Предложен принципиально новый способ хранения, записи и считывания информации. Вместо пластикового CD-диска используется кварцевый диск. Информация наносится лазером не на поверхность, а в обьем диска слоями, а также записывается так называемыми нанорешетками, благодаря чему в одной точке записывается не один, а несколько (до пяти) бит данных. Принципиально новый метод записи информации обеспечивает ее сохранность на миллионы и даже миллиарды лет.
Описание:
Учеными предложен принципиально новый способ хранения, записи и считывания информации. Вместо пластикового CD-диска используется кварцевый диск.
Принципиально новый метод записи информации обеспечивает ее сохранность на миллионы и даже миллиарды лет.
Способ записи на кварце отличается от записи на CD-диске тем, что информация наносится лазером не на поверхность, а в обьем диска слоями, а также записывается так называемыми нанорешетками, благодаря чему в одной точке записывается не один, а несколько (до пяти) бит данных.
Данный тип памяти называется многоуровневой объёмной памятью. В результате объем записанных данных получается в несколько раз больше. На таком диске возможно хранить информацию порядка терабайта информации (1 Тбайт = 1024 Гбайта). Для примера, на подобном диске можно будет записать около 500 фильмов или более 200 000 архивных документов. Так, архив Госфильмофонда России насчитывает 70 тысяч наименований кинолент, а значит они все поместятся на 140 компакт-дисках вместо огромных архивных хранилищ с пленкой .
Кроме того кварцевый диск отличается высокой степенью устойчивости к высоким давлениям (до 4000 Н) и температурам (до 900 0 С) - способен пережить пожар без потери информации. Не страшно ему также и электромагнитное излучение.
Современные носители информации живут максимум 10-20 лет, после чего информацию необходимо переписывать на другой носитель. Информацию с кварцевых дисков уже не понадобится переписывать.
Импортные аналоги ограничены по срокам (до 1000 лет), стоимости и неустойчивы к пожарам и высоким давлениям .
Принцип метода записи:
Под действием фемтосекундного лазерного излучения в оксидных стеках кварцевого стекла формируются высокостабильные структуры – нанорешетки, обладающие эффектом двулучепреломления света. Каждая нанорешетка является питом информации – точкой, несущей данные. Такие точки модифицируют падающее на них излучение считывателя в нескольких измерениях, что позволяет кодировать несколько бит данных в одной точке (5D-формат).
Преимущества:
– вечное хранение информации,
– устойчивость к высоким температурам,
– устойчивость к высоким давления,
– возможность хранить большой объем информации (терабайты информации),
– устойчивость к электромагнитному излучению.
Применение:
Долговременное архивное хранение данных для:
– государственных архивов,
– государственных библиотечных фондов,
– медицинских учреждений,
– организаций ОПК.
Сколько счастливых моментов дарит нам жизнь: свадьба, выписка из роддома, юбилеи, последний звонок, и просто каждый день рождения вашего ребенка! Счастливые семьи, как сказал классик, все похожи. В их доме непременно есть один атрибут: фото- и видео-архив. Любящие сердца дорожат первым шагом малыша, первым уроком, годовщиной свадьбы родителей.
Научные достижения позволили хранить колоссальный объем информации на различных носителях. Вот оно – решение! И мы скачиваем на них все фотографии и видеофильмы. Всё свое прошлое, все воспоминания. Не рискуем ли мы? Предусмотрительный человек не станет хранить деньги в одном месте, не положит их на один счет в банке, а разместит в нескольких. Как же мы можем доверить наши воспоминания одному устройству? Деньги – дело наживное, а счастливые моменты прошлого – не повторятся.
Самое сложное, с чем мы сталкиваемся, сохраняя наши семейные воспоминания на видео – это хранение нашего видео архива. На чём хранить свои видеозаписи? И как это хранение сделать безопасным и долговечным?
На сегодняшний день существуют разные носители, позволяющие хранить большие объёмы информации. Но есть также и те, которые давно устарели, однако по-прежнему в некоторых семьях загромождают пространство.
Рассмотрим максимально все варианты, которые могут быть вам даже знакомы.
1. Бетакам
Что это: коробочка, похожая на VHS кассету, осуществляющая запись видео на магнитную ленту.
Какие бывают: компактные «S» (156×96×25 мм) и студийные «L» (245×145×25 мм).
Использование: только в профессиональных студиях и на телевидении.
Цена: от 1100 руб за одну кассету.
Минусы: для просмотра необходимо специальное оборудование, которое стоит от 3 млн рублей.
Плюсы: эти носители обладают высокой надёжностью и хранятся десятилетиями.
Для нас: для домашнего использования не годятся. Если вы обнаружили в своих архивах такие кассеты, значит вы или кто-то из старших членов семьи были связаны с телевидением. Возможно, в вашей семье телевизионная звезда или политический деятель?)
Как сохранить: посмотреть такие кассеты вы не сможете, но и выкидывать не торопитесь. Сейчас существует множество компаний, которые предлагают оцифровку видео с любых носителей. Стоимость оцифровки с “бетакама” начинается от 600 рублей за час видео.
Что это: всем известная коробочка, совершившая прорыв в СССР, предоставив возможность простому обывателю смотреть фильмы дома. Достаточно было купить видеомагнитофон, чтобы смотреть фильмы и домашние видеозаписи не выходя из дома.
Какие бывают: различаются по времени возможной записи до 3 – 6 часов.
Использование: домашнее использование, прокаты видео фильмов, продажа фильмов для домашнего просмотра.
Цена: около 200 рублей.
Минусы: плёнка имеет свойство разрушаться.
Плюсы: в 90 – х гг. доступно было практически любому, простота в записи и использовании. Возможность посмотреть запись сразу после съёмки, если имелся видеомагнитофон.
Для нас: конечно, уже не нужны. Но во многих семьях еще остались такие кассеты.
3. Кино и фото плёнка
Что это: перфорированная лента из прозрачного и гибкого материала, на которую фотографировали и снимали видео пользователи советского времени, а профессионалы снимали кино. Впрочем и сейчас это возможно, но крайне дорого.
Какие бывают: выпускается шириной 8, 16, 35, 65 и 75 мм. Бывает цветной и черно-белой, негативной, обращаемой и позитивной.
Использование: в кино, на телевидении и для обычных пользователей. Мы с вами помним наши плёночные фотоаппараты, которые носили в фото-центры для проявки.
Цена:
цены на плёночный новый фотоаппарат начинаются от 50 000 рублей, а плёнку на 36 кадров можно приобрести примерно за 600 рублей
Минусы: любительскую плёнку нужно носить в специальные центры проявлять и ждать результат несколько дней. Или же, заниматься проявкой плёнки самостоятельно, что очень интересно и для некоторых является хобби. Профессиональную плёнку можно посмотреть лишь на специальном оборудовании.
Плюсы: об этом говорить сложно. С плёнки всё когда-то только начиналось…что теперь становится модой и воспоминаниями. Для ценителей плёночного кино и плёночной фотографии это ценность.
Для нас: уже не нужно, если вы не ценитель плёночной фотографии. Сегодня можно купить такой фотоаппарат и самостоятельно проявлять фотографии. Качество картинки отличается.
Что это: цифровой носитель информации, выполненный в форме диска. В конце 90 – х гг. пришли на смену VHS кассетам.
Какие бывают: DVD диски разделяются по объёму:
- 4,5 Гб – стандартный, самый распространённый DVD диск, записать на него можно видео объёмом не более 4,5 Гб
- 8,5 Гб – записать на него можно видео объёмом не более 8,5 гб
- 25 Гб – Blu-ray диск, на который можно записать 5 000 – 10 000 песен или 35 фильмов среднего качества, а также тяжёлые файлы в очень хорошем качестве.
Использование: очень распространено на сегодняшний день использование в домашних условиях не смотря на то, что диски стали вытеснять флэш-носители.
Цена: очень разная и зависит от тиража. Скажем, DVD диск 4,5 Гб может стоить 55 рублей, а если вы покупаете комплект из 10 дисков, то 450 рублей за все 10. Если тираж будет большим, то цена за штуку может стать 6 рублей.
Минусы: как писала в своей прошлой , каждое оборудование (DVD проигрыватель или дисковод) может не воспринимать те или иные видео кодеки или форматы, в которых был записан DVD диск. Именно поэтому в самый неподходящий момент DVD диск может не показать ваш фильм. Еще один минус – диски имеют свойство царапаться и чем больше будет царапин, тем меньше шансов, что видео будет показано без дефектов.
Для нас: оптимальное решение для подарка. Кроме того, в некоторых кафе и ресторанах до сих пор можно посмотреть подаренный фильм только через DVD диск. Получается, этот носитель видео записей все еще популярен.
5. Флешки или USB-накопители
Что это: запоминающее устройство, используется для хранения видео, фото, документов и подключается к любому устройству с интерфейсом USB и не только.
Какие бывают:
- Разного объёма. Прежде, чем приобрести флешку, нужно определить, для чего она. Текстовые файлы занимают немного места, в то время как фото и видео значительно больше. Для записи видео файлов порой и 8 Гб памяти будет недостаточно. Поскольку я работаю с видео, то предпочитаю использовать флешки большого объёма памяти: 16, 32 , 64 Гб, а чаще всего жёсткие диски на 1- 2 Тб.
- Скорость чтения. Многие не обращают особого внимания на этот параметр, но он достаточно важен и представляет важную функцию. Никогда не замечали, что на одном компьютере файлы с флешки копируются быстрее, чем на другом? Именно это и есть – скорость чтения. Интерфейс подключения флешки может быть двух видов: USB 2.0 и USB 3.0. Флешка USB 2.0 работает со скоростью не выше 60 Мб/с, а USB 3.0 640 Мб/с и считается высокоскоростным накопителем.
- Разной формы. Флешки могут быть разной формы: круглые, квадратные, порой даже в виде замысловатых фигур. Главное, форма флешки не должна мешать при работе с компьютером. Бывает, используя округлую флешку нет возможности в ближайший вход USB вставить еще одну флешку с дополнительной информацией. Лучше для работы использовать стандартную простую форму.
- Материал корпуса. Обратите внимание, из чего сделана флешка. Это может быть прорезиненная поверхность, что делает флешку удароустойчивой, пластмассовая – менее прочная, и наконец, металлическая – она считается самой прочной.
Как видите, разнообразие большое, достаточно лишь определить, для каких целей вам нужна флешка. Переносить временные файлы можно на флешке, созданной из пластмассы – она легка. Для архивации важных документов лучше использовать металлическую. Для поездки и путешествий, особенно в экстремальных условиях, будет полезна прорезиненная флешка. А вот для красивого хранения семейных видео можно выбрать что-то неординарное: из дерева или в форме любимого символа.
Вы удивитесь, но и это еще не все!
Бывают флэшки XD – это очень старый тип, и как правило не превышает 2 Гб памяти.
Флешка MMC – такие карточки вы встречали в мобильных телефонах и смартфонах.
Флешка SD – самые распространённые типы флешек и используются для всех современных камер. Работать с таким носителем очень удобно, достаточно достать из вашего фотоаппарата карту, вставить в компьютер и вы наслаждаетесь сделанными видео или фото. Если у компьютера нет подобного разъёма, достаточно приобрести “картридер” – устройство, подключающийся к компьютеру путём USB – некий переходник для вашего компьютера.
Флешка micro SD – простым языком та же SD, только меньше. При этом вовсе не уступает в характеристиках SD.
Использование: флешки используются повсеместно, в том числе профессионалами, от дизайнеров до офисных менеджеров, а также дома.
Цена: разброс большой. Флешку на 1 Гб можно купить за 300 рублей, а оптом дешевле. А вот за 64 Гб придётся выложить более 1000 рублей.
Минусы: как и любая техника, могут ломаться. От этого, к сожалению, никто не застрахован. С этим нужно смириться и быть начеку.
Плюсы: без сомнений, это самый удобный и ёмкий способ хранения и передачи ваших фото, видео и документов.
Как сохранить: старайтесь не использовать флешку на MAC, если она использовалась в Windows и наоборот. Всегда извлекайте флешку из компьютера только после правильного отключения. Не бросайте флешку и не вынимайте резко из камеры и компьютера. Не позволяйте этим носителям переполняться, оставляйте всегда немного свободного места.
Не храните все в единственном экземпляре, дублируйте на другие носители! Даже если она просто лежит, все равно может подвести вас в самый важный момент. Восстановить данные будет дорого, а порой и вовсе не возможно.
6. Жёсткие диски
Что это: то же, что и флешка, только больше, сильнее, мощнее и прочнее! Жёсткий диск имеет объём от 100 Гб. Сейчас уже есть легкие переносные диски с объёмом хранения 2 Тб. Есть и более 2- х Тб, но такие больше подходят не для переноса информации, а для хранения дома или в офисе на компьютерном столе в качестве дополнительной памяти компьютера.
Какими бывают: самые распространённые по объёму памяти – 100 Гб, 500 Гб, 1 Тб, 2 Тб, а также по форме и материалу корпуса. Жесткий диск, как и флешка, могут быть изготовлены из металла, пластика или быть с прорезиненной поверхностью. Какой лучше, вы знаете из описания о флешках.
Использование: как и флэшки, жесткие диски используются всеми и везде, и больше всего профессионалами. Если вы фотограф, видеограф, дизайнер, для вас жесткий диск – это просто необходимость.
Цена: стоимость начинается от 2 000 рублей и могут превышать 10 000 рублей.
Минусы: как и любая техника могут капризничать, ломаться, неожиданно не читаться вашим компьютером (особенно, если диск побывает сначала в Windows системе, а потом Mac). Есть риск потерять с него важную информацию.
Плюсы: несмотря на свою высокую стоимость, жесткий диск, на сегодняшний день, самый лучший способ собирать и хранить вашу видеотеку, передавать для просмотра близким. Жесткие диски в большинстве случаев долговечны, если с ними хорошо обращаться. Они экономят ваши средства: два-три хороших жестких дисков значительно удобнее, чем 10 маленьких флешек, разбросанных по дому.
Я использую жесткий диск объёмом 2 Тб и выше, которые стоят на моем рабочем столе как дополнительная память компьютера, а также несколько переносных жестких дисков для транспортировки и дистанционной работы.
Как сохранить: не извлекайте диск, не отключив его в компьютере, не роняйте и бережно переносите. Не выдёргивайте его из USB за провод. Старайтесь не использовать жесткий диск на Windows, побывавшие в MAC и наоборот. Не заполняйте его память на до предела, оставляйте немного воздуха в их пространстве.
7. Облачное хранение
Какими бывают: вариантов много выбирайте на свой вкус. Достаточно поискать, что на сегодняшний день предлагает интернет.
- Временные. Они позволяют передать тот или иной файл в определённый срок. Загруженная информация будет бесплатно хранится 3, 7, 14 дней (у всех свои правила), а далее, если вы захотите продлить хранение, либо платите, либо загружаете снова.
- Полноценные хранилища. Это как iCloud. Правда, помимо него есть много других хранилищ, которые позволяют хранить долго свою видеотеку. Достаточно оплатить абонемент на год по тарифу выбранного вами объёма и весь год загружать в них свои видео, распределять по папкам, подписывать, делиться с друзьями, допускать близких к хранилищу для редактирования и скачивания или дополнения.
Цена: облачное хранение файлов – недешёвое удовольствие на первый взгляд. Но, если сопоставить сумму за большое количество покупаемых жестких дисков с ценой за годовой абонемент облака, второе станет куда экономнее. К тому же это и правда удобно.
Вам останется лишь найти свою выгоду в предлагаемых ценах и конечно же определить для себя все удобства в использовании данной услуги того или иного облака. Например, iCloud предлагает место в хранилище 5 Гб по умолчанию, а Dropbox только 2 Гб. Однако iCloud будет удобен скорей активным пользователям Apple, а Dropbox выберут любители других систем, впрочем, он крайне универсален!
Плюсы: крайне удобно в использовании. Позволяет везде, с любого компьютера получить доступ к своим файлам, легко синхронизируется со смартфонами и позволяет загружать видео, фото, документы в облако моментально с вашего телефона. Позволяет активно и быстро делиться файлами с другими пользователями: делать общие папки по темам, создавать группы. Незаменимый помощник в бизнесе для быстрого обмена тяжёлыми файлами, документами, видео и фото и для общего доступа всем сотрудникам компании. Сокращает количество проводов под столом, на столе и избавляет комнату от захламлённости.
Минусы:
несмотря на всё удобство использования облако не сильно превосходит жесткий диск в надёжности хранения. Безусловно, риск потерять файлы на жестком диске больше, чем те, которые хранятся в виртуальном пространстве. Однако не стоит забывать, что и банки, в которых мы храним наши средства могут закрыть, ограбить, в конце концов они могут обанкротиться или взорваться. Гарантий на сегодняшний день вам не может дать никто и ни в чем. Именно поэтому каждый из нас остаётся ответственным за своё имущество сам, несмотря на то, что тот или иной даёт вам пусть даже 1% из 100, что что то с вашими данными пойдёт не так. Я рекомендую дублировать важные или ценные материалы, чтобы не испытывать на себе тот маленький процент, который конечно же если и случится, то непременно с вами.
Надеюсь, мне удалось помочь вам разобраться или понять что-то новое о носителях информации. Но главное! Срочно хватайте свои VHS кассеты, плёнки. Оцифровывайте их. Загружайте в облако и записывайте на жесткий диск. Оберегайте ваши воспоминания от разрушений!
Человек хранит информацию в собственной памяти, а также в виде записей на различных внешних (по отношению к человеку) носителях: на камне, папирусе, бумаге, магнитных и оптических носителях и пр. Благодаря таким записям информация передается не только в пространстве (от человека к человеку), но и во времени - из поколения в поколение.
Разнообразие носителей информации
Информация может храниться в различных видах: в виде текстов, в виде рисунков, схем, чертежей; в виде фотографий, в виде звукозаписей, в виде кино- или видеозаписей. В каждом случае применяются свои носители. Носитель - это материальная среда, используемая для записи и хранения информации.
К основным характеристикам носителей информации относятся: информационный объем или плотность хранения информации, надежность (долговечность) хранения.
Бумажные носители
Носителем, имеющим наиболее массовое употребление, до сих пор остается бумага . Изобретенная во II веке н.э. в Китае, бумага служит людям уже 19 столетий.
Для сопоставления объемов информации на разных носителях будем пользоваться универсальной единицей - байт , считая, что один символ текста “весит” 1 байт. Книга, содержащая 300 страниц, при размере текста на странице примерно 2000 символов имеет информационный объем 600 000 байт, или 586 Кб. Информационный объем средней школьной библиотеки, фонд которой составляет 5000 томов, приблизительно равен 2861 Мб = 2,8 Гб.
Что касается долговечности хранения документов, книг и прочей бумажной продукции, то она очень сильно зависит от качества бумаги, от красителей, используемых при записи текста, от условий хранения. Интересно, что до середины XIX века (с этого времени в качестве бумажного сырья начали использовать древесину) бумага делалась из хлопка и текстильных отходов - тряпья. Чернилами служили натуральные красители. Качество рукописных документов того времени было довольно высоким, и они могли храниться тысячи лет. С переходом на древесную основу, с распространением машинописи и средств копирования, с использованием синтетических красителей срок хранения печатных документов снизился до 200–300 лет.
Магнитные носители
В XIX веке была изобретена магнитная запись. Первоначально магнитная запись использовалась только для сохранения звука. Самым первым носителем магнитной записи была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале XX столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Качественные характеристики всех этих носителей были весьма низкими. Для производства 14-часовой магнитной записи устных докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км, или около 100 кг проволоки.
В 20-х годах прошлого века появляется магнитная лента сначала на бумажной, а позднее - на синтетической (лавсановой) основе, на поверхность которой наносится тонкий слой ферромагнитного порошка. Во второй половине XX века на магнитную ленту научились записывать изображение, появляются видеокамеры, видеомагнитофоны.
На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. На одну катушку с магнитной лентой, использовавшейся в лентопротяжных устройствах первых ЭВМ, помещалось приблизительно 500 Кб информации.
С начала 1960-х годов в употребление входят компьютерные магнитные диски : алюминиевый или пластмассовый диск, покрытый тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, бывают сменными и встроенными в дисковод компьютера. Последние традиционно называют винчестерами, а сменные гибкие диски - флоппи-дисками.
“Винчестер” компьютера - это пакет магнитных дисков, надетых на общую ось . Информационная емкость современных винчестеров измеряется в гигабайтах - десятки и сотни Гб. Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма вмещает 2 Мб данных. Флоппи-диски в последнее время выходят из употребления.
В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.
Оптические носители
Применение оптического, или лазерного, способа записи информации начинается в 1980-х годах. Его появление связано с изобретением квантового генератора - лазера, источника очень тонкого (толщина порядка микрона) луча высокой энергии. Луч способен выжигать на поверхности плавкого материала двоичный код данных с очень высокой плотностью. Считывание происходит в результате отражения от такой “перфорированной” поверхности лазерного луча с меньшей энергией (“холодного” луча). Благодаря высокой плотности записи оптические диски имеют гораздо больший информационный объем, чем однодисковые магнитные носители. Информационная емкость оптического диска составляет от 190 до 700 Мб. Оптические диски называются компакт-дисками - CD.
Во второй половине 1990-х годов появились цифровые универсальные видеодиски DVD (D igital V ersatile D isk ) с большой емкостью, измеряемой в гигабайтах (до 17 Гб). Увеличение их емкости по сравнению с CD связано с использованием лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи. Вспомните пример со школьной библиотекой. Весь ее книжный фонд можно разместить на одном DVD.
В настоящее время оптические диски (CD - DVD) являются наиболее надежными материальными носителями информации, записанной цифровым способом. Эти типы носителей бывают как однократно записываемыми - пригодными только для чтения, так и перезаписываемыми - пригодными для чтения и записи.
Флэш-память
В последнее время появилось множество мобильных цифровых устройств: цифровые фото- и видеокамеры, МР3-плееры, карманные компьютеры, мобильные телефоны, устройства для чтения электронных книг, GPS-навигаторы и многое другое. Все эти устройства нуждаются в переносных носителях информации. Но поскольку все мобильные устройства довольно миниатюрные, то и к носителям информации для них предъявляются особые требования. Они должны быть компактными, обладать низким энергопотреблением при работе и быть энергонезависимыми при хранении, иметь большую емкость, высокие скорости записи и чтения, долгий срок службы. Всем этим требованиям удовлетворяют флэш-карты памяти. Информационный объем флэш-карты может составлять несколько гигабайт.
В качестве внешнего носителя для компьютера широкое распространение получили флэш-брелоки (“флэшки” - называют их в просторечии), выпуск которых начался в 2001 году. Большой объем информации, компактность, высокая скорость чтения-записи, удобство в использовании - основные достоинства этих устройств. Флэш-брелок подключается к USB-порту компьютера и позволяет скачивать данные со скоростью около 10 Мб в секунду.
“Нано-носители”
В последние годы активно ведутся работы по созданию еще более компактных носителей информации с использованием так называемых “нанотехнологий”, работающих на уровне атомов и молекул вещества. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, сможет заменить тысячи лазерных дисков. По предположениям экспертов приблизительно через 20 лет плотность хранения информации возрастет до такой степени, что на носителе объемом примерно с кубический сантиметр можно будет записать каждую секунду человеческой жизни.
Организация информационных хранилищ
Информация сохраняется на носителях для того, чтобы ее можно было просматривать, искать нужные сведения, нужные документы, пополнять и изменять, удалять данные, потерявшие актуальность. Иначе говоря, хранимая информация нужна человеку для работы с ней. Удобство работы с такими информационными хранилищами сильно зависит от того, как информация организована.
Возможны две ситуации: либо данные никак не организованы (такую ситуацию иногда называют кучей), либо данные структурированы . С увеличением объема информации вариант “кучи” становится все более неприемлемым из-за сложности ее практического использования (поиска, обновления и пр.).
Под словами “данные структурированы” понимается наличие какой-то упорядоченности данных в их хранилище: в словаре, расписании, архиве, компьютерной базе данных. В справочниках, словарях, энциклопедиях обычно используется линейный алфавитный принцип организации (структурирования) данных.
Крупнейшими хранилищами информации являются библиотеки. Упоминания о первых библиотеках относятся к VII веку до н.э. С изобретением книгопечатания (XV век) библиотеки стали распространяться по всему миру. В библиотечном деле имеется многовековой опыт организации информации.
Для организации и поиска книг в библиотеках создаются каталоги: списки книжного фонда. Первый библиотечный каталог был создан в знаменитой Александрийской библиотеке в III веке до н.э. С помощью каталога читатель определяет наличие в библиотеке нужной ему книги, а библиотекарь находит ее в книгохранилище. При использовании бумажной технологии каталог - это организованный набор картонных карточек со сведениями о книгах.
Существуют алфавитные и систематические каталоги. В алфавитных каталогах карточки упорядочены в алфавитном порядке фамилий авторов и образуют линейную (одноуровневую ) структуру данных . В систематическом каталоге карточки систематизированы по тематике содержания книг и образуют иерархическую структуру данных . Например, все книги делятся на художественные, учебные, научные. Учебная литература делится на школьную и вузовскую. Книги для школы делятся по классам и т.д.
В современных библиотеках происходит смена бумажных каталогов на электронные. В таком случае поиск книг осуществляется автоматически информационной системой библиотеки.
Данные, хранящиеся на компьютерных носителях (дисках), имеют файловую организацию. Файл подобен книге в библиотеке. Аналогично библиотечному каталогу операционная система создает каталог диска, который хранится на специально отведенных дорожках. Пользователь ищет нужный файл, просматривая каталог, после чего операционная система находит этот файл на диске и предоставляет пользователю. На первых дисковых носителях небольшого объема использовалась одноуровневая структура хранения файлов. С появлением жестких дисков большого объема стали использовать иерархическую структуру организации файлов. Наряду с понятием “файл” появилось понятие папки (см. “Файлы и файловая система ”).
Более гибкой системой организации хранения и поиска данных являются компьютерные базы данных (см. “Базы данных ”).
Надежность хранения информации
Проблема надежности хранения информации связана с двумя видами угроз для хранимой информации: разрушение (потеря) информации и кража или утечка конфиденциальной информации. Бумажные архивы и библиотеки всегда были подвержены опасности физического исчезновения. Огромный ущерб для цивилизации принесло разрушение упомянутой выше Александрийской библиотеки в I веке до н.э., поскольку большая часть книг в ней существовала в единственном экземпляре.
Основной способ защиты информации в бумажных документах от потери - их дублирование. Использование электронных носителей делает дублирование более простым и дешевым. Однако переход на новые (цифровые) информационные технологии создал новые проблемы защиты информации.
В процессе изучения курса информатики ученики приобретают определенные знания и умения, относящиеся к хранению информации.
Ученики осваивают работу с традиционными (бумажными) источниками информации. В стандарте для основной школы отмечается, что ученики должны научиться работать с некомпьютерными источниками информации: справочниками, словарями, каталогами библиотек. Для этого их следует ознакомить с принципами организации этих источников и с приемами оптимального поиска в них. Поскольку данные знания и умения имеют большое общеучебное значение, то желательно дать их ученикам как можно раньше. В некоторых программах пропедевтического курса информатики этой теме уделяется большое внимание.
Ученики должны овладеть приемами работы со сменными компьютерными носителями информации. Все реже в последнее время используются гибкие магнитные диски, на смену которым пришли емкие и быстрые флэш-носители. Ученики должны уметь определять информационную емкость носителя, объем свободного пространства, сопоставлять с ним объемы сохраняемых файлов. Ученики должны понимать, что для длительного хранения больших объемов данных наиболее подходящим средством являются оптические диски. При наличии пишущего CD-дисковода следует научить их организации записи файлов.
Важным моментом обучения является разъяснение опасностей, которым подвергается компьютерная информация со стороны вредоносных программ - компьютерных вирусов. Следует научить детей основным правилам “компьютерной гигиены”: осуществлять антивирусный контроль всех вновь поступающих файлов; регулярно обновлять базы антивирусных программ.
4. Хранение электронных копий
4.1. Хранение электронных копий. Общие принципы
В соответствии с теорией хранения цифровой информации необходимо осуществлять хранение электронных мастер-копий и рабочих копий не менее чем в двух экземплярах каждый, записанных на различные носители информации, которые хранятся на физическом удалении друг от друга.
Электронные мастер-копии: Сервер /CD-R ; Сервер/ DVD-R; Съемные жесткие диски/CD-R; Съемные жесткие диски/DVD-R , Сервер/DVD-R/магнитная лента, Сервер/DVD-R/Система хранения данных (СХД).
При использовании сервера обязательным является формирование RAID-массивов.
Учитывая, что экземпляр внешнего носителя с записанными электронными мастер-копиями (контрольный экземпляр) должен храниться, как правило, в отделе обеспечения сохранности документов, в рекомендуемые комбинации носителей информации для хранения электронных мастер-копий обязательно должны включаться CD-R или DVD-R диски (компакт или оптические диски с однократной записью информации).
В случае если в архиве отсутствуют сервера, возможно осуществлять хранение электронных мастер-копий на CD-R / DVD-R дисках, записанных в нескольких (не менее чем в 2-х) экземплярах.
Категорически не допустимо хранить электронные мастер-копии архивных документов на жестких дисках компьютеров, особенно, если компьютеры включены в локальную сеть архива и/или имеют доступ к сети Интернет.
Электронные рабочие копии: CD-R или DVD-R.
В целях обеспечения интенсивной работы допустимо хранить электронные рабочие копии записанными также на сервер и/или съемные жесткие диски.
Электронные копии второго и последующих поколений:
CD-R или DVD-R.
4.2. Хранение цифровой информации
на встроенных носителях - цифровые архивы
Эталонная модель системы хранения цифровой информации (цифрового архива)разработана Международной организацией по стандартизации - International Standardization Organization (ISO) в стандарте 14721:2003 - Reference Model for an Open Archival Information System (OAIS) . Данный стандарт определяет эталонную модель открытой информационной системы, предназначенной для долгосрочного хранения информации. Цель этого стандарта - стандартизировать систему для хранения информации, как её цифровую, так и физическую структуру.
Логическая схема эталонной модели системы хранения цифровой информации включает полный диапазон архивных функций сохранения информации, включая подготовку информации к хранению, осуществление описания информации, собственно хранение, управление информацией, управление доступом и распространение. Она также описывает миграцию цифровой информации на новые носители и форматы, модели данных используемые для представления информации, роль программного обеспечения в сохранении информации, а также обмен цифровой информацией между ее владельцами.
Безусловно, данная модель является на сегодняшний день наиболее оптимальным средством организации хранения, использования и управления хранением и использованием цифровых ресурсов.
Однако ее реализация требует значительных затрат, наличия оборудования, специалистов, разработанной нормативно-правовой и технологической базы, что в настоящий момент отсутствует в большинстве архивных учреждений.
Внедрение цифровых архивов, тем не менее, является стратегической целью, поскольку без них наращивание объемов электронной информации и обеспечение качественного управления ею невозможно.
4.3. Обеспечение сохранности электронных копий,
записанных на внешние носители информации
Внешние носители информации (компакт и оптические диски) необходимо хранить в индивидуальных защитных коробках - первичных средствах хранения - в негерметичных футлярах.
В футлярах диски размещаются рабочей стороной вниз. При этом должно быть исключено свободное перемещение электронного носителя внутри футляра.
Все надписи, этикетки, маркировка и пр. информация, позволяющая идентифицировать носитель и его содержание, распечатываются на принтере и наклеиваются на защитную коробку-футляр.
Футляры с электронными носителями размещаются вертикально в ящиках специализированных шкафов или в коробках, боксах на полках стеллажей, шкафов. Расстояние между футлярами должно быть достаточным для того, чтобы электронные носители можно было свободно помещать и доставать из ящика или коробки.
При размещении футляров и коробок с электронными носителями необходимо располагать их таким образом, чтобы были видны учетные номера единиц хранения.
Хранение внешних носителей информации должно быть организовано в соответствии с Правилами организации хранения, комплектования, учета и использования документов Архивного фонда Российской Федерации и других архивных документов в государственных и муниципальных архивах, музеях и библиотеках, организациях Российской академии наук.
Хранение ЭФП должно осуществляться в специально отведенном для этого помещении. Постоянное хранение ЭФП должно осуществляться в темноте. Оптические диски не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей.
Хранение ЭФП осуществляется при t +8 - +18 ° С и относительной влажности воздуха 45-65 %.
При очистке и ручной обработке электронные носители разрешается брать только в перчатках за кромки или защитный корпус.
При проведении уборки применяемые средства (вода, антисептики и т.п.) не должны попадать на электронные носители.
При использовании документов на внешних электронных носителях (дисках), их перемещении, транспортировке, проведении специальной обработки запрещается перегибать, царапать, бросать электронные носители, касаться их рабочей поверхности голыми руками, ставить на них тяжелые и горячие предметы.
4.4. Организация контроля наличия и технического состояния носителей
Проверка наличия и физического состояния внешних носителей производится не реже 1 раза в год.
Контрольная проверка (на считывание) должна проводиться после каждого перемещения электронного носителя, включая его выдачу во временное пользование (в читальный зал).
проверка фактического наличия единицы хранения электронных копий,
проверка их соответствия данным учетных документов,
оценка физического состояния сохранности носителя.
Техническая проверка электронных носителей включает проверку читабельности информации с помощью программных и технических средств, записанной на носителе и оценку качества образов документа на мониторе.
Заключительную оценку качества отдельных изображений целесообразно проводить с использованием принтера с высоким разрешением.
По итогам проверки наличия и технического состояния электронных носителей составляется Акт проверки наличия и физического состояния электронных копий и Акт технической проверки электронных носителей (Приложения № 13).
Акт технических проверок составляется на каждую единицу хранения (электронный носитель).
Акты технических проверок электронных носителей составляются в 2-х экземплярах.
Мероприятия, реализуемые в рамках контроля наличия и технического состояния носителей, относятся к проблеме информационной безопасности. Все процедуры и документация должны быть подробно описаны в Регламенте информационной безопасности, или в специально разработанном Регламенте проведения контроля состояния информационных ресурсов и носителей информации.
См. также: Рекомендации по обеспечению сохранности информации, записанной на оптических дисках (Тестирование выборочного массива документов федеральных архивов) / М.И. Пилипчук, А.Н. Балакирев, Л.В. Дмитриева, Г.З. Залаев. - М.: РГАНТД, 2011. [Электронный ресурс.] /Архивы России. Режим доступа к ресурсу: URL: (дата обращения 1.10.2012)
Под термином «сервер» в данном пункте подразумеваются также системы хранения информации и электронные библиотеки.
Reference Model for an Open Archival Information System (OAIS). Blue Book, Январь 2002.
В последние годы широкое распространение получила концепция управления жизненным циклом информации, в основе которой лежит принцип разделения общего массива данных на классы в зависимости от содержания, частоты обращений и срока хранения. В соответствии с этим подходом выделяются три ключевые задачи хранения электронных данных: оперативный доступ к информации, резервное копирование и архивное хранение. Для решения каждой из них применяется различное оборудование - согласно специфическим требованиям к хранению и доступу.
Оперативный доступ. Типичным примером может служить файловый сервер, главная задача которого - немедленное предоставление необходимых данных большому количеству пользователей корпоративной сети. Основные требования к подобным системам - непрерывность доступа и высокая скорость работы. Идеальным вариантом решения является массив RAID.
Резервное копирование. Этот этап хранения подразумевает высокую потоковую скорость записи и чтения и большую eмкость носителя. Долговечность хранения не имеет особого значения, поскольку резервное копирование производится регулярно. Оптимальным выбором будут системы на основе ленточных накопителей.
Архивное хранение. В данном случае предполагается хранение важной информации в течение длительного времени при обеспечении быстрого доступа к ней, что диктует вполне определенные требования к технологиям хранения и оборудованию, в частности, длительное хранение больших объемов информации в неизменном виде. Всем этим условиям отвечают роботизированные библиотеки оптических дисков.
Надо отметить, что в большинстве европейских стран и США необходимость архивного хранения ключевой для бизнеса информации закреплена на законодательном уровне. Во всем мире принято около 25 тыс. директив, в том числе постановления правительств и отдельных министерств Германии, Италии, США, Великобритании и других стран, требующих сохранять данные по финансовым транзакциям, биржевым сделкам, медицинским исследованиям и страховым выплатам на протяжении пяти-десяти лет.
Законодательные нормативы хранения данных активно разрабатываются и в нашей стране. Планируемое вступление России в ВТО является мощным катализатором этого процесса. В ближайшее время многие компании законодательно обяжут хранить данные в течение длительного срока, тем что им придется модернизировать свои системы хранения. Поэтому общемировые темпы роста рынка архивных накопителей в России наверняка будут существенно превышены.
ОСОБЕННОСТИ АРХИВНОГО ХРАНЕНИЯ
Первое и самое важное требование к электронному архиву - исключение физической возможности удалить или изменить данные как по неосторожности, так и по злому умыслу. Иначе говоря, информационный носитель должен обеспечивать однократную запись при многократном чтении (True Write Once Read Many, True WORM). Как следствие, защита данных от удаления должна быть не программной, а аппаратной. Кроме того, к ключевым требованиям относятся долговечность хранения и высокая емкость носителя. Это позволяет существенно снизить совокупную стоимость владения системой (TCO) и удовлетворить запросы к емкости хранения со стороны крупнейших компаний, в том числе предприятий государственного и промышленного сектора.
Из перечисленных условий следует, что ни массивы RAID, ни ленточные накопители справиться с задачей архивного хранения данных не могут. Несмотря на это, в России основная часть информационных ресурсов хранится на жестких дисках или массивах RAID. Жестким дискам доверяют даже информацию, которая требует долговечного и надежного хранения. Между тем сам принцип работы жесткого диска подразумевает постоянное механическое движение, что предполагает сбои в работе устройства и периодические потери информации. Гарантий работоспособности жесткого диска в течение десятилетий производители не дают. Доверяя самые ценные данные массивам RAID, пользователи подчас не придают значения тому факту, что технология RAID была создана для восполнения ненадежности и недолговечности жесткого диска.
Схожие вопросы возникают и при попытке построить архивное хранилище данных на основе ленточных накопителей: недолговечность носителя вынуждает периодически переносить данные со старой ленты на новую. Кроме того, лента нуждается в обслуживании - если она не используется, ее необходимо регулярно перематывать, чтобы не допустить размагничивания. Эта технология имеет другие недостатки, в частности, невозможен прямой доступ к произвольному файлу на ленте.
Для решения задачи архивного хранения данных был разработан новый класс специализированных устройств - архивные накопители. Эти роботизированные библиотеки оптических дисков под управлением особого программного обеспечения позволяют построить надежную систему хранения для поддержки автоматического управления жизненным циклом информации.
СТАТИСТИКА ОТКАЗОВ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ
Компания Google Inc. провела независимый анализ статистики отказов жестких дисков. Накопленная база данных (более 100 тыс. экземпляров HDD) по своим размерам многократно превосходит любое другое подобное исследование, которое было опубликовано.
Результаты наглядно демонстрируют неэффективность использования жестких дисков в системах долговременного архивного хранения: совокупный процент отказов жестких дисков уже к концу четвертого года эксплуатации достигает 25% (см. Рисунок 1). Как следствие, системы на базе жестких дисков должны обладать избыточностью, поддерживать инфраструктуру переноса и резервного копирования, а также подвергаться частому сервисному обслуживанию. Этим объясняется высокая общая стоимость владения архивами, основанными на жестких дисках.
Для построения крупных систем хранения информации существенно, что в многодисковом массиве (более 10 жестких дисков) продолжение работы без технического обслуживания становится маловероятным уже через несколько лет после начала эксплуатации (см. Таблицы 1 и 2), причем более половины сбоев не могут быть предсказаны с помощью современных встроенных технологий прогнозирования отказов (SMART).
Даже при постоянном обслуживании, резервировании и замене дисков в системе пользователи должны учитывать, что, согласно статистике, более трети всех HDD выходят из строя на пятом году эксплуатации. С учетом морального старения это ведет к значительным затруднениям в обеспечении своевременной замены. Таким образом, для снижения риска потери данных наиболее целесообразной становится полная замена приводов после трех-четырех лет эксплуатации, что влечет за собой дополнительные расходы.
НАДЕЖНОСТЬ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОПТИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЯХ
По оценке Enterprise Strategy Group (ESG), из всех существующих технологий оптимальной для долговременного хранения данных являются роботизированные накопители на оптических дисках (библиотеки DVD/BD), при использовании которых совокупная стоимость хранения информации значительно ниже, чем в случае альтернативных технологий.
Неизменность данных, хранящихся на оптических носителях, гарантируется на физическом уровне, так как процесс записи представляет собой необратимое изменение структуры диска в результате кристаллизации аморфного слоя, что соответствует стандарту однократной записи True WORM. Хранящиеся данные невозможно стереть или изменить - они доступны только для чтения.
Самым распространенным типом оптического носителя, применяемым для современных архивных накопителей, являются диски DVD. Производители DVD выпускают диски со специальным твердым покрытием, что гарантирует сохранность информации и полностью соответствует международному стандарту ЕСМА, при этом срок службы носителей превышает 30 лет.
Таким образом, оптические технологии обеспечивают следующие преимущества:
Они гарантируют исключительно надежное хранение данных в течение десятилетий;
Спецификация True WORM поддерживается на физическом уровне, так как в процессе записи происходит необратимое изменение агрегатного состояния вещества;
Емкость одного носителя уже сейчас составляет 50 Гбайт. Это позволяет создавать хранилища данных значительного объема и наращивать их при необходимости;
Технология Blu-ray Disk предоставляет произвольный доступ к данным, причем скорость позиционирования лазерной головки на диске такая же, как у жестких дисков.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ
Для подтверждения срока службы дисков их образцы подвергаются тестированию по методу искусственного старения. Диски будут соответствовать стандарту, если для 95% образцов прогнозируемый срок годности превысит 30 лет.
В процессе испытаний определяются показатели ошибок чтения дисков. Если соответствующие критические уровни оказываются превышены, то ошибки чтения становятся невосстановимыми и образец приходит в негодность, после чего рассчитывается время наработки до отказа. На основе полученных результатов определяется время окончания срока годности при нормальных условиях.
Во время тестирования диски помещаются в специальную камеру с повышенной температурой, при этом процессы диффузии в носителе активизируются, что имитирует естественное старение материала. Кроме того, диски подвергаются испытаниям в условиях высокой влажности, агрессивных сред, влияния микроорганизмов и пыли, механических воздействий.
Сначала работоспособность диска измеряется при высокой температуре. В каждом последующем эксперименте температура понижается на 50C и доводится до 600C. С каждым шагом срок работоспособности диска увеличивается. Данные для комнатной температуры апроксимируются, исходя из формы получившейся кривой работоспособности. Так, для поликарбонатной подложки срок годности дисков при комнатной температуре достигает 133 лет.
Специальное твердое покрытие обеспечивает длительную сохранность записанной на DVD информации благодаря лучшей защите от царапин. Это подтверждают испытания на тестере HEIDON-14: царапины наносятся стальным шариком диаметром 7 мм с нетканой подкладкой при скорости 1000 мм/мин (см. Рисунок 2). Кроме того, антистатический компонент покрытия быстро снимает статическое электричество с поверхности диска и предотвращает прилипание пыли при его использовании и хранении (соответствующие испытания проводились в за-пыленной камере в течение 24 ч.). Маслоотталкивающая поверхность снижает риск потери данных, если кто-то случайно дотронется до поверхности диска, и облегчает стирание отпечатков пальцев (см. Рисунок 3). DVD с твердым покрытием полностью соответствует стандартам по всем эксплуатационным характеристикам и сохраняет высокую стабильность в ходе испытаний при повышенной температуре и влажности (температура 800С, относительная влажность 90%).
Испытания, проведенные ассоциацией ECMA International, подтверждают, что роботизированные библиотеки на основе сертифицированных дисков DVD с твердым покрытием обеспечивают надежное хранение архивных данных в течение 30 лет и полностью удовлетворяют стандартам архивного хранения информации.
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ
Проблема архивного хранения становится все более актуальной по мере увеличения объемов сохраняемых данных, нарастающих лавинообразно. В мировом масштабе количество архивной информации растет гораздо быстрее, чем всей прочей информации. При этом быстрый доступ требуется только к 20-30% информации. К 2010 г. общий ее объем достигнет одного зетабайта, т.е. 1021 байт.
На данный момент DVD позволяет хранить 9,4 Гбайт на одном носителе, а накопители, основанные на технологии Blu-ray, - до 50 Гбайт на одном диске BD. В ближайшие годы планируется увеличить емкость серийно выпускаемых оптических дисков до 100 Гбайт, а в дальнейшем и до 200 Гбайт (см. Рисунок 4). Это сделает оптические технологии еще более доступными.
Важное значение имеет преемственность технологий: современные оптические накопители поддерживают компакт-диски, выпущенные
25 лет назад. В дальнейшем форм-фактор оптических дисков не изменится, что позволяет рассчитывать на совместимость оптических дисков с накопителями будущего.
ТЕХНОЛОГИЯ BLU-RAY
Современная оптическая технология Blu-ray обеспечивает высокую плотность архивирования на носителях емкостью 25 или 50 Гбайт каждый, в перспективе достижима емкость 100 и даже 200 Гбайт. Односторонние носители могут иметь один или несколько слоев записи по 25 Гбайт каждый, поддерживать однократную (BD-R) и повторную (BD-RE) запись и обеспечивать высокоэффективную коррекцию ошибок по секторам. Диск Blu-ray имеет диаметр 120 мм и поверхность с твердым покрытием.
Дисководы Blu-ray совместимы по чтению/записи с носителями CD/DVD. Технология поддерживается всеми основными производителями дисководов и носителей, а также файловой системой UDF. Современные накопители Blu-ray обеспечивают скорость записи информации 2х (72 Мбит/с) и скорость считывания 5х (для однослойных носителей).
ПРИМЕНЕНИЕ АРХИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ
Архивные накопители применяются в инфраструктуре информационной системы предприятия, когда необходимо длительное, надежное хранение данных (см. Рисунок 5). Управляющее программное обеспечение осуществляет автоматическую миграцию данных из сети или с сервера по заранее определенным правилам. Подсчитано, что примерно 80% данных, хранящихся на носителях первого уровня, не требуют частого обращения, а 20% из них никогда не будут востребованы. Такие данные разумно хранить на оптических архивных накопителях, освободив тем самым дорогостоящее дисковое пространство массива RAID.
При выборе системы архивного хранения следует отдать предпочтение оптическим технологиям DVD и BD. Только они обеспечивают выполнение всех требований, предъявляемых к хранилищу, включая такие параметры, как высокая надежность и долговременность хранения, аутентичность и неизменяемость данных, быстрый произвольный доступ к данным, высокая емкость носителей, возможность расширения. Оптические технологии проверены десятилетиями и тысячами инсталляций по всему миру.
Игорь Корепанов - директор по маркетингу компании «Электронный Архив». С ним можно связаться по адресам: