Размещение данных в составе машинной информационной базы АБИС

Память ЭВМ — совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации

Размещение цифровых данных в составе машинной информационной базы - важнейший этап ее формирования. Размещение данных в составе машинной информационной базы автоматизированных информационных систем, в частности АБИС, осуществляется с использованием запоминающих устройств (ЗУ) - устройств, реализующих функцию памяти данных. По ГОСТ 15971-90 «Системы обработки информации. Термины и определения», «память данных - функциональная часть вычислительной машины или системы обработки информации, предназначенная для приема, хранения и выдачи данных». Нередко понятия «запоминающее устройство» и «память» используются как синонимы, но при более углубленном подходе они ассоциируются с объектами, обладающими специфическими характеристиками. Так, например, различают классификацию памяти ЭВМ и классификацию запоминающих устройств.

Накопитель информации - запоминающее устройство, способное выполнять дозапись информации

Запоминающие устройства вычислительной техники служат для хранения как информации, подлежащей обработке, так и информации, управляющей ее работой. Считывание (извлечение) информации, хранящейся в запоминающем устройстве, осуществляется с целью передачи ее в другие устройства вычислительной машины для выполнения различных машинных операций. При этом производительность компьютера во многом определяется характеристиками входящих в его состав запоминающих устройств различных типов. Запоминающее устройство включает: носитель информации; записывающее и считывающее устройства, то есть устройства, обеспечивающие соответственно запись и считывание информации с носителя.

Информационная емкость запоминающих устройств (памяти) - максимальное количество данных, которое может хранить данное ЗУ

К основным характеристикам запоминающих устройств, относятся: информационная емкость (объем) и быстродействие (время доступа) памяти.

Кроме того, важной характеристикой запоминающих устройств является плот- ность записи (бит/см ) - количество информации, записанной на единице поверхности носителя. Емкость запоминающих устройств (памяти) обычно измеряется в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и т. д. Быстродействие запоминающих устройств (памяти) определяется минимальным временем выполнения операций записи или считывания нужной информации в памяти или временем на поиск места в памяти, предназначаемого для хранения данной информации. В принципе идеальное запоминающее устройство должно обладать максимально большой емкостью и иметь максимальное быстродействие, но на практике эти параметры находятся в противоречии друг другу: в рамках одного типа ЗУ улучшение одного из них ведет к ухудшению значения другого.

Запоминающие устройства можно классифицировать по ряду признаков. По типу обращения запоминающие устройства делятся на ЗУ, допускающие как чтение, так и запись информации. ЗУ, предназначенные только для чтения записанных в них данных, имеют название ROM (англ. Read Only Memory). ЗУ, предназначенные для однократной записи информации пользователем, имеют название - R (англ. Recordable); ЗУ, предназначенные для многократной записи - RW (англ. Re Writable); ЗУ, однократной записи и многократного считывания - WORM (англ. Write Once Read Many).

По методу (типу организации) доступа к хранящейся в запоминающих устройствах информации ЗУ исторически делятся на устройства с произвольным, прямым (циклическим) и последовательным доступом. В запоминающих устройствах с произвольным доступом - RAM (англ. Random Access Memory) время доступа не зависит от места расположения участка памяти. В запоминающих устройствах с прямым (циклическим) доступом обращение к некоторому участку носителя информации циклически повторяется. В запоминающих устройствах с последовательным доступом производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок не займет некоторое нужное положение относительно считывающего устройства.

В современных компьютерных системах представлен комплекс различных типов памяти, входящих в состав внутренней и внешней памяти. Устройства внутренней памяти компьютера и средства внешней памяти обеспечивают возможность компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней. Основные типы компьютерной памяти отражены в таблице 16.

Типы компьютерной памяти

Типы компьютерной памяти

Назначение типов компьютерной памяти

Регистровая память (англ. Registered memory)

Предназначена для кратковременного хранения небольшого объема информации, непосредственно участвующей в операциях, определяемых используемой программой

Оперативная память RAM (англ. Random access memory)

Предназначена для оперативной записи, хранения и считывания информации (программ, данных), необходимой для решаемых в текущий момент задач и непосредственно участвующей в вычислительном процессе

Постоянная память ROM (англ. Read-only memory)

Предназначена для хранения программ управления работой процессора; программ запуска и остановки компьютера; программ тестирования устройств, проверяющих при каждом включении компьютера правильность работы его блоков; программ управления дисплеем, клавиатурой, принтером, внешней памятью

Кэш-память (англ. Cache - запас, склад, тайник)

Предназначена для временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных и служит буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации

Внешняя память (англ. External storage)

Предназначена для длительного хранения больших объемов информации (программ и данных). Для обработки этих данных процессором они должны быть загружены в оперативную память. В качестве устройств внешней памяти могут применяться различные машиночитаемые носители

Носитель информации (англ. Machine-readable media) — любой материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем информации

Термин «носитель информации (данных)» установлен рядом нормативно-технических документов. В их числе ГОСТ 15971-90 «Системы обработки»; ГОСТ 25868-91 «Оборудование периферийное систем обработки информации. Термины и определения»; ГОСТ 7.0-99 «СИБИД. Информационно-библиотечная деятельность, библиография. Термины и определения»; ГОСТ Р 7.0.8.-2013 «СИБИД. Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения». ГОСТ 15971-90 «Системы обработки» определяет носитель данных (англ. Data medium) как «материальный объект, предназначенный для записи и хранения данных». По ГОСТ Р 7.0.8.-2013, «носитель (документированной) информации: материальный объект, предназначенный для закрепления, хранения (и воспроизведения) речевой, звуковой или бразительной информации». В ГОСТ 7.0-99 носитель информации (данных) трактуется как «средство регистрации, хранения, передачи информации (данных)». В практике информационных учреждений машиночитаемые носители информации используются для размещения на них информации с целью ее хранения и чтения вне компьютера, переноса в устройства внутренней памяти компьютера, обеспечения ее сохранности, а также распространения.

Машиночитаемый носитель (англ. Machine-readable media) — носитель, пригодный для непосредственной записи и считывания данных техническими средствами (ЭВМ)

В соответствии с особенностями восприятия зафиксированной на носителе информации (данных) они подразделяются на машиночитаемые (машинные) и альтернативные им - воспринимаемые человеком, то есть человекочитаемые носители. Машиночитаемые носители могут классифицироваться по различным признакам: геометрическому исполнению, физическому способу регистрации (записи), типу доступа и др. Наиболее принципиальным основанием деления машинных носителей на группы и подгруппы является способ регистрации (записи) представленной на нем информации. В зависимости от него в составе применяемых на различных исторических этапах развития информатизации общества машиночитаемых носителей (таблица 17) выделяют:

  • • перфоносители - запись ведется путем изменения его формы - пробивки отверстия или выреза (перфорации);
  • • магнитные носители - запись ведется путем изменения магнитных свойств рабочего слоя внешнего магнитного поля;
  • • оптические носители - запись осуществляется путем изменения оптических свойств (коэффициента отражения) носителем;
  • • магнитооптические носители (сочетающие свойства оптических и магнитных накопителей) - запись осуществляется путем изменения магнитных свойств, при воздействии лучистой энергии;
  • • твердотельные носители - запись и хранение информации осуществляется в микросхемах.

Виды машиночитаемых носителей информации

Хроноло-

гический

период

Наименования машиночитаемых носителей информации

Русскоязычные

Англоязычные

Бумажные (перфорационные) носители (Paper (punched) media)

С 50-х годов XX века

Перфоленты

Таре

Перфокарты

Punch cards

Магнитные носители (Magnetic media)

С 50-х годов XX века

Магнитные ленты

Magnetic tape

Гибкие магнитные диски - ГМД, дискеты

FD (floppy disk, diskette)

Жёсткие магнитные диски - ЖМД

HDD (Hard Disk Drive)

Оптические носители (Optical media)

С 70-х годов XX века

Лазерные компакт-диски только для чтения

CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory)

Лазерные компакт-диски для однократной записи

CD-R

(Compact Disc-Recordable)

Лазерный компакт-диски для многократной записи (перезаписываемые)

CD-RW

(Compact Disc-ReWritable)

С 90-х годов XX века

Оптические диски (цифровые многоцелевые диски) для однократной записи

DVD-R, DVD+R (Digital Versatile Disc-Recordable)

Оптические диски (цифровые многоцелевые диски) для многократной записи (перезаписываемые);

диски многократной записи с произвольным доступом

DVD-RW, DVD+RW (Digital Versatile Disc-ReWritable);

DVD-RAM (Digital Versatile Disc- Random Access Memory)

С начала XXI века

Оптические диски (цифровые многоцелевые диски) высокой плотности записи цифровых данных

HD DVD (High-Definition/Density DVD): HD DVD-ROM, HD DVD-R, HD DVD-RW

Оптические диски (цифровые многоцелевые диски) высокой плотности записи цифровых данных

BD (blu-ray Disc): BDROM, BD-R, BD-RE и BD-RE DL

Хроноло-

гический

период

Наименования машиночитаемых носителей информации

Русскоязычные

Англоязычные

Магнитооптические носители

(CD-МО - Compact Disc-Magneto-Optical, Magneto optical media)

С начала 80-х годов XX века

Магнитооптические диски с однократной записью

СС WORM (Continuons Composite Write Once Read Many)

Магнитооптические диски с частичной записью

CC P-ROM (Continuons Composite Partial Read-Only Memory)

Магнитооптические диски с многократной записью (перезаписываемые)

CCE (Continuons Composite Erasable)

Твердотельные накопители (Solid-state drive, SSD)

На рубеже XX-XXI веков

Твердотельные жесткие диски

SSD-диски (Solid State Hard Drives)

USB - флеш-накопители

USB Flash Drive

Историческая справка

Пионерами в составе комплекса машиночитаемых носителей явились бумажные (перфорационные). Информация записывалась на них в виде пробивок на перфолентах или перфокартах в соответствующей строке и столбце. Использование магнитных носителей первоначально было связано с магнитными лентами, представляющими собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. В 70-80-е годы XX века в качестве сменных машинных носителей информации конечными пользователями широко применялись гибкие магнитные диски. Основные стационарные носители информации в компьютерах - жёсткие магнитные диски (англ. Hard Disk Drive, HDD, HMDD, «винчестер») - энергонезависимые, перезаписываемые компьютерные запоминающие устройства, являющиеся главным накопителем данных практически во всех современных компьютерах.

В семидесятых годах XX века началось создание оптических носителей. Процесс записи и считывания информации на них осуществляется при помощи лазера. Первым оптическим носителем, разработанным в 1979 году, стал лазерный компакт- диск. По кратности записи различают: однократные и многократные CD. Первые лазерные диски (CD-ROM) были предназначены только для чтения (возможность записи информации конечным пользователем исключалась). В 90-х годах XX века появились одноразовые записываемые пользователем компакт-диск CD-R и CD-RW - перезаписываемые (многоразовые) лазерные компакт-диски, позволяющие многократную перезапись данных на диске пользователями. Изначально оптические диски использовались для аудиоинформации, позже - для любых типов данных. Если стандартная емкость гибкого магнитного диска размером 3,5 дюйма составляла 1,44 Мбайт, то стандартный объем оптического диска - 700 Мбайт. В 1996 году появился формат оптического диска - DVD, имеющего более высокую плотность записи, чем CD. Среди DVD различают диски только для считывания и диски для записи (перезаписи).

Среди последних: DVD-R (DVD+R) - одноразовые записываемые компакт-диски и DVD-RW (DVD+RW) - перезаписываемые (многоразовые) компакт-диски. Современные DVD могут иметь одну или две рабочие стороны. При этом каждая из сторон может содержать один или даже два рабочих слоя. Благодаря этой особенности на DVD максимального объема можно записать до 18 Гб информации.

Результатом дальнейшего развития формата DVD в начале XXI века стали оптические диски нового поколения, обладающие существенно большей плотностью записи цифровых данных (в три-пять раз больше, чем на DVD) в виде альтернативных форматов: HD DVD и Blu-ray Disc. В Blu-ray Disc используется не красный или инфракрасный лазеры, а синий (англ. Blu). Blue-ray состоит из более плотных слоев и читается более тонким лазером, чем обычные DVD. В составе каждого вида этих дисков существуют диски одноразовой и многоразовой записи. Видами HD DVD являются диски, предназначенные для хранения информации HD DVD- ROM; диски однократной записи HD DVD-R и перезаписываемые диски HD DVD-RW. Для распространения, как правило, больших объемов контента используются записанные оптические диски BD-ROM. Одноразовые записываемые оптические носители Blu-ray имеют название BD-R. Существуют также перезаписываемые модификации дисков - BD-RE и BD-RE DL. Увеличение плотности хранения данных или видео высокой четкости на дисках этих форматов связано со все большим возрастанием их многослойности. Вместимость самого «слоистого» носителя Blu-ray Disc, способного хранить большие объемы информации и воспроизводить высококачественные изображения и видео, составляет в настоящее время более сотни Гб.

В настоящее время на оптических дисках различных модификаций выпускается большое количество изданий, включая полнотекстовые документы (книги, журналы, информационные издания и т. д.). При этом их стоимость в несколько раз меньше аналогичных печатных изданий.

В начале 1980-х годов появились магнитооптические носители. В этих носителях для записи информации используется специальный магнитный слой. Чтение и запись осуществляются с помощью луча лазера. Преимуществом этого типа носителей является независимость от внешних магнитных полей при нормальных температурах. Различают два типа магнитооптических дисков: CCW - с однократной записью; ССЕ - с многократной записью.

На рубеже XX-XXI веков состав устройств внешней памяти пополнился твердотельными накопителями - компьютерными немеханическими запоминающими устройствами на основе полупроводниковых микросхем энергонезависимой памяти. Это устройства, выполненные на микросхемах (кристаллах), не имеющие подвижных частей. Различают два вида твердотельных накопителей: твердотельные жесткие диски SSD и USB-флеш-накопители (англ. Flash - мелькнуть, вспышка).

Твердотельные жесткие диски SSD характеризуются высокой скоростью считывания и записи данных. Принципиальное отличие дисков SSD от традиционных жестких магнитных накопителей HDD, состоящих из множества движущихся частей, заключается в том, что информация в SSD хранится не на магнитных пластинах, а в специальных чипах флэш- памяти (flash memory). Отсюда - накопители SSD менее чувствительны к внешним воздействиям, чем HDD. В силу этого SSD имеют тенденцию к использованию в компьютерах для увеличения их быстродействия вместо привычных жестких магнитных дисков HDD.

USB-флеш-накопитель - это подключаемый к компьютеру или другому считывающему устройству по интерфейсу USB (англ. Universal Serial Bus) твердотельный накопитель, в котором в качестве носителя для хранения информации используется энергонезависимая флэш-память (англ, flashmemory). Флэш-накопители появились на компьютерном рынке с 2000 года. USB-флеш-накопитель снабжен USB-разъемом, микроконтроллером, микросхемой, кварцевым резонатором и светодиодом, заключенными в компактный корпус. К основным достоинствам флэш- накопителей может быть отнесена их дешевизна, компактность, бесшумность, механическая прочность, скорость работы, низкое энергопотребление, возможность быть подключенными не только к компьютеру, но и к различной бытовой технике, например, телевизорам, плеерам, проигрывателям и др., имеющим разъемы USB. Благодаря всем этим достоинствам и простоте эксплуатации, флэш-накопители получили в настоящее время широкое распространение среди конечных пользователей для хранения, переноса, шифрования, резервного копирования информации. К недостаткам флэш-накопителей относятся ограниченное число циклов запи- си/перезаписи информации и ограниченный срок хранения информации, чувствительность к электростатическим разрядам, поломки из-за частого подключения/отключения носителя USB-разъема.

В современной понятийно-терминологической среде в составе машиночитаемых носителей принято выделять специализированные электронные носители информации/электронные носители данных. ГОСТ Р 7.0.95-2015 «СИБИД. Электронные документы. Основные виды, выходные сведения, технологические характеристики» определяет электронные носители информации/электронные носители данных как «материальный объект, используемый для записи, хранения и воспроизведения цифровой информации». В принципе к ним относятся: магнитные, оптические, магнитооптические, твердотельные носители. Однако в современной информационной практике электронными носителями считаются оптические и твердотельные носители для однократной или многократной цифровой записи.

В последние годы появилась виртуальная альтернатива электронным носителям информации и технологиям хранения данных на собственных выделенных серверах, связанная с использованием технологий удалённого хранения информации, позволяющих хранить информацию на общих серверах глобальной сети Интернет в «облачных» хранилищах данных (англ. Cloud storage). Данные при этом хранятся и обрабатываются в так называемом «облаке», которое, с точки зрения конечного пользователя, представляет собой один виртуальный сервер. Практически «облачное» хранилище - это онлайн хранилище, в пределах которого пользовательские данные распределяются по многочисленным сетевым серверам. Пользователи облачных хранилищ не рискуют потерей информации, хранящейся на собственном компьютере, при выходе его из строя. Ответственность за хранение данных в этом случае берет на себя поставщик (хранитель) информации - организация, на которую возложена ответственность за хранение электронных документов. Другим преимуществом облачных технологий является удобство распространения информации путем предоставления пользователям возможности отправлять ссылки на свои файлы посредством электронной почты или социальных сетей.

По прогнозам специалистов, перспективы развития электронных носителей информации, с одной стороны, связаны с их дальнейшей миниатюризацией при одновременном увеличении информационной емкости, а с другой - с интеграцией информационно-коммуникационных и когнитивных технологий, обеспечивающей и позволяющей сделать акцент на учет потребностей конкретного потребителя информации.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >