для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ - энергонезависимая.

Дисковод (накопитель) - устройство записи - считывания информации. Данные накопители имеют собственное имя – буква латинского алфавита, за которой следует двоеточие. Для подключения к компьютеру одного или несколько дисководов и управления их работой нужен специальный Дисковый контроллер

Носитель информации (носитель записи) – материальный объект, способный хранить информацию. Информация записывается на носитель посредством изменения физических, химических и механических свойств запоминающей среды.

По типу доступа к информации внешнюю память делят на два класса:

Устройства прямого (произвольного) доступа – время обращения к информации не зависит от места её расположения на носителе;

Устройство последовательного доступа – такая зависимость существует

В состав внешней памяти входят: 1) накопители на гибких магнитных дисках (НГМД); 2) накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД); 3) накопители на оптических дисках (СD-ROM); 4) накопители на магнитной ленте; 5) сменные носители информации (флэш-карты).

НГМД - накопители на гибких магнитных дисках

Данные накопители предназначены для сохранения небольших объемов информации. Их следует оберегать от сильных магнитных полей и нагревания. Это носители произвольного (прямого) доступа к информации. Они используются для переноса данных с одного компьютера на другой.

Перед работой с информацией носитель должна быть произведена магнитная разметка диска на дорожки и секторы (форматирование). Объём дискет 3,5` сравнительно небольшой - 1,44 Мбайт.

Рабочая поверхность дискет изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный корпус, поэтому их называют гибкими. Поверхность диска, на котором происходит запись покрыта магнитным слоем (1 - намагниченный участок, 0 - не намагниченный). Информация записывается с двух сторон диска на дорожки в виде концентрических окружностей. Дорожки разбиваются на секторы. Современные дискетки имеют программную разметку. На каждом секторе выделяется участок для его идентификации, а на остальное место записываются данные. Дисковод снабжен двумя двигателями. Один обеспечивает вращение внутри защитного корпуса. Второй перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска. В защитном корпусе имеется специальное окно защиты записи. С помощью бегунка это окно открывают и дискета становится доступна только на чтение, а на запись доступа не будет. Это предохраняет информацию на диске от изменения и удаления.

НЖМД - накопители на жестких магнитных дисках

Накопитель на жестких магнитных дисках (от англ. НDD – Hard Disk Drive), или винчестер – это запоминающее устройство большой емкости, в котором носителями информации являются круглые металлические диски (пластины), обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Винчестер используется для длительного или постоянного хранения информации и данных.

Жесткие диски, по принципу работы, подобны дискетам. В них информация также записывается на магнитный слой диска. Диски, в отличие от дискет, сделан из твердого материала, чаще всего алюминия (отсюда и название Hard Disk). В корпусе объединены такие элементы винчестера, как управляющий двигатель, диски (носитель информации), головки чтения - записи, позиционер и микросхемы, обеспечивающие обработку данных, коррекцию возможных ошибок, управление механической частью, а также микросхемы кэш-памяти.

Если, например дискета состоит из одного диска, то винчестер состоит из нескольких одинаковых дисков, расположенных друг под другом.

НЖМД располагается в почти полностью герметизированном корпусе. В отличие от НГМД, НЖМД изолирован от внешней среды, это предотвращает попадание пыли и других частиц, которые могут повредить магнитный носитель или головки чтения - записи, которые располагаются над поверхностью быстро вращающегося диска на расстоянии нескольких десятимиллионных долей сантиметра.

Магнитные диски являются элементами устройств чтения - записи информации дисководов. Сам магнитный диск – это пластиковый (для гибких дисков) и алюминиевый либо керамический (для жестких дисков) круг с магниточувствительным покрытием. Во время работы диск раскручивается. Головки чтения-записи могут синхронно перемещаться в горизонтальном и вертикальном направлении, что позволяет им приблизиться к любой точке поверхности диска. Каждая точка поверхности рассматривается как отдельный бит внешней памяти.

Разбивка непрерывного пространства поверхности диска на указанные элементы называется дискретизация и выполняется при его форматировании. При этом также формируются маркер начала и конца дорожки, места расположения секторов, в сектора записывается служебная информация.

К основным характеристиками винчестеров относят:

• информационный объем;
• число пластин (дисков);
• количество головок;
• скорость вращения дисков – скорость, с которой пластины диска вращаются относительно магнитных головок в оборотах в минуту. У современных моделей этот показатель обычно составляет 7200 об./мин;

Время доступа – 7–9 мс;

Скорость чтения и записи информации 50 - 75 Мбайт/с и более;

Размер кэш-памяти в среднем 8 – 32 Мбайт.

НDD - накопитель управляется процессором через контроллер жесткого диска.

Реальная производительность жестких дисков всегда определяется интерфейсом. В современных компьютерах применяются интерфейсы параллельного (IDE и SCSI) и последовательного (SATA и USB) типов, используемые в основном при подключении внешних дисков. Винчестеры, подключаемые при помощи интерфейсов SCSI и SATA, имеют более высокие характеристики, чем IDE.

Винчестер, или один физический жесткий диск, может быть разделен на несколько логических дисков - разделов. Каждый из них обозначается буквой латинского алфавита, начиная с С: и может иметь свою метку, название. Кроме того, каждый логический диск может иметь разные файловые системы, например диск C: файловую систему NTFS, а диск D: – FAT 32.

НЖМД следует оберегать от ударов при установке и резких перемещений в пространстве при работе. Это носители с произвольным доступом к информации. Благодаря хорошей защищенности от пыли, влаги и других внешних воздействий достигают высокой плотности записи, в отличии от дискет.

Solid-state Drive (SSD-диск)

Solid-state Drive (SSD-диск) - твердотельный накопитель, компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Являются прямой заменой НDD, используются как в персональных компьютерах и ноутбуках, так и в серверах и вычислительных центрах. В SSD накопителе нет механических и движущихся частей, что делает его более надежным, по сравнению с механическим НDD. Основные части данного вида накопителей - это чип флеш-памяти, контролер, интерфейс подключения диска, корпус.

Основные преимущества SSD накопителей:

- скорость работы. По сравнению с обычными жесткими дисками, SSD работают на гораздо большей скорости. Например, накопитель, подключенный по интерфейсу SATAIII работает на скорости 500 МБ/с и более. Операционная система на таких накопителях загружается за считанные секунды. Еще одним преимуществом данных накопителей является бесшумная работа. При работе SSD накопитель не издает никаких звуков, в отличии от НЖМД и других устройств.

- высокая устойчивость к механичным повреждениям. Так нет никаких механических деталей, никакие внешние воздействия вроде ударов или тряски не влияют на работу диска. Микросхемы памяти вместе с контролером помещают в прочный корпус, который защищает от внешних повреждений.

- низкое энергопотребление. По сравнению с НDD, SSD использует намного меньше электроэнергии, т.к. в его составе только электронные компактные компоненты. Это очень выгодно для использования в ноутбуках.

Минусы SSD накопителей:

- небольшое время работы на отказ. Количество циклов перезаписи зависит от технологии производства, которая не постоянно совершенствуется. При износе ячеек памяти они блокируются, при этом сам диск остается рабочим, но теряет рабочий объем. Но, при правильном использовании, срок службы твердотельного накопителя составит несколько лет. Ограничение на перезапись на сегодняшний день составляет в среднем 10000 раз.

- невозможность восстановления информации при отказе диска или после удаления информации. Если при большом скачке напряжения в обычном жёстком диске чаще всего выходит из строя только контроллер, то в SSD-дисках этот контроллер находится на самой плате, вместе с микросхемами памяти и отказывает весь накопитель целиком, что ведет к полной потере записанной информации. SSD диск можно использовать в персональном компьютере, но только в качестве основного, где установлена система, а не в качестве хранилища данных.

- проблема совместимости с операционными системами. Некоторые ОС не учитывают специфику твёрдотелых накопителей, что при работе приводит к очень быстрому износу носителя.

- стоимость SSD – накопителей. На сегодняшний день она в среднем превышает стоимость сравнимых по размерам НDD в 2 - 10 раз. Данный фактор существенно тормозить увеличение доли данных накопителей.

Оптические (лазерные) СD и DVD диски

- Предназначены для хранения любого вида информации

- Информацию на СD записывается с помощью лазерного луча

- Следует оберегать от царапин и загрязнения поверхности

- Это носители прямого доступа к информации

- Объем СD составляет 700 Мбайт; DVD от 4,7 до 15 Гбайт

- Более долговечны и надежны, чем магнитные диски

СD – Compact Disk. Изготовляют из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали. Информация записывается отдельными секторами мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как «1», впадины поглощают луч и, воспринимаются как «0». Это бесконтактный способ считывания информации. Срок хранения 50-100лет

DVD – Digital Video Disk. Имеет те же размеры, что и СD. Может быть односторонним или двухсторонним, а на каждой стороне может быть 1 или 2 рабочих слоя.

СD и DVD бывают трех разновидностей:

СD-ROM, DVD-ROM — диски только для чтения, записанные на заводе; так же обозначаются приводы, предназначенные только для чтения дисков;

СD-R, DVD-R — чистые диски, позволяющие однократную запись;

СD-RW, DVD-RW — диски, позволяющие многократную запись, стирание и перезапись информации.

Кроме обычных DVD, которые являются односторонними и однослойными, существуют или двухсторонние или двухслойные диски с удвоенным объемом. Самый вместительный DVD-диск – это одновременно двухсторонний и двухслойный, его объем увеличивается в четыре раза и составляет более 15 Гбайт. Двухсторонние или двухслойные диски должны поддерживаться устройством чтения и записи дисков.

В современных СD/DVD - дисководах используется SATA - интерфейс, поэтому их подключение и конфигурирование аналогично жестким дискам.

Накопители на магнитных лентах (НМЛ) – стримеры.

Устройства последовательного доступа к информации, используемые для резервного копирования и хранения больших объемов информации, а именно – так называемых «холодных» архивов, доступ к которым требуется очень редко.

Стримеры – это накопители на магнитной ленте. Их отличает сравнительно низкая цена и большой объем хранимых данных. Емкость магнитных кассет - картриджей для стримеров составляет до 2000 Гбайт. Стримеры широко используют в системах разведки, безопасности, связи, навигации и в десятке других областей, где надо непрерывно записывать огромные массивы данных при безусловном обеспечении надежности хранения.

Сменные накопители информации

Флэш-память.

Название этот тип памяти получил от одного из разработчиков технологии – компании. Слово – «вспышка» – относилось к типу записи информации и, вероятно, носило еще и рекламный характер.

Преимущества флэш-памяти заключаются в независимости от наличия или отсутствия электрического питания, в долговременности хранения информации (производители гарантируют сохранность данных в течение 10 лет, но на практике должно быть больше) и в высокой механической надежности (в накопителях на базе флэш-памяти нет никаких механических устройств, как следствие - нечему ломаться).

Недостатки – в высокой сложности устройства, в невысоком быстродействии и в относительно высокой стоимости микросхем.

Данный вид накопителей быстро модернизируется по двум главным параметрам: уменьшение размеров и увеличение быстродействия. Уже сейчас скорость работы карт сравнима с накопителями на оптических дисках, но от современных винчестеров пока отстает.

Огромное количество техники – фото – и видеокамеры, карманные персональные компьютеры, мр3-плееры, диктофоны и сотовые телефоны – использует в качестве носителей информации флэш-карты. Эволюция, как форматов карт, так и их характеристик стремительно изменяется: увеличиваются объемы, растет скорость, падает цена.

Compact Flash карты выпущены в 1994 году компанией «Sandisk» и обеспечивают наивысшую скорость и наибольшую емкость (вплоть до 32 Гб).

Карты этого типа превосходно подходят для применения в самых разнообразных устройствах, включая цифровую фототехнику, где они занимают ведущие позиции.

Стандарт Compact Flash является открытым, что и способствует его значительному распространению.

Smart Media Card – один из первых форматов карт, которому, по всем прогнозам, пора бы уже и на покой: при его создании не обеспечили достаточный запас для развития увеличения скорости. Стандарт разработан в 1997 году специально для использования в цифровых аудиоплеерах и фотоаппаратах.

Основная доля продвижения стандарта на рынке принадлежит компаниям «Olympus» и «Toshiba».

Данные карты предельно просты и не содержат встроенного контроллера. По длине и ширине карты соответствуют Compact Flash, однако они гораздо тоньше – это самые тонкие флэш-карты из всех известных на сегодня. Низкие скорость работы и максимальный объем карт привели к их постепенному вытеснению другими, более современными типами.

XD Picture Card, представленные в 2002 году японскими компаниями «Toshiba», «Olympus» и «Fuji Photo Film». XD на сегодняшний день поддерживает объем до 2 Гбайт, но планируется довести его до 32 Гб. Карты в размерах значительно меньше Smart Media и весят около 2-х граммов.

MultiMedia Card – MMC. Разработаны в 1997 году компаниями «Sandisk» и «Siemens». Карты данного типа отличаются малыми габаритами и весом, менее 2 грамм. Они проектировались специально для использования в мобильных телефонах.

Reduced Size MultiMedia - RS-MMC. Карты, идентичные MMC по структуре, но меньшие по размеру и весу. Компактность актуальна для портативных устройств, но низкая скорость работы вместе с необходимостью использования адаптера для подключения к любым имеющимся устройствам не позволяют отнести карты этого стандарта к перспективным.

Secure Digital – SD. Выпущены на смену MMC, которые исчерпали возможность дальнейшего развития. Авторы – компании «Matsushita», «Sandisk» и «Toshiba», дата создания – 1999 год. По габаритам SD-карта соответствует MMC, хоть и стала чуть толще. В SD особое внимание уделено вопросам защиты и безопасности, что отражено в названии. В карты встроены криптографические функции, позволяющие защитить информацию от несанкционированного копирования, а также механическая защита от случайного стирания. На сегодняшний день карты формата SD – наиболее серьезный конкурент CF, их основное преимущество – размер.

Количество устройств, поддерживающих этот стандарт, увеличивается с каждым днем. Помимо обычных областей применения флэш-карт, SD перешел и на неординарные устройства: детские игрушки, электронные книги, кухонные комбайны, холодильники, микроволновые печи и многое другое.

Memory Stick – MS. Разработан в 1999 году компанией «Sony». По обыкновению компании он только для использования в технике фирмы производителя. По скорости карта примерно соответствует ММС, по уровню защищенности данных – SD, но по физическим размерам и весу она заметно больше обоих. Затем появился вариант MS Duo, с меньшими габаритами и весом.

Глава 3. Сравнительный анализ способов хранения информации

На сегодняшний день существует множество различных видов носителей информации. У каждого есть свои достоинства и недостатки, которые обусловлены технологическим исполнением, типом записи, скоростью записи-чтения, и другими параметрами. Область применения тех или иных носителей зависит от требований к системам обработки и хранения информации, условий эксплуатации, требований надежности, безопасности хранения, срока хранения, экономической целесообразности использования и других условий.

Рассмотрим наиболее распространенные на сегодняшний день виды носителей. Несмотря на общий принцип записи информации с использованием цифрового двоичного кода, все рассмотренные выше типы носителей имеют различные конструктивные решения, напрямую влияющие на область их применения.

Для анализа различных видов носителей информации сведем их основные параметры в таблицу:

Вид носителя	Дискета 3,5``	Стример	СD-DVD	Flash-Card	НDD винчестер	SSD
1	2	3	4	5	6	7
Объем	1,44 Мбайт	До 2000 Гбайт	От 0,7 до 15 Гбайт	До 128 Гбайт	До 2000 Гбайт	До 512 Гбайт
Скорость чтения	Очень низкая	Очень низкая	Низкая	Средняя	Высокая	Очень высокая
Скорость записи	Очень низкая	Очень низкая	Низкая	Средняя	Высокая	Очень высокая
Устойчивость к механическим повреждениям	Очень низкая	Очень низкая	Средняя	Средняя	Низкая	Очень высокая

Продолжение таблицы

1	2	3	4	5	6	7
Безопасность и контроль над использованием информации	Высокая	Высокая	Высокая	Высокая	Средняя	Средняя
Надежность и срок хранения	Низкая	Очень высокая	Очень высокая	Средняя	Высокая	Средняя
Время, затрачиваемое на поиск	Очень низкое	Очень низкое	Низкое	Высокое	Высокое	Очень высокое
Стоимость хранения	Очень низкая	Низкая	Низкая	Высокая	Средняя	Очень высокая

Как видно из таблицы, ни один из носителей не обладает совокупностью лучших параметров.

Устаревший формат дискет все еще используется, благодаря простоте и низкой цене. Позволяет хранить очень маленькие объемы, но обладают высоким уровнем защиты доступа.

Стример, несмотря на «возраст» технологии, и последовательный режим записи все еще не потерял актуальности, благодаря объему хранения и самое главное – сроку хранения, который достигает 70 лет. Стримеры в основном используются для архивирования и резервного копирования больших объемов данных на компактных носителях, где не требуется высокая скорость записи и время поиска данных, но важна надежность хранения.

Альтернативой стримерам можно рассматривать СD-DVD диски. Скорость записи – чтения и поиска гораздо выше, но при сопоставимых сроках хранения, они проигрывают стримерам в объеме носителей. Используются в основном для хранения аудио и видео данных.

Flash – карты различных типов нашли свое основное применение в мобильных устройствах (ноутбуки, смартфоны, фото и видеокамеры, в том числе регистраторы, музыкальные плееры и др.). Основное их преимущество, это очень малые размеры при небольшой цене, но при этом более низкая надежность хранения. Постепенно вытеснили СD-DVD диски в области мобильного применения и аудио-видео носителей.

Наибольшее же распространение в современных ПК, серверах, дата-центрах и других центрах обработки и хранения данных, получили жесткие диски НDD. Они обладают оптимальной на сегодняшний день совокупностью характеристик производительности – надежности – цены. На общем принципе работы построены разные подвиды HDD, для оптимального использования в той или иной системе, в зависимости от требуемой производительности или стоимости.

Перспективной заменой НDD выглядит SSD – накопитель, но обладая гораздо более высокой скоростью работы, он не отвечает требованиям надежности долговременного хранения и максима. Невозможность восстановления потерянных данных исключает их использование в системах резервного хранения. Сейчас они в основном используются как носитель операционной системы, заметно ускоряя ее работу. Также это и самый дорогой из наиболее распространенных носителей.

Исходя из полученных данных по разным видам накопителей, можно сделать один главный вывод – характеристики накопителя напрямую влияют на сферу их применения, исходя из которых и выбирается необходимый тип носителя данных.

Заключение

В данной работе проведен сравнительный анализ способов и устройств хранения информации, представлены и рассмотрены основные типы информационных носителей, которые используются в настоящее время для хранения информации и данных.

Основной вывод работы – лучший способ хранения информации определяется требованиями эксплуатации и экономической целесообразностью.

Отметим, что независимо от выбора способа хранения данных, для повышения надежности хранения данных применяются и другие дополнительные методы, а именно: бесперебойное электроснабжение, необходимый климатического режим серверных шкафов и другие. Помимо всего прочего, применяются комплексные программно-аппаратные решения по организации хранения данных.

Библиография

1. М.А.Беляев, Л.А.Малинина, В.В.Лысенко / Основы информатики: Учебник для вузов: Феникс; Ростов н/Д; 2006В.В. – с.247
2. Лидовский / Теория информации – М.: Компания спутник +, 2004г. – с.111
3. Эволюция носителей данных URL: https://habrahabr.ru/company/ua-hosting/blog/252187/
4. Устройства хранения информации. Лекция 12 URL: http://sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek12/lek_12.htm
5. Игнатов А.Н., Фадеева Н.Е., Савиных В.Л. / Классическая электроника и наноэлектроника: Учебное пособие (ГРИФ) – М.: Флинт, 2009г. – с.728