Технология хранения информации

Человек так устроен, что он не может долго хранить большие объемы информации в собственной памяти. У некоторых людей память лучше, у других хуже, но ни у кого нет безграничной и вечной памяти. Но человечество постоянно получает новые знания, изобретает новые устройства, машины и т.д. и, чтобы передать все свои знания следующим поколениям (детям, внукам, правнукам), требуется эти знания сохранить.

Носитель информации - это любой материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем информации.

Первоначально человек стал записывать сведения на песке, но дождь или волны уничтожали данные сведения. Человек стал записывать данные на земле, но и этот источник оказался не долговечным. Песок, земля – это…носители информации. Позднее человек стал хранить информацию на камне.

А какие недостатки были у такого носителя информации? (Чтобы получить необходимые сведения, человек вынужден был совершать большой путь, достаточно трудный и утомительный, к этим сооружениям. Чтобы переместить данный носитель информации на другое место, требовалось достаточно много усилий, так как камень очень тяжелый и неудобен для транспортировки).

И тогда камень сменил более легкий носитель - глиняная дощечка. На сырую глиняную поверхность твердой палочкой наносили сведения. Воспользоваться данным носителем можно было лишь после высыхания. Но глина оказалась очень хрупким носителем и также не пригодной для транспортировки. Человек стал задумываться о том, как создать такой носитель информации, чтобы он был: легким, долговечным, компактным, удобным для нанесения записей.

Примерно в III веке до н.э. в Египте разработали технологию изготовления тонкого листа из стеблей высокого тростника (папируса), росшего по берегам Нила. Стебли папируса разрезали на длинные узкие полоски, раскладывали их в один ряд в продольном направлении. Сверху укладывали второй слой полосок папируса, но уже в поперечном направлении и прижимали их плоским камнем. Слои склеивались между собой благодаря клейкому соку тростника. Высохший материал по своему свойству напоминал бумагу, только назывался он также папирусом.

Многие века письменные документы составлялись на пергаментных свитках. Их делали из кожи животных, определенным образом выделывали и растягивали так, чтобы получились тонкие листы.

Во II веке нашей эры в Китае изобрели технологию изготовления бумаги. Правда данную технологию хранили в секрете и до Европы бумага «дошла» только в XI веке, а до Руси - в XVI веке.

Свойства бумаги как носителя информации поистине уникальны: во-первых, она была дешевле пергамента или папируса, поскольку вырабатывалась из тряпья и древесины; во-вторых, тонкая бумага достаточно прочна и долговечна; в-третьих, бумага удобна для написания текста или нанесения рисунка.

В современном обществе можно выделить три основных вида носителей информации: бумажный, магнитный, оптический.

Запоминающие устройства, или память компьютера делятся на три группы:

• 1.    Оперативная память, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ — RAM);

• 2.    Постоянная память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ — ROM); 3. Внешняя память, внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) (винчестеры, дискеты, компакт-диски, накопители на магнитной ленте, магнитооптические диски и т.п.).

Данные и программы обычно хранятся на жестком диске. Программы, которые запускается на выполнение или документы, к которому обращается выполняемая программа, загружаются в оперативную память, поскольку время обращения процессора к оперативной памяти значительно меньше чем к внешнему запоминающему устройству. В постоянном запоминающем устройстве хранятся служебные данные и программы, необходимые для запуска компьютера сразу же после включения питания.

Оперативная память или RAM (Random Access Memory — память с произвольным доступом) предназначена для хранения информации, с которой работает процессор в данный момент времени. ОЗУ представляет собой микросхемы, которые установлены на небольшой плате, которая вставляется в специальный разъём на материнской плате компьютера. Данные в ОЗУ сохраняются до тех пор, пока к компьютеру подключено питание, и уничтожаются сразу же после его отключения.

Внутреннюю конструкцию ОЗУ можно представить как прямоугольную матрицу ячеек, в каждой из которых может храниться 1 бит информации. Другими словами, в каждую ячейку можно записать 1 или 0. Обмен данными между процессором и ОЗУ осуществляется по специальной шине (информационной магистрали). Операцию такого обмена называют циклом шины. Количество бит данных, которые передает или принимает процессор за один цикл шины, называют шириною шины.

ОЗУ выпускают в виде плат расширения, или модулей, которые вставляются в предназначенные для них розъёмы на материнской плате. Существуют модули конструкций SIMM (Single in-Line Memory Modules — платы с однорядным расположением микросхем памяти — устаревшие, почти не используется), DIMM (Dual In-Line Memory Modules — первоначально платы с расположением микросхем в один и два ряда) и RIMM — (Rambus In-line Memory Module).

Типы микросхем ОЗУ

Оперативная память используется в самых разных устройствах персонального компьютера — от видеокарты до лазерного принтера. Микросхемы оперативной памяти в этом случае могут принадлежать к разным модификациям, но все они относятся к типу динамической оперативной памяти (DRAM).

Микросхемы буферной или кэш-памяти, которые установлены в жестких дисках, дисководах CD-ROM и т.д., кэш первого и второго уровней, установленные на процессорах — это более быстрая (и более дорогая) статическая память (SRAM). Ёмкость этой памяти сравнительно небольшая — сотни килобайт против десятков и сотен мегабайт в DRAM, но скорость её роботы в десятки раз выше.

Ячейка статической памяти (SRAM — Static RAM) представляет собой электронное устройство, которое называется триггером и может находится в одном из двух устойчивых состояний: логического нуля и логической единицы. Состояние триггера сохраняется до тех пор, пока не исчезнет электропитание или на вход устройства не поступит сигнал, который переводить ёго в другое состояние.

Состояние ячейки динамической памяти (DRAM — Dynamic RAM) поддерживается зарядом конденсатора. Пока сохраняется заряд — в ячейке содержится единица, когда заряда нет — в ячейке содержится логический ноль. Поскольку заряд на конденсаторе сохраняется недолго (приблизительно несколько миллисекунд), устройство периодически перезаряжается путём считывания и перезаписи содержимого ячеек. Ячейки динамической памяти образуют матрицу, которая называется банком. Оперативная память выпускается в виде микросхем, которые собраны в специальные модули памяти. Несколько лет назад были распространены 72-контактные модули типа SIMM, которые необходимо было устанавливать в компьютер только парами (каждый модуль представлял собой половину стандартного «банка» памяти). В 1998 на рынке появились 168-контактные модули DIMM, которые можно было устанавливать по одному. При этом каждый модуль DIMM может содержать от 1 до 512 Мбайт оперативной памяти, но на практике сегодня пользуются модулями двух типов — 128 и 256 Мбайт. Объем оперативной памяти, составляющий 128 Мбайт — это минимум для современных компьютеров, которые работают под Windows 98, 2000, Ме, ХР, а 256 Мб и выше — оптимальная величина.

На большинстве материнских плат сегодня установлено 3 разъёма для подключения модулей оперативной памяти. Модули в эти разъемы можно вставлять разного объёма — например, 2 по 64 Мбайт и один — 128 Мбайт. Но желательно, чтобы модули при этом имели одну и ту же скорость доступа (например, 7 нс) и были выпущены одним и тем же производителем.

Самым распространенными носителями информации являются оптические или лазерные диски. По способу записи, лазерные диски делятся на следующие виды:

• 1.    CD-ROM, DVD-ROM- предназначены только для чтения. Записать или удалить информацию с такого диска нельзя. К таким дискам относятся обучающие, игровые программы, электронные учебники и т.д

• 2.    CD-R, DVD-R-записать информацию на диск можно только один раз. После записи удалить данные нельзя.

• 3.    CD-RW, DVD-RW- записать информацию на такой диск можно несколько раз.

И, наконец, носитель информации, который в настоящее время есть практически у каждого человека. Это флеш – карты. Создатели данного устройства настолько превзошли себя, что дизайн, оформление флеш – карт самое разнообразное.