Материальные носители информации

История кинематографа небольшая, известна даже точная дата его рождения – 28 декабря 1895 года. Тогда в «Большом кафе» на бульваре Капуцинов в Париже состоялся публичный показ “кинематографа братьев Люмьер”. Десятки операторов, обученных Люмьером, распространили его аппарат по всему миру. Братья Люмьер являются изобретателями многих приемов киносъемки, ставших ныне классическими.

Киноплёнка — перфорированная по краям лента из прозрачного и гибкого материала (подложки), предназначенная для записи движущегося изображения и звука. В большинстве случаев на подложку с одной стороны нанесён один или несколько слоёв фотоэмульсии, поскольку запись изображения и звука на киноплёнке производятся фотографическим способом. Проявленная киноплёнка содержит изображение и фонограмму кинофильма. Перфорация киноплёнки всех форматов строго стандартизирована во всём мире. С точки зрения передачи информации о цвете все пленки можно разделить на 2 группы — цветные и черно-белые. А с точки зрения передачи тона изображения и назначения — на негативные и обращаемые. Каждый из этих типов пленки требует своего химико-фотографического процесса обработки, и при его нарушении изображение на пленке может получиться некачественным либо вообще отсутствовать.

Развитие фонодокументирования также принесло с собой соответствующие материальные носители для фонодокументов. История фонодокументирования довольно молодая. В 1807 году физик Т. Юнг смог впервые закрепить следы колебания звука на закопченной бумаге. И только в 1877 году американскому изобретателю Т.А. Эдинсону удалось создать аппарат, получивший название фонограф, с помощью которого производилась не только запись, но и воспроизведение звука сначала на валике с оловянной фольгой, а затем на восковом валике. Немец Э.Берлинер осуществил на практике запись звука на цинковый диск, так в 1888 году был изобретен граммофон [6, с. 42].

Механическим материальным носителем фонодокумента может быть граммофонный или виниловый диск, магнитная лента, кассета с магнитной видеофонограммой.

Граммофонная пластинка - диск из синтетических материалов, на поверхности которого по спирали расположены канавки (дорожки) с записью звука, воспроизводимого с помощью предназначенных для этой цели аппаратов — граммофонов, электрофонов и др.  Диск Берлинера позволял снимать с него металлическую копию — матрицу для массового производства грампластинок путём штамповки вначале из целлулоида, эбонита, каучука, затем шеллачных смол. Первая в мире грампластинка, сделанная Берлинером, хранится в Национальном музее США в Вашингтоне. Материал для изготовления грампластинки — это особая смесь на основе сополимера винилхлорида с винилацетатом (поливинилхлорид) с различными добавками, для придания пластмассе необходимых механико-температурных свойств. Срок службы граммофонных пластинок определяется их механическим износом, зависит от интенсивности пользования, условий хранения. В частности, пластмассовые диски (грампластинки) могут деформироваться при нагревании (прил.2).

Механическая звукозапись длительное время была основным способом фонодокументирования, пока не уступила место магнитной звукозаписи. Первый аппарат магнитной записи, телеграфон, был запатентован в 1898 году, но низкое качество звука не позволяло использовать данное изобретение в практических целях. Оно стало востребованным в 1930-х годах после изобретения порошковой магнитной ленты и электронных усилителей записи и воспроизведения сигналов. Электромагнитная запись звука дала возможность не только документировать человеческую речь, но и корректировать записи[6, с.42].

Какими бы возможностями ни обладали механические носители информации, но развитие новых технологий, научные открытия, технические возможности и новейшие материалы постепенно привели к появлению более усовершенствованных в порядке записи, хранения и передачи информации носителей. Наступило время электронных носителей информации.

2.2. Электронные носители информации

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идет по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной емкостью при минимальных физических размерах носителя [6, c.52]. Всем этим параметрам в той или иной мере отвечают электронные носители информации, причем с каждым десятилетием данные качества все более и более усовершенствуются. К электронным носителям относят носители для однократной или многократной записи (обычно цифровой) электрическим способом: CD-ROM, DVD-ROM, полупроводниковые (флеш-память и т. п.), дискеты.

 Первыми электронными  носителями информации можно  считать компакт-кассеты – носители информации на магнитной ленте, самые распространенные медианосители для звукозаписи во второй половине XX века, применялись для записи аудиоинформации. Магнитная лента представляет собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. В качестве основы используются полиэтилентелефталатная (лучшая), поливинилхлоридная, ди- и триацетатная плёнки. Рабочий слой наносится на основу в виде магнитного лака, состоящего из магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок, улучшающих качество [12]. Сейчас в мире существует множество различных типов магнитных носителей: дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бобинные ленты и т., но постепенно и они уходят в прошлое. Магнитные кассеты способны хранить информацию около 30 лет, в то время как специальные виды пленки и картриджи (профессиональные варианты D3 и DLT cartridge) могут жить до 50 и 75 лет соответственно. При этом, правда, магнитные записи надо оберегать от воздействия электромагнитного излучения.

Начиная с 1980-х годов широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенный для записи и воспроизведения звука (компакт-диск CD), изображения (видеодиск), буквенно-цифровой информации, мультимедиа (CD-ROM, DVD) и др. при помощи лазерного луча. Первые оптические диски появились в 1979 г., фирма «Philips» создавала их для записи и воспроизведения звука. Оптический диск состоит из жёсткой, оптически прозрачной основы, на которую нанесён тонкий рабочий слой и дополнительный защитный слой. Бесконтактное считывание информации с компакт-диска осуществляется с помощью оптической головки или лазерного звукоснимателя.

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

1. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM). Информация на компакт-диск записывается только один раз в промышленных условиях, а на персональном компьютере её можно только читать. На CD-ROM издаются самые различные игры, энциклопедии, художественные альбомы, карты, атласы, словари и справочники. Все они снабжаются удобными поисковыми системами, позволяющими быстро найти нужный материал. Объёма памяти двух компакт-дисков CD-ROM хватает для размещения энциклопедии, превышающей по объёму Большую советскую энциклопедию. Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ.
2. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это даёт возможность, подобно магнитофону, делать на них записи в домашних условиях. На диски CD-R можно сделать запись только один раз, а на CD-RW – многократно, как на магнитном диске или ленте, можно стирать предыдущую запись и на её место делать новую. Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения.
3. Цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk)типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой емкостью (до 17 Гбайт). Основное отличие DVD-диска – в десятки раз более высокая плотность записи информации. Стандарт DVD определён таким образом, что будущие модели устройств считывания будут разрабатываться с учётом возможности воспроизведения всех предыдущих поколений компакт-дисков.

В настоящее время оптические (лазерные) диски не являются наиболее надежными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом. Изначально производители обещали, что эти форматы смогут хранить данные до 100 лет. Несколько лет практического использования показали, что диски под воздействием влажности, ультрафиолета и многих других факторов начинают разрушаться намного быстрее (например, пластик отслаивается от металлической подложки). Согласно обновленным спецификациям, подобные диски живут (речь идет о самых дорогих вариантах с золотой подложкой) 5-10 лет, а перезаписывающиеся вполне могут не продержаться и года.

Наряду с оптическими дисками несколько лет назад особой популярностью пользовались такие портативные магнитные носители информации, как дискета. Это было самое удобное средство передачи информации с компьютера на компьютер, дискеты используются и сейчас, но уже довольно редко. Дискета представляет собой диск из пластика, покрытый магнитным материалом и помещённый в защитный конверт. Этот конверт может быть гибким или прочным в зависимости от формата. Дискеты для персональных компьютеров выполняются в типоразмерах: 3,5‛ и 5,25‛ (соответственно 89 и 133 мм) и используются для переноса и хранения небольших объемов данных. Чтение и запись информации на дискету производится посредством дисковода. Запись производится головкой дисковода, скользящей по вращающемуся диску и намагничивающей поверхность. Современные дискеты имеют защиту от записи (diskette write protection), которая позволяет дисководу лишь считывать имеющиеся на диске данные, предотвращая их стирание или изменение. По степени надежности дискеты уступают многим другим сменным носителям (компакт-дискам, флэш-памяти), так как хранящиеся на них данные могут быть повреждены вследствие (даже не очень значительного) механического или магнитного воздействия, размагничивания при длительном хранении [12].

Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД – винчестер): является логическим продолжением развития технологии магнитного хранения информации. Это запоминающее устройство (устройство хранения информации) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Он имеет важные достоинства: чрезвычайно большая емкость, простота и надежность использования, возможность обращаться к тысячам файлов одновременно, высокая скорость доступа к данным[12]. С момента создания первых жёстких дисков в результате непрерывного совершенствования технологии записи данных их максимально возможная ёмкость непрерывно увеличивается. Ёмкость современных жёстких дисков (с форм-фактором 3,5 дюйма) достигает 4000 Гб (4 терабайт) и близится к 5 Тб. Но и у этого носителя есть некоторые минусы, которые будут способствовать вытеснению его с передовых позиций. Устройство это крайне и крайне ненадежное - большое количество движущихся деталей и хрупкость гарантируют ему среднее время жизни (до первой поломки) около 5 лет. То есть, если некоторая важная информация хранится на жестких дисках, то ее необходимо перезаписывать каждые пять лет (на самом деле - лучше каждый год).

В настоящее время среди электронных носителей приоритет  уже отдан флэш-памяти.

Флеш-память (англ. flash memory) — разновидность полупроводниковой технологии электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM). В быту это словосочетание закрепилось за широким классом твердотельных устройств хранения информации. Этот носитель является изобретением компании Toshiba в 1984 году, а в 1988 году Intel выпустила первый коммерческий флеш-чип. Главное отличие Flash от предшественников состояло в ином способе стирания информации: данные можно было обнулять или в определенном минимальном объеме (чаще всего берется блок размером 256 или 512 байт), или очищать сразу весь чип. Идеологически flash-память сочетает в себе память с произвольной выборкой (Random Access Memory – RAM) и постоянное запоминающее устройство ( Real Only Memory – ROM), т.е. позволяет изменять информацию как RAM и не теряет информацию при отключении как ROM [5, с.5].

Благодаря компактности, дешевизне, механической прочности, большому объёму, скорости работы и низкому энергопотреблению, флеш-память широко используется в цифровых портативных устройствах и носителях информации. Серьёзным недостатком данной технологии является ограниченный срок эксплуатации носителей, а также чувствительность к электростатическому разряду. Флешек хватает примерно на 5 лет, при этом в качестве архивирующих устройств использовать их не рекомендуется в принципе. Дело в том, что повреждение, например, CD приводит к потере лишь части данных, в то время как флешка "гибнет" целиком.

 USB-флеш-накопитель - запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB. Основное назначение USB-накопителей — хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем. Имеет свои преимущества: более устойчив к механическим воздействиям (вибрации и ударам) по сравнению с жёсткими дисками; не подвержен воздействию царапин и пыли, которые были проблемой для оптических носителей и дискет; способен хранить данные полностью автономно до 5 лет, наиболее перспективные образцы — до 10 лет. Также имеет ряд существенных недостатков: ограниченное число циклов записи-стирания перед выходом из строя; скорость записи и чтения ограничены пропускной способностью USB; чувствителен к электростатическому разряду, чувствителен к радиации [12].

Таким образом, нужно отметить, что развитие материальных носителей информации с глубокой древности и до наших дней идет в направлении поиска оптимального варианта носителя, который бы отвечал требованиям современной ему эпохи. Требования во все времена сводились к следующему: удобство, многофункциональность, возможность фиксирования большего объема информации и передачи ее во времени и пространстве, долговечность. Эволюционный путь носителей от самых примитивных в древности и современных энергозависимых свидетельствует о постоянном поиске идеального носителя, соответствующего всем перечисленным требованиям.

Казалось бы, самый распространенный носитель – бумага удовлетворяет всем необходимым требованиям: доступен, удобен в использовании, многофункционален, имеет возможность фиксировать большие объемы информации и передавать ее во времени и пространстве, но существует проблема долговечности – бумага является горючим материалом, требует определенных санитарно-биологических условий для хранения. С развитием телекоммуникаций бумажные документы вообще отходят на второй план, уступая место электронным.

Механические носители информации также удовлетворяли требованиям к носителю своего времени, но у них также существует проблема долговечности, они подвержены физическому старению. Но тем не менее, например, пленочные носители гораздо долговечнее бумажных и в архивной среде они остаются важным способом хранения резервных копий наиболее ценных документов. Также механические носители подвержены техническому старению, так как быстрое развитие техники иногда не дает возможности найти оборудование для их воспроизведения.