Второе путешествие во времени:носители информации, созданные в XX веке

К носителям ХХ века относят носители для записи электрическим способом.

Имеют значительное преимущество перед бумажными (листы, газеты, журналы) по объему и удельной стоимости. Для хранения и предоставления оперативной (не долговременного хранения) информации -- имеют подавляющее преимущество, также имеются значительные возможности по предоставлению и в удобном потребителю виде (форматирование, сортировка).

Недостаток -- малый размер экрана (или значительный вес) и хрупкость устройств считывания, зависимость от источников электропитания .

В настоящее время электронные носители активно вытесняют бумажные, во всех отраслях жизни, что приводит к значительному сбережению древесины. Минусом их является то, что для считывания и для каждого типа и формата носителя необходимо соответствующее ему устройство считывания .

Виды материальных носителей информации от XX века по настоящее время

Магнитофон. В начале XX века продолжает совершенствоваться техника звукозаписи - появляется магнитофон (рис.10). В 1900 году публике был впервые представлен магнитофон, в котором звук записывался путем намагничивания участков проволоки. Час записи в начале XX века требовал 7 километров проволоки весом около 2 центнеров .

Перфокарты. С середины XX века появляются перфокарты (рис.11). Первые вычислительные машины в 20-50-х годах прошлого века все еще имели много общего со старинными шкатулками. Носители информации в те времена не знали понятий «удобство» и «высокая плотность записи». Данные загружались при помощи перфокарт -- картонных карточек с проделанными в них отверстиями. Информация записывалась и считывалась согласно определенным схемам, но в основе лежал двоичный код: наличие отверстия -1, отсутствие - 0 .

Жесткий диск

Следующим на арену вышел жесткий диск (рис. 12). Случилось это в 1956 году, когда IBM начала продажи первой дисковой системы хранения данных -- 305 RAMAC. Чудо инженерной мысли состояло из 50 дисков диаметром 60 см и весило около тонны. Объем жесткого диска по тем временам был просто феноменальным -- целых 5 МБ.

Главное преимущество новинки заключалось в высокой скорости работы: в системе RAMAC головка чтения или записи свободно «гуляла» по поверхности диска, так что данные записывались и извлекались заметно быстрее, чем в случае с магнитными барабанами.

В конце 60-ых годов IBM выпустила высокоскоростной накопитель с двумя дисками емкостью по 30 МБ. Объема в 60 МБ на тот момент было более чем достаточно, и производители накопителей стали работать над уменьшением габаритов моделей. К началу 80-ых винчестеры похудели до размеров сегодняшних 5,25-дюймовых приводов, а их цена упала до 2000 долларов за накопитель емкостью 10 МБ. К 1991 году максимальная емкость увеличилась до 100 МБ, к 1997 году -- уже до 10 ГБ, в наше время максимальная емкость Винчестера составляет около 1 ТБ .

Компакт - диск

В середине 70-ых целый ряд крупных компаний приступил к разработке носителей информации принципиального нового типа -- оптических накопителей. Выдающихся успехов на этом поприще добились компании Philips и Sony. Результатом их интенсивной работы стало появления стандарта CD (Compact Disk) (рис. 13), который был впервые продемонстрирован в 1980 году.

В продажу компакт-диски и соответствующие проигрыватели поступили в 1982 году. Благодаря феноменально низкой себе стоимости носителей формат CD сразу обрел популярность, однако в то время компакт-диски использовались только для хранения звуковой информации (до 74 минут аудио). Чтобы приспособить свое изобретение для работы с произвольными данными, компании Philips и Sony в 1984 году создали стандарт CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). В результате один компакт-диск обрел возможность хранить до 650 МБ информации -- огромная цифра на тот момент.

Со временем емкость носителей возросла до 700 МБ (или 80 минут аудио). В 1988 году компания TajyoYuden анонсировала формат записываемых дисков CD-R (Compact Disc Recordable).

В 1997 году появился формат CD-RW, позволяющий многократную перезапись данных на диске. В 1996 году на смену компакт-дискам пришел формат DVD (Digital Versatile Disc). По сути, это все тот же компакт-диск, но с увеличенной плотностью записи. Эффект был достигнут путем уменьшения размеров впадин и изменения типа лазера. Кроме того, у DVD может быть два рабочих слоя на одном диске. Объем однослойного диска составляет 4,7 ГБ, двухслойного -- 8,5 ГБ. Разумеется, для работы с DVD-дисками были выпущены специальные приводы .

В 1997 году формат DVD пополнился дисками типа DVD-R и DVD-RW. Цена лицензии на эту технологию была очень высока, поэтому ряд компаний объединились в так называемый «DVD+RW Alliance» и в 2002 году выпустили диски стандартов DVD+R и DVD+RW. Многие старые DVD-приводы отказывались работать с дисками нового типа, но «самозванцам» все же удалось завоевать популярность. Сегодня DVD-R(W) и DVD+R(W) мирно сосуществуют, а современные приводы поддерживают оба формата .

Флэш-памяти Первый вариант флэш-памяти (Flash Erase EEPROM) был разработан в 1984 году компанией Toshiba. Четырьмя годами позже подобное решение информационного носителя было представлено и компанией Intel. Накопители на основе флеш-памяти называют твердотельными, т.к. они не имеют движущихся частей. Это повысило надежность флеш-памяти по сравнению с другими носителями.

Стандартные рабочие перегрузки равняются 15g, а кратковременные могут достигать 2000 g, т.е. теоретически карта должна превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках и выдержать падения с трехметровой высоты. Причем в таких условиях гарантируется функционирование карты до 100 лет.

Стирание на этих картах происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка. Данные можно обнулять или в определенном минимальном размере, например, 256 или 512 байт, или полностью. Первыми флеш-накопителями были карты ATA Flash. Они изготавливались в виде PC Card со встроенным АТА контроллером. Потом начали выходить все новые и новые стандарты флеш-карт. Такие, как CompactFlashTypeI (CF I) и CompactFlashTypeII (CF II) - выпущены в 1994 году компанией SanDisk, представляют собой модификацию PC Card.

В 1995 году Smart Media Card (SMC) без встроенного контроллера разработаны компанией Toshiba .

1997 год - Infineon Technologies (подразделение Siemens) создает Multi Media Card (MMC), они еще меньше, чем рассмотренные выше и весят они всего 1,5 г, поэтому и предназначены для портативных устройств. Позже компания Panasonic (Matsushita Electronic) вместе с SanDisk и Toshiba разработали стандарт Secure Digital (SD), которые снабжены средствами защиты от незаконного копирования .

В 2001 году появляется USB-flash (рис.14), эта карта состоит из защитного колпачка и собственно накопителя с USB-разъемом (внутри него размещаются одна или две микросхемы флеш-памяти и USB-контроллер) снабжены средствами защиты от незаконного копирования. Технологии не стоят на месте. В сфере оптических накопителей большие перспективы ожидают диски AO-DVD (Articulated Optica lDigital Versatile Disc), работа над которыми кипит в недрах компании Iomega. В основе разработки лежит идея использования наноструктур -- участков диска с размерами меньшими, чем длина волны лазерного излучения. При этом сами участки могут располагаться под разными углами наклона. В итоге считывание информации происходит путем анализа характера распределения отраженного луча. В теории объем диска AO-DVD может превысить отметку в 800 ГБ .

Достаточно давно ведутся разработки в сфере голографической памяти. Наибольших успехов здесь достигла компания Optware. Она уже успела представить публике прототипы дисков формата HVD (Holographic Versatile Disc). Вполне возможно, что через несколько лет именно они придут на смену Blu-ray и HD DVD. Голографический диск состоит из нескольких отражающих слоев разного типа, а для их чтения используются сразу два лазера. Не вдаваясь в технические подробности, отметим, что теоретический объем HVD может достигать 3,9 ТБ.

Совсем скоро на смену флэш-накопителям придет память типа PRAM. Она не сулит невероятных объемов хранимой информации, а вместо этого предложит возросшее быстродействие. Другая перспективная технология, FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory), пока что находится в стадии начальной разработки. В ее основе лежит использование ферромагнитных конденсаторов в качестве ячеек памяти и молекул воды для изоляции этих ячеек. Плотность записи у такого накопителя можно будет довести до нескольких тысяч терабайт на квадратный сантиметр.

Какие-то технологии не получат распространения и будут преданы забвению. Однако одно ясно точно: вместимость и скоростные показатели носителей информации растут быстрее день ото дня, и спада в их развитии в ближайшем будущем не намечается .

Таким образом, способы документирования информации и формы передачи информации модернизируется, становятся все более удобными в использовании.

Сегодня практически каждый человек, идя на работу, учебу, просто по делам имеет при себе в кармане USB-flash или маленькую карту памяти, на которой у него записаны фотографии детей, семьи, родственников, нужные документы и материалы, любимый плейлист и т.п.

А наскальную роспись не положишь в карман, чтобы посмотреть ее, но эти носители информации являются общечеловеческим наследием .

Рост емкости внешних носителей информации

Давайте проследим, как с течением времени менялся объём и технология хранения информации на наиболее распространенных сменных носителях.

Условно все сменные носители информации можно разделить на следующие группы:

Принцип действия	Порядок ёмкости	Тип носителя
Механический (перфорация)	Десятки байт:	Перфокарта 45 или 80 колонная	45 и 80 байт (из них 8 байт служебных)
Механический (перфорация)	неограниченно	Перфолента	(зависит от длинны)
Магнитный	Десятки килобайт:	Магнитный барабан	20K–100K (последние модели до 1 Гб)
	неограниченно	Магнитная лента	(зависит от длинны)
	Сотни килобайт:	Дискета 8 дюймов	80К–1,6М
	Сотни килобайт:	Дискета 5,25 дюймов	110К–1,2М
	Единицы мегабайт:	Дискета 3,5 дюйма	720К–2,88М
	Десятки и сотни мегабайт:	ZIP-дискета	100М–250М
Полупроводниковый	Десятки и сотни мегабайт:	Флэш-память	8М–128М (последние модели до 64Г)
Оптический	Сотни мегабайт:	Оптический диск CD	640М–800М (длина волны считывающего лазера - 780 нм (инфракрасный))
	Единицы гигабайт	Оптический диск DVD	4,7Г (длина волны считывающего лазера - 650 нм (красный))
	Десятки гигабайт	Оптический диск BR-DVD (BD-ROM), HD-DVD	54Г (30Г) (длина волны считывающего лазера - 405 нм (фиолетовый))
	Сотни гигабайт	Оптический голографический диск HVD (Красный лазер)	200Г–1,6Т (длина волны считывающего лазера - 650 нм (красный))
	Единицы терабайт	Оптический голографический диск HVD (фиолетовый лазер)	3.9Т (длина волны считывающего лазера - 405 нм (фиолетовый))
Нано-оптический (атомный)	Терабайты, пэтабайты, эксабайты	В разработке	Терабайты, пэтабайты, эксабайты (длина волны считывающего лазера - 210 нм (ультрафиолетовый))

Механическая память (перфорация)

В 1725 году Базиль Бушон (Basile Bouchon) придумывает перфорированную бумажную ленту для записи программы, чтобы упростить изготовления сложных узоров на ткацком станке. Лионский ткач склеивает ленту в петлю и использует свое изобретение для программирования ткацких станков.

В 1728 году Жан-Баптист Фалькон (Jean-Baptiste Falcon) усовершенствует изобретение Бушона. Он заменяет перфорированную ленту карточками, соединенными в цепочку. Это позволяет легко заменять фрагменты программы.

Ткацкие станки Бушона-Фалькона были полуавтоматическими и требовали ручной подачи программы. Громадного успеха в автоматизации добился Жозеф Мари Жаккард (Joseph-Marie Jacquard), французский изобретатель, сын лионского ткача. В 1801 году он создал автоматический ткацкий станок, управляемый при посредстве перфокарт. Наличие или отсутствие отверстий в перфокарте заставляло нить подниматься или опускаться при ходе челнока, создавая тем самым запрограммированный рисунок. Станок Жаккарда был первым массовым промышленным устройством, автоматически работающим по заданной программе. Этот станок был отмечен медалью Парижской выставки, и вскоре только во Франции работало более 10 тысяч таких станков.

Перфокарты ткацких станков Жаккарда:

В 1884 году Herman Hollerith оформляет первый патент на хранение данных на перфокартах.

Среди компьютеров в середине XX века наибольшее распространение в СССР получила 80-колонная перфокарта, представленная ниже. Каждая колонка кодировала 1 байт. 8 байт из 80 были служебными. Также были ещё 45-колонные варианты перфокарт.

По ГОСТу, перфокарте предписывалось быть 187,4 миллиметра в длину и 82,5 миллиметра в ширину. Информация на нее заносилась двумерной матрицей, эдакой таблицей, состоящей, как правило, из 12 строк и 40 или 80 колонок.

Скорость обработки машинных перфокарт достигало 2000 карт в 1 мин. Воспроизведение (считывание) информации осуществлялось с помощью электромеханических считывателей или фотоэлементами. За рубежом применялись также перфокарты с 90, 40 и 21 колонкой с 6, 12 и 10 строками соответственно.

Магнитная память

Впервые мысль о том, что намагничивание может быть использовано для записи звука, была высказана неким Оверлингом Смитом в 1888 г. Описанное Смитом устройство имело все отличительные признаки магнитофона: магнитный носитель информации, механизм для его подачи и магнитную головку.

В 1898 году датчанин Вальдемар Пульсен создал и запатентовал телеграфон — аппарат для магнитной записи звука. Он представлял собой медный цилиндр, обмотанный тонкой стальной проволокой и движущийся вдоль него электромагнит. в 30-е годы 20 века в Германии вместе с идеей использовать для записи не проволоку, а ленту с напылённым на нее магнитным порошком.

В 1932 году австрийский ученый G. Taushek изобретает «Drum memory» — цилиндрическую память.

В 1952 году, в качестве внешнего носителя информации, в вычислительной машине IBM Model 701 впервые использовали магнитную ленту. Магнитная лента называлась Model 726. Первая магнитная лента могла содержать 1,4 Мбайт данных. Плотность ленты составляла 800 бит/дюйм, и была рассчитана на 9-дорожечную запись. Скорость считывания составляла 7500 байт/секунду, если учитывать также скорость ленты – 75 дюймов/сек. Лента была разработана компанией 3М (в последствии Imation). Примерно в это же время были изобретены и магнитные барабаны.

В 1962 году фирма IBM выпустила первые устройства внешней памяти со съемными дисками.

В 1967 компания IBM изобретает первую дискету. Гибкие диски фирма IBM стала разрабатывать после создания этой же фирмой в 1956 первого жесткого диска. 13 сентября 1956 года IBM начала поставки первого жесткого диска с произвольным доступом. Это устройство носило название RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control — «Метод учета и контроля с произвольным доступом»). Размером RAMAC был с приличный шкаф весом больше тонны. Объем памяти – 5 Мб. В состав накопителя входило 50 дисков диаметром 24 дюйма (61 см), которые вращались со скоростью 1200 об/мин. Головки чтения и записи поочередно подводились к каждому диску с помощью сервопривода. В среднем, время доступа в RAMAC составляло 0,6 секунды, скорость передачи данных могла достигать 9 Кбайт/с. Покрытие пластин было сделано из оксида железа. Опытный образец первой дискеты представлял собой диск без защитного конверта. После многочисленных доработок в 1971 году, компания IBM поставила на рынок 8-дюймовые гибкие диски, которые состояли из простого гибкого пластмассового диска, покрытого окисью железа и помещенного в картонный конверт.

На фотографии ниже представлены дискеты без защитных конвертов:

Появилось великое множество всевозможных магнитных и магнитооптических дисков, перечислять которые я не буду.

Полупроводниковая память

В 1984 году появилась Flash-память (Flash Erase EEPROM). Первый вариант флэш-памяти был разработан компанией Toshiba, и только в 1988 году сходное решение представила компания Intel. 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.

Первыми накопителями на флэш-памяти, появившимися на рынке, были карты ATA Flash. Эти накопители изготавливаются в виде стандартных карт PC Card. Карта имеет встроенный АТА контроллер. Благодаря чему карта при работе эмулирует обычный жесткий диск. Существует три типа PC-CARD ATA (I, II, III). Все они отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все типы обратно совместимы между собой — в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту, так как толщина разъемов у всех типов одинакова - 3,3 мм. Наибольшее применение получили карты ATA-flash Type I. Карты работают при напряжении 3,3В и 5В. PC-Card бывают объемом до 2GB. Вследствие больших своих размеров флэш-память этого стандарта не получила широкого применения. В настоящее время практически не используется.

USB-флэш-память (USB-память, «флэшка»), используемая вместо дискет для переноса информации между компьютерами - совершенно новый тип флэш-накопителей, появившийся на рынке только в 2001 г. По форме USB-память напоминает брелок продолговатой формы, состоящий из двух половинок - защитного колпачка и собственно накопителя с USB-разъемом (внутри него размещаются одна или две микросхемы флэш-памяти и USB-контроллер).

Оптическая память

В 1972 году фирма Philips впервые представила устройство, в котором такая информация считывалась с прозрачного пластмассового диска оптическим способом. Новый носитель позволял записать 5...7-минутный видеоклип либо высококачественную стереофоническую звукозапись длительностью 70 минут. Запись и считывание осуществлялись в аналоговом виде.

В 1978 году той же фирмой Philips была создана система цифровой оптической звукозаписи с современным компакт-диском в роли носителя.

В 1981 году Philips совместно с фирмой Sony представила доработанную систему цифровой оптической звукозаписи, параметры которой стали мировым стандартом де-факто и в 1982 году были утверждены Международной электротехнической комиссией (МЭК). Эти стандартные параметры таковы: диаметр диска 120 мм; запись в виде непрерывной спиральной дорожки с началом у центра диска; ширина дорожки 1 мкм; шаг спирали 1,6 мкм; запись с постоянной линейной скоростью 1,2...1,4 м/с; поверхностная плотность записи 106 Мбит/см2; скорость считывания информации 2 Мбит/с; модуляция EFM; коррекция ошибок двойным кодом Рида-Соломона с перемежением. Для фиксации информации используется покадровая система записи. Компакт-диск получился настолько удачным и емким, что на него практически сразу же обратили внимание создатели персональных компьютеров. В 1986 году первые CD-ROM начали встраиваться в ПК.

Для пользователя оптические диски являются дешевой но некомпактной альтернативой флэш-памяти. До сих пор широко распространённые оптические носители CD-RW, записываемые инфракрасным полупроводниковым лазером (лазерным светодиодом), в настоящее время вытесняются DVD-RW, записываемые красным полупроводниковым лазером, формат которого был предложен ещё в 1995 году.

Также в настоящее время появляются первые устройства HD-DVD и BR-DVD, использующие фиолетовый полупроводниковый лазер лазер с длиной волны 405 нм.

Разрабатываются также гибридные диски, на которые возможно производить запись сразу в нескольких форматах. Кроме того, скоро ожидается появление голографических оптических дисков (HVD), хранящих страницы информации в объёмных голограммах. О них я уже рассказывал в соответствующей статье .

Существуют также и более отдалённые перспективы развития оптического способа записи. Например, атомно-голографическая запись, описанная у меня на сайте в соответствующей статье .

Развитие технологии оптического хранения информации

В таблице, представленной ниже, даны сравнительные характеристики приводов и оптических дисков четырёх распространённых форматов:

Налицо динамика укорачивания длины волны полупроводникового лазера, что позволяет более плотно записывать информацию на оптические диски. Обозначается тенденция к переходу длин волн в ультрафиолетовый диапазон. Так, 17 мая 2006 года японские исследователи из лабораторий NTT Basic Research Laboratories создали ультрафиолетовый светодиод, длина волны которого составляет порядка 210 нм! Это самая короткая длина волны, свет которой может распространяться в воздухе. Это первый шаг к ультрафиолетовым лазерным светодиодам.

Схематично длины волн полупроводниковых лазеров, применяющихся в различных устройствах чтения-записи, можно увидеть на следующем рисунке:

Таким образом, в ближайшее время нам следует ждать голографические диски, информация на которых будет записываться лучом лазерного диода с длиной излучаемой волны порядка 210 нм.

Проектная работа по теме

«Эволюция материальных носителей информации»

Тишкунова Константина и Алексеева Артема

учеников 7а класса

МОУ «Сланцевская СОШ №3»

Цели работы:

Рассмотрение эволюции материальных носителей информации с 40 тысячелетия до нашей эры по 2 тысячелетие до нашей эры.

Эволюция материальных носителей с начала нашей эры до начала 20 века нашей эры.

Рассмотрение эволюции материальных носителей информации от начала 20 века по наши дни.

Объектом исследования является история развития материальных носителей информации. Предмет исследования – поэтапное рассмотрение эволюции материальных носителей информации.

Наша цивилизация немыслима в её сегодняшнем состоянии без носителей информации. Наша память ненадёжна, поэтому достаточно давно человечество придумало записывать мысли во всех видах. Носитель информации - это любое устройство, предназначенное для записи и хранения информации.

Эволюция это развитие явления или процесса, в результате постепенных непрерывных изменений, переходящих одно в другое без скачков и перерывов. Развитие наблюдается практически везде, и конечно эволюция не обошла стороной материальные носители информации.

Эволюция материальных носителей информации с 40 тысячелетия до нашей эры по 2 тысячелетие до нашей эры.

Первыми носителями информации были, по всей видимости, стены пещер. Наскальные изображения и петроглифы изображали животных, охоту и бытовые сцены. На самом деле точно неизвестно, предназначались ли наскальные рисунки для передачи информации, или служили простым украшением, совмещали эти функции или вообще нужны были для чего-то ещё. Тем не менее, это самые старые носители информации, известные сейчас, появление их относят примерно к 40 тысячелетию до нашей эры.

Примерно в седьмом веке до нашей эры в качестве материальных носителей информации начинают использовать глиняные таблички, восковые таблички, кости животных, шкуры зверей, деревянные планки и т.п.

Для отправки корреспонденции писцы использовали глиняные таблички, шкуры, кости и деревянные планки. Множество дощечек с нарисованными тушью или выжженными раскаленной иглой символами связывались кожаным ремешком и укладывались в корзину, образуя «книгу». Самые старые записи носили хозяйственный или религиозный характер.

Глиняная табличка является древнейшим письменным инструментом, просуществовавшим почти без изменений тысячелетия. Глиняные таблички появились там, где возникла первая письменность - в Египте и Месопотамии. Они представляли собой деревянные дощечки со слоем сырой глины на лицевой поверхности. На глиняной табличке писали тростниковыми или костяными палочками. Затем табличку подсушивали. Благодаря тому, что слой глины был достаточно тонким, табличка при высыхании не растрескивалась и сохранялась в целости довольно долго. Надпись стирали, смачивая табличку водой и выравнивая глиняную поверхность. Если же письмена надо было сохранить надолго, табличку обжигали в печи. Надписи на обожженных табличках не разрушались со временем. Поэтому в наши дни археологи часто находят черепки с древними письменами, расшифровав которые, можно узнать, как жили древнейшие народы. Структура глины и небольшая поверхность глиняной таблички как нельзя лучше подходили для клинописного письма. Клинопись состоит из сгруппированных клинообразных черточек, которые выдавливались в сырой глине таблички. Клинопись возникла в Древнем Шумере около 3 тысяч лет до нашей эры. В быту многих народов глиняные таблички дожили до изобретения бумаги, а кое-где применялись до всеобщего ее распространения. Причина, опять же, в доступности глины. Для изготовления глиняной таблички не требовалось ни специальной мастерской, ни денег. С глиняной табличкой связано возникновение первых школ и зарождение литературы. Глиняная табличка способствовала развитию общественного уклада, торговли, науки и искусства. То есть можно смело утверждать, что с изобретением глиняной таблички человеческая цивилизация вступила в эпоху расцвета культуры.

Восковая табличка это дощечка из твёрдого материала (самшит, бук, кость) с выдолбленным углублением, куда заливался тёмный воск. В Римской империи пришла на смену свинцовым листам. На дощечке писали, нанося на воск знаки острой металлической палочкой - стилусом. В случае необходимости надписи можно было стереть, загладить, и воспользоваться дощечкой вторично. В Древнем Риме употреблялись для письма, в Средневековье использовались главным образом для черновых заметок, деловых записей, писем, денежных расчётов. Складывались воском вовнутрь и соединялись по две (диптих) или три (триптих) штуки или по нескольку штук кожаным ремешком (полиптих). На Руси также письмо на церах имело некоторое распространение. Об этом говорят многочисленные найденные при археологических раскопках в Новгороде стилусы и один полиптих - Новгородский кодекс. В условиях жаркого климата записи на восковых дощечках были недолговечны, однако некоторые оригиналы восковых табличек сохранились до наших дней (например, с записями французских королей). Сохранились и миниатюры с изображениями людей Средневековья, пишущих на них (например, изображение писательницы XII веке Хильдегарды Бингенской).

Во второй половине третьего тысячелетия появляется папирус, как материальный носитель информации.

Деревянные или бамбуковые «книги» были неудобны и тяжелы. Китайским императорам приходилось подписывать по 50 кг «документов» в день! Научившись склеивать из полосок тростника листы папируса, египтяне облегчили труд чиновника.

Папирус (греч. πάπυρος), или Би́блиос это писчий материал, в древности использовавшийся в Египте и других странах. Для изготовления папируса использовалось одноимённое водно-болотное растение (Cyperus papyrus), принадлежащее к семейству Осоковые. В древности дикорастущий папирус был распространён в дельте Нила, ныне же он почти вывелся. При изготовлении писчего материала стебли папируса очищали от коры, сердцевину разрезали вдоль на тонкие полоски. Получившиеся полоски раскладывали внахлёст на ровной поверхности. На них выкладывали под прямым углом ещё один слой полосок и помещали под большой гладкий камень, а потом оставляли под палящим солнцем. После сушки лист папируса отбивали молотком и выглаживали. Затем получившиеся листы папируса приклеивали один к другому; передний из них назывался протоколон . Листы в окончательной форме имели вид длинных лент и потому сохранялись в свитках (а в более позднее время - соединялись в книги). Сторона, на которой волокна шли горизонтально, была лицевой.

Когда основной текст становился не нужен, обратная сторона могла быть, например, использована для записи литературных произведений (часто, впрочем, ненужный текст просто смывали). В Древнем Египте папирусы появились ещё в додинастическую эпоху, вероятно, одновременно с изобретением письма. На папирусах писали скорописью, сначала иератическим письмом, а в I тыс. до н. э. - демотическим. Для записи сакральных текстов использовались курсивные египетские иероглифы. Кроме того, на папирусы могли наноситься изображения (известные примеры: Туринский эротический папирус и виньетки Книги мёртвых). В античную эпоху папирус был основным писчим материалом во всём греко-римском мире. Производство папируса в Египте было весьма велико, и фабрики папируса существовали здесь даже до времен халифов. Но сохранились папирусы только в Египте благодаря уникальному климату. Находки греческих папирусов в Египте (особенно в Оксиринхе) внесли неоценимый вклад в классическую филологию (их изучением занимается специальная дисциплина - папирология).

Так, например, один из папирусов сохранил для нас «Афинскую политию» Аристотеля, от которой в противном случае было бы известно только название. На папирусах до нас дошли произведения Менандра, Филодема Гадарского, латинская поэма «Алкестида Барселонская».

Своё положение основного писчего материала в Европе и на Ближнем Востоке папирус стал утрачивать в VIII веке. Больше двухсот лет папирусные свитки не хранились, и со временем их в качестве основного материала сменил пергамент, получавшийся выделкой кож различных животных - овец, коз, телят, а при острой надобности - и кошек.

Для письма использовались кисти из стеблей растений рода Ситник или Тростник, позже перо с раздвоенным концом - калям, чёрная и красная краска. Заросли тростника на берегах Нила быстро редели. На Востоке папирус использовался до 8 века н. э., но в Европе он был забыт уже в раннем средневековье. Для записей (примерно во втором веке до нашей эры) стал использоваться пергамент это материал для письма из недублёной кожи животных. Также древняя рукопись на таком материале. С древности и до наших дней пергамент известен у евреев под названием «гвиль», как канонический материал для записи Синайского Откровения в рукописных свитках Торы (Сефер Тора). На более распространённом виде пергамента «клаф» пишутся также отрывки из Торы для тфил и мезуз. Для изготовления этих разновидностей пергамента используются исключительно шкуры кошерных видов животных.

По свидетельству греческого историка Ктесия в V в. до н. э. кожа уже в то время издавна употреблялась в качестве материала для письма у персов. Откуда она под именем «дифтера» рано перешла в Грецию, где употреблялись для письма обработанные овечьи и козьи шкуры.

Ошибочно в качестве изобретателя пергамента указывается царь Пергама Эвмен II (197-159 до н. э.).

В период зарождения печатного дела был короткий период когда пергамент и бумага использовались взаимозаменяемо: хотя большая часть Библии Гутенберга отпечатана на бумаге, сохранились и пергаментные версии.

Бурный рост книгопечатания в Средние века привел к сокращению использования пергамента, так как его цена и сложность изготовления, а также объем производства уже не удовлетворяли потребностей издателей. Отныне и по наши дни пергамент стал использоваться в основном художниками и в исключительных случаях для книгоиздания. В монастырском книжном обиходе средних веков пергаменные кодексы постепенно вытеснили папирусные свитки. С IV в. н. э. уже был распространён обычай писать богослужебные книги на пергамене, и в Средние века для этой цели папирус почти не употреблялся.

Средние века знали два основных сорта пергамена: собственно пергамен и веллум. Для изготовления пергамена употреблялись шкуры овец, баранов, телят, свиней и других животных. На велен шли шкуры новорожденных и особенно мертворождённых ягнят и телят. На юге Европы в Средние века употребляли козьи и овечьи шкуры, в Германии и Франции пользовались преимущественно телячьими. Из ослиной кожи пергамент не выделывался.

Пергамен был толще и грубее велена, но раннее Средневековье практически не знало велена, поскольку его начали широко применять в производстве книг только с конца XII в.

Вне зависимости от того, какие шкуры использовались, мастера - пергаменщики начинали с промывки шкуры и удаления наиболее грубого и жёсткого волоса. После этого шкуры подвергали золению, то есть длительному вымачиванию в известковом растворе. В извести шкуры выдерживали от трёх до десяти дней в зависимости от температуры окружающего воздуха, а затем промывали в воде. Это облегчало удаление волоса.

После выпадения волосяного покрова шкуры натягивали на деревянные рамы и мездрили, то есть отделяли от дермы нижний слой шкуры - подкожную клетчатку. Эта операция производилась при помощи полукруглых ножей. Затем шкуры шлифовали и выглаживали пемзой.

При последней операции в пергамент втирался меловой порошок, впитывающий жир, не удалённый при предыдущих обработках. Помимо этого, меловой порошок делал пергамент более светлым и однородным по цвету. Так же с целью отбелить пергамент в него втирались мука, белки или молоко.

В Российской национальной библиотеке хранится рукопись святого Августина, писаная на превосходном, мягком и тонком, почти белом пергаменте, выделка которого представляет своего рода совершенство.

К писцам и художникам пергамент поступал разрезанным и, как правило, собранным в тетради. Преимущество пергамента над папирусом заключается в том, что на пергаменте можно писать с обеих сторон листа, а кроме того, его можно использовать повторно.

С 40 тысячелетия до нашей эры по нашу эру материальные носители проделали очень большой путь – начиная от каменных носителей и скал и заканчивая во втором веке до н.э. пергаментом. Начало же нашей эры ознаменовалось появлением бумаги.

Эволюция материальных носителей с начала нашей эры

до начала 20 века нашей эры.

В первом, начале второго века нашей эры появляется бумага (предположительно от итал. Bambagia - хлопок). Это материал в виде листов для письма, рисования, упаковки и т. п., получаемый из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья (тряпья и макулатуры).

Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена в 105 году н. э. Цай Лунем. Однако в 1957 году в пещере Баоця северной провинции Китая Шаньси обнаружена гробница, где были найдены обрывки листов бумаги. Бумагу исследовали и установили, что она была изготовлена во II веке до нашей эры.

До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а еще раньше из шелка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда. Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Все это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

После изобретения Цай Луня, процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Стали добавлять для повышения прочности крахмал, клей, естественные красители и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А еще через 150 лет, через военнопленных попадает к арабам.

В VI-VIII веках производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI-XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV-XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно - ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычерпкой её формами с сетчатым дном.

Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата - ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

Для приготовления бумаги нужны растительные вещества, обладающие достаточно длинным волокном, которые, смешиваясь с водой, дадут однородную, пластичную, т. н. бумажную массу. Полуфабрикатами для производства бумаги могут служить:

древесная масса или целлюлоза;

целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других);

полуцеллюлоза; макулатура;

тряпичная полумасса;

для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна.

С 18 века начинается звукозапись. Революцией в деле хранения и передачи информации стало появление в 18 веке музыкальных шкатулок . До сих пор все носители информации были рассчитаны на единственное считывающее устройство - человеческий глаз. В шкатулке же мелодия записывалась не нотными знаками, а выступами вращающегося валика. Считывал ее специальный механизм. Для предварительной записи мелодии использовался металлический диск, на который нанесена глубокая спиральная канавка. В определенных местах канавки делаются точечные углубления - ямки, расположение которых соответствует мелодии. При вращении диска, приводимого в движение часовым пружинным механизмом, специальная металлическая игла скользит по канавке и "считывает" последовательность нанесенных точек. Игла скреплена с мембраной, которая при каждом попадании иглы в канавку издает звук.

В конце 19 века появляются фонограф и патефон. Механические музыкальные инструменты со сменяемыми валиками пользовались большим спросом до 30-х годов 20 века. Но уже в 1877 году Томас Эдисон изобрел фонограф - прибор, записывающий звук на валики из олова или воска. А в 1887 году Эмиль Берлинер открыл способ массового тиражирования граммофонных пластинок. Первое время длительность записи на каждой из них составляла только 3 минуты.

Фонограф это первый прибор для записи и воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук. Изобретение стало поразительным событием того времени; дальнейшим развитием фонографа стали граммофон и патефон. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек». Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза ». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

На своё изобретение Эдисон получил патент (U.S. Patent 20052) выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года.

В период с 1878 по 1887 гг. Эдисон отложил работу над фонографом (занимаясь лампой накаливания). Продолжив работу, Эдисон начал использовать для записи звука цилиндр с восковым покрытием (идея предложена Шарлем Тентэ). В 1887 году изобретателем Эмилем Берлинером было предложено применять звуконосители не цилиндрической формы, а в форме плоского диска (патент получен в 1896 году). При этом звуковая дорожка представляет собой спираль, что увеличивает длительность записи. Своё устройство Берлинер назвал «граммофон».

Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке. Патефон (от названия французской фирмы "Pathe") имел форму портативного чемоданчика. Вращалась пластинка с помощью пружинного двигателя, который приходилось "заводить" специальной ручкой. Однако, благодаря своим скромным размерам и весу, простоте конструкции и независимости от электрической сети, патефон получил очень широкое распространение среди любителей классической, эстрадной и танцевальной музыки. До середины нашего века он был непременной принадлежностью домашних вечеринок и загородных поездок. Пластинки выпускались трех стандартных размеров: миньон, гранд и гигант.

С начала нашей эры по начало двадцатого века произошел большой рывок в эволюции материальных носителей информации – до 18 века носители были в основном рассчитаны на зрительную передачу информации. С 18 века теперь записанную информацию стало возможно воспринимать и на слух, не говоря уже о создании бумаги, которой мы пользуемся и по сей день.

Эволюции материальных носителей информации от начала 20 века по наши дни.

В начале 20 века продолжает совершенствоваться техника звукозаписи – появляется магнитофон. Его пластинки действовали подобно валикам шкатулок. Борозды направляли движение иглы и механически воздействовали на мембрану патефона. Но уже в 1900 году публике был впервые представлен магнитофон, в котором звук записывался путем намагничивания участков проволоки. Час записи в начале 20 века требовал 7 километров проволоки весом около 2 центнеров.

С середины двадцатого века появляются перфокарты. Первые вычислительные машины в 20-50-х годах прошлого века все еще имели много общего со старинными шкатулками. Носители информации в те времена не знали понятий «удобство» и «высокая плотность записи». Данные загружались при помощи перфокарт - картонных карточек с проделанными в них отверстиями. Информация записывалась и считывалась согласно определенным схемам, но в основе лежал двоичный код: наличие отверстия -1, отсутствие - 0.

Следующим на арену вышел жесткий диск. Случилось это в 1956 году, когда IBM начала продажи первой дисковой системы хранения данных - 305 RAMAC. Чудо инженерной мысли состояло из 50 дисков диаметром 60 см и весило около тонны. Объем жесткого диска по тем временам был просто феноменальным - целых 5 МБ! Главное преимущество новинки заключалось в высокой скорости работы: в системе RAMAC головка чтения/записи свободно «гуляла» по поверхности диска, так что данные записывались и извлекались заметно быстрее, чем в случае с магнитными барабанами.

В конце шестидесятых годов IBM выпустила высокоскоростной накопитель с двумя дисками емкостью по 30 МБ. Объема в 60 МБ на тот момент было более чем достаточно, и производители накопителей стали работать над уменьшением габаритов моделей. К началу восьмидесятых винчестеры похудели до размеров сегодняшних 5,25-дюймовых приводов, а их цена упала до 2000 долларов за накопитель емкостью 10 МБ. К 1991 году максимальная емкость увеличилась до 100 МБ, к 1997 году - уже до 10 ГБ, в наше время максимальная емкость Винчестера составляет около 1 ТБ.

В середине семидесятых целый ряд крупных компаний приступил к разработке носителей информации принципиального нового типа - оптических накопителей. Выдающихся успехов на этом поприще добились компании Philips и Sony. Результатом их интенсивной работы стало появления стандарта CD, который был впервые продемонстрирован в 1980 году. В продажу компакт-диски и соответствующие проигрыватели поступили в 1982 году. Благодаря феноменально низкой себестоимости носителей формат CD сразу обрел популярность, однако в то время компакт-диски использовались только для хранения звуковой информации (до 74 минут аудио). Чтобы приспособить свое изобретение для работы с произвольными данными, компании Philips и Sony в 1984 году создали стандарт CD-ROM. В результате один компакт-диск обрел возможность хранить до 650 МБ информации - огромная цифра на тот момент. Со временем емкость носителей возросла до 700 МБ (или 80 минут аудио). В 1988 году компания Tajyo Yuden анонсировала формат записываемых дисков CD-R (Compact Disc Recordable). В 1997 году появился формат CD-RW, позволяющий многократную перезапись данных на диске. В 1996 году на смену компакт-дискам пришел формат DVD (Digital Versatile Disc). По сути, это все тот же компакт-диск, но с увеличенной плотностью записи. Эффект был достигнут путем уменьшения размеров впадин и изменения типа лазера. Кроме того, у DVD может быть два рабочих слоя на одном диске. Объем однослойного диска составляет 4,7 ГБ, двухслойного - 8,5 ГБ. Разумеется, для работы с DVD-дисками были выпущены специальные приводы.

Первый вариант флэш-памяти был разработан в 1984 году компанией Toshiba. Четырьмя годами позже подобное решение информационного носителя было представлено и компанией Intel. Накопители на основе флеш-памяти называют твердотельными, т.к. они не имеют движущихся частей. Это повысило надежность флеш-памяти по сравнению с другими носителями. Стандартные рабочие перегрузки равняются 15g, а кратковременные могут достигать 2000 g, т. е. теоретически карта должна превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках и выдержать падения с трёхметровой высоты. Причем в таких условиях гарантируется функционирование карты до 100 лет. Стирание на этих картах происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка. Данные можно обнулять или в определенном минимальном размере, например, 256 или 512 байт, или полностью. Первыми флеш-накопителями были карты ATA Flash. Они изготавливались в виде PC Card со встроенным АТА контроллером.

Потом начали выходить все новые и новые стандарты флеш-карт. Такие, как Compact Flash TypeI (CF I) и Compact Flash TypeII (CF II) – выпущены в 1994 году компанией SanDisk, представляют собой модификацию PC Card.

В 1995 году SmartMedia Card (SMC) без встроенного контроллера разработаны компанией Toshiba. 1997 год - Infineon Technologies (подразделение Siemens) создает MultiMediaCard (MMC), они еще меньше, чем рассмотренные выше и весят они всего 1,5 г, поэтому и предназначены для портативных устройств.

Позже компания Panasonic (Matsushita Electronic) вместе с SanDisk и Toshiba разработали стандарт Secure Digital (SD), которые снабжены средствами защиты от незаконного копирования.

В 2001 году появляется USB- flash, эта карта состоит из защитного колпачка и собственно накопителя с USB-разъемом (внутри него размещаются одна или две микросхемы флеш-памяти и USB-контроллер) снабжены средствами защиты от незаконного копирования.

Технологии не стоят на месте. В сфере оптических накопителей большие перспективы ожидают диски AO-DVD (Articulated Optical Digital Versatile Disc), работа над которыми кипит в недрах компании Iomega. В основе разработки лежит идея использования наноструктур - участков диска с размерами меньшими, чем длина волны лазерного излучения. При этом сами участки могут располагаться под разными углами наклона. В итоге считывание информации происходит путем анализа характера распределения отраженного луча. В теории объем диска AO-DVD может превысить отметку в 800 ГБ.

Достаточно давно ведутся разработки в сфере голографической памяти. Наибольших успехов здесь достигла компания Optware. Она уже успела представить публике прототипы дисков формата HVD. Вполне возможно, что через несколько лет именно они придут на смену Blu-ray и HD DVD. Голографический диск состоит из нескольких отражающих слоев разного типа, а для их чтения используются сразу два лазера. Не вдаваясь в технические подробности, отметим, что теоретический объем HVD может достигать 3,9 ТБ.

Совсем скоро на смену флэш-накопителям придет память типа PRAM. Она не сулит невероятных объемов хранимой информации, а вместо этого предложит возросшее быстродействие. Другая перспективная технология, FeRAM, пока что находится в стадии начальной разработки. В ее основе лежит использование ферромагнитных конденсаторов в качестве ячеек памяти и молекул воды для изоляции этих ячеек. Плотность записи у такого накопителя можно будет довести до нескольких тысяч терабайт на квадратный сантиметр. Увы, на данный момент это лишь теория.

Заключение:

Сегодня, практически каждый человек, идя на работу, учебу, просто по делам имеет при себе в кармане маленькую карту памяти, на которой у него записаны фотографии детей, семьи, старших родственников, любимый плейлист и т.п. Все мы много знаем о современных нам носителях информации, но что же делать с остальными, более древними, о которых мы даже не задумываемся? Конечно, наскальную роспись особенно не положишь в карман, чтобы посмотреть её, допустим при поездке в автобусе, но эти носители информации являются общечеловеческим наследием. Но не всё так плохо. Остальные носители информации постоянно развиваются и совершенствуются: уменьшаются физические размеры и увеличивается информационная ёмкость. Законодательство о новейших носителях информации тоже не стоит на месте. Традиционные же носители информации так крепко проникли в нашу жизнь, что невозможно представить жизнь без них.

Документ

Жизни. 24. Человеческая эволюция есть эволюция сознания. 25. Всё ... злокачественные новообразования - негативный процесс эволюции , и талантом человечества он может... отображение всего сущего, а материальным носителем информации может являться спин. Не...

Тайные возможности человека дмитрий Викторович кандыба

Документ

Информационно зависим от окружающей среды. Материальными носителями информации являются все виды материи, известные... организмов информационный мир усложняется, в процессе эволюции происходит специализация в функционировании разных групп...

Рузавин Г. И. Р 83 Концепции современного естествознания: Учебник для вузов

Учебник

Тесно связан с взаимодействием нуклеотидов, являющихся материальными носителями информации , и протеинов (полипептидов), служащих... как закономерный продукт эволюции материального мира, а потому его эволюция , как и эволюция общества в целом...

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИСТОРИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра архивоведения и исторической информатики

ЧУПРИН ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ

ЭВОЛЮЦИЯ МАТЕРИАЛЬНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

Курсовая работа студента 2-го курса очной (очно-заочной, заочной) формы обучения

Барнаул 2010

Курсовая работа по теме: Эволюция материальных носителей информации

Данная тема (на мой взгляд) актуальна, прежде всего, с этической точки зрения. В нашей жизни мы практически каждый день имеем дело с документами и большинство людей не имеют представления об истории их эволюции. По указанной причине я и выбрал эту тему.

Цель работы заключается в рассмотрении эволюции материальных носителей информации.

Задачи курсовой работы:

Эволюция материальных носителей с начала нашей эры до начала 20 века нашей эры.

Рассмотрение эволюции материальных носителей информации от начала 20 века по наши дни.

Объектом исследования в моей курсовой является история развития материальных носителей информации. Предмет работы – поэтапное рассмотрение эволюции материальных носителей информации.

Хронологические рамки я определил с сорокового тысячелетия до нашей эры по наши дни т.к. примерно в сороковом тысячелетии до нашей эры появляются первые материальные носители информации.

На главы работа разделена по принципу: в первой главе рассматриваются древнейшие носители с 40 тысячелетия до нашей эры по 2 тысячелетие до нашей эры, которые уже практически не используются. Во второй главе с начала нашей эры до начала 20 века нашей эры рассматриваются материальные носители признанные традиционными и в третьей главе рассматриваются новейшие носители информации.

Работа состоит из введения, трех глав, заключения, приложений и списка литературы.

Наша цивилизация немыслима в её сегодняшнем состоянии без носителей информации. Наша память ненадёжна, поэтому достаточно давно человечество придумало записывать мысли во всех видах.
Носитель информации - это любое устройство, предназначенное для записи и хранения информации.

Эволюция это развитие явления или процесса, в результате постепенных непрерывных изменений, переходящих одно в другое без скачков и перерывов. Развитие наблюдается практически везде, и конечно эволюция не обошла стороной материальные носители информации.

Рассматривая законы и подзаконный акты, такие, как Федеральный закон об архивном деле в РФ 1 мне показалось, что древнейшим и современным носителям информации уделяется очень мало внимания, сосредоточены эти законы в основном на традиционных носителях информации, таких, как бумага и т.п. Разные исследователи по разному относятся к древнейшим носителям информации: некоторые считают их необходимыми и очень важными, некоторые просто игнорируют их существование, но не будем заострять на этом внимание, ведь у каждого из нас есть своё мнение и отношение.

Глава первая: Эволюция материальных носителей информации с 40 тысячелетия до нашей эры по 2 тысячелетие до нашей эры.

Первыми носителями информации были, по всей видимости, стены пещер. Наскальные изображения (Приложение 1. Рис. 1.) и петроглифы (от греч. petros - камень и glyphe - резьба) изображали животных, охоту и бытовые сцены. На самом деле точно неизвестно, предназначались ли наскальные рисунки для передачи информации, или служили простым украшением, совмещали эти функции или вообще нужны были для чего-то ещё. Тем не менее, это самые старые носители информации, известные сейчас, появление их относят примерно к 40 тысячелетию до нашей эры.

Примерно в седьмом веке до нашей эры в качестве материальных носителей информации начинают использовать глиняные таблички(Приложение 1. Рис. 2.), восковые таблички(приложение 1. Рис. 2.), кости животных (Приложение 1. Рис. 4.), шкуры зверей, деревянные планки (Приложение 1. Рис. 5.)и т.п.

Во второй половине третьего тысячелетия появляется папирус(Приложение 1. Рис. 5.), как материальный носитель информации.

Папирус (греч. πάπυρος), или Би́блиос это писчий материал, в древности использовавшийся в Египте и других странах. Для изготовления папируса использовалось одноимённое водно-болотное растение (Cyperus papyrus), принадлежащее к семейству Осоковые. В древности дикорастущий папирус был распространён в дельте Нила, ныне же он почти вывелся. При изготовлении писчего материала стебли папируса очищали от коры, сердцевину разрезали вдоль на тонкие полоски. Получившиеся полоски раскладывали внахлёст на ровной поверхности. На них выкладывали под прямым углом ещё один слой полосок и помещали под большой гладкий камень, а потом оставляли под палящим солнцем. После сушки лист папируса отбивали молотком и выглаживали. Затем получившиеся листы папируса приклеивали один к другому; передний из них назывался протоколон (греч. προτόκολλον). Листы в окончательной форме имели вид длинных лент и потому сохранялись в свитках (а в более позднее время - соединялись в книги (лат. codex )). Сторона, на которой волокна шли горизонтально, была лицевой (лат. recto ).

Своё положение основного писчего материала в Европе и на Ближнем Востоке папирус стал утрачивать в VIII веке. Больше двухсот лет папирусные свитки не хранились, и со временем их в качестве основного материала сменил пергамент (Приложение 1. Рис. 7.), получавшийся выделкою кож различных животных - овец, коз, телят, а при острой надобности - и кошек.

Для письма использовались кисти из стеблей растений рода Ситник (Juncus ) или Тростник (Phragmites ), позже перо с раздвоенным концом - калям, чёрная и красная краска.

Заросли тростника на берегах Нила быстро редели. На Востоке папирус использовался до 8 века н. э., но в Европе он был забыт уже в раннем средневековье. Для записей (примерно во втором веке до нашей эры) стал использоваться пергамент это материал для письма из недублёной кожи животных. Также древняя рукопись на таком материале. С древности и до наших дней пергамент известен у евреев под названием «гвиль», как канонический материал для записи Синайского Откровения в рукописных свитках Торы (Сефер Тора). На более распространённом виде пергамента «клаф» (лат. vellum ) пишутся также отрывки из Торы для тфил и мезуз. Для изготовления этих разновидностей пергамента используются исключительно шкуры кошерных видов животных.

По свидетельству греческого историка Ктесия в V в. до н. э. кожа уже в то время издавна употреблялась в качестве материала для письма у персов. Откуда она под именем «дифтера» (διφθέρα) рано перешла в Грецию, где употреблялись для письма обработанные овечьи и козьи шкуры.

По свидетельству Плиния Старшего во II в. до н. э. цари Египта в эллинистический период, желая поддержать книжное богатствоАлександрийской библиотеки, нашедшей себе соперницу в лице пергамской, в Малой Азии, запретили вывоз папируса за пределы Египта. Тогда в Пергаме обратили внимание на выделку кожи, усовершенствовали древнюю дифтеру и пустили её в оборот под именем δέρμα, σωμάτιον а позднее, по месту главного производства - περγαμηνή (у римлян - membrana , с IV в. до н. э. -pergamena ). Ошибочно в качестве изобретателя пергамента указывается царь Пергама Эвмен II (197-159 до н. э.).

Средние века знали два основных сорта пергамена: собственно пергамен (лат. pergamen) и веллум (лат. vellum, также велень, от франц. velin). Для изготовления пергамена употреблялись шкуры овец, баранов, телят, свиней и других животных. На велен шли шкуры новорожденных и особенно мертворождённых ягнят и телят. На юге Европы в Средние века употребляли козьи и овечьи шкуры, в Германии и Франции пользовались преимущественно телячьими. Из ослиной кожи пергамент не выделывался.

Вне зависимости от того, какие шкуры использовались, мастера -пергаменщики начинали с промывки шкуры и удаления наиболее грубого и жёсткого волоса. После этого шкуры подвергали золению, то есть длительному вымачиванию в известковом растворе. В извести шкуры выдерживали от трёх до десяти дней в зависимости от температуры окружающего воздуха, а затем промывали в воде. Это облегчало удаление волоса.

Глава вторая: Эволюция материальных носителей с начала нашей эры до начала 20 века нашей эры:

В первом, начале второго века нашей эры появляется бумага (Приложение 2. Рис. 1.)(предположительно от итал. Bambagia - хлопок) это материал в виде листов для письма, рисования, упаковки и т. п., получаемый из целлюлозы: из растений, а также из вторсырья (тряпья и макулатуры).

До Цай Луня бумагу в Китае делали из пеньки, а еще раньше из шелка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда.

Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Все это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

древесная масса или целлюлоза; целлюлоза однолетних растений (соломы, тростницы, конопли, риса и других); полуцеллюлоза; макулатура; тряпичная полумасса; для специальных видов бумаги: асбест, шерсть и другие волокна.

Производство бумаги складывается из следующих процессов:

приготовление бумажной массы (размол и смешение компонентов, проклейка, наполнение и окраска бумажной массы);

выработка бумажной массы на бумагоделательной машине (разбавление водой и очистка массы от загрязнений, отлив, прессование и сушка, а также первичная отделка);

окончательная отделка (каландирование, резка);

сортировка и упаковка.

При размоле волокнам придают необходимые толщину и физические свойства. Размол производится в аппаратах периодического и непрерывного действия (роллах, конических и дисковых мельницах, рафинерах и других). Чтобы сделать бумагу пригодной для письма и придать ей гидрофобные свойства, в бумажную массу вводят канифольный клей, парафиновую эмульсию, глинозем и другие способствующие слипанию вещества (так называемая проклейка); для повышения связи между волокнами и увеличения механической прочности и жёсткости добавляют крахмал, животный клей; для увеличения прочности бумаги во влажном состоянии - мочевино- и меламиноформальдегидные смолы. Для повышения белизны, гладкости, мягкости и непрозрачности, а также улучшения печатных свойств бумаги вводят минеральные наполнители (каолин, мел, тальк); для придания цвета и повышения белизны - анилиновые (реже минеральные) красители. Некоторые виды бумаги, например, впитывающие и электроизоляционные, вырабатываются без проклейки и наполнения. Бумага из конопляной массы и рисовая бумага белее бумаги из древесной целлюлозы, поэтому зачастую не требует дополнительного химического отбеливания волокон.

Готовая бумажная масса концентрацией 2,5-3,5 % с помощью насоса подаётся из подготовительного отдела в мешальный бассейн, откуда поступает на бумагоделательную машину. Предварительно масса разбавляется оборотной водой (до концентрации 0,1-0,7 %) и пропускается через очистную аппаратуру (песочницы, вихревые и центробежные очистители и узлоловители).

Наиболее распространена так называемая столовая (с плоской сеткой) бумагоделательная машина. Она состоит из сеточной, прессовой и сушильной частей, каландра и наката. Бумажная масса непрерывным потоком вытекает на движущуюся замкнутую в кольцо сетку машины, где происходит отлив, обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. Дальнейшее обезвоживание и уплотнение полотна производится в прессовой части, образуемой несколькими вальцовыми прессами, между валами которых бумажное полотно транспортируется цельным в течение всего процесса шерстяным сукном, служащим эластичной прокладкой. Окончательное удаление воды происходит в сушильной части, где полотно бумаги попеременно соприкасается своими поверхностями с обогреваемыми изнутри паром чугунными шлифовальными цилиндрами, расположенными в шахматном порядке в двух ярусах. Поверхность бумаги получается гладкой благодаря тому, что она прижимается к цилиндрам верхними и нижними сукнами. Затем бумажное полотно отделывается в каландре, представляющем собой вертикальную батарею из 5-8 металлических валов. При движении между валами сверху вниз полотно становится более гладким, уплотняется и выравнивается по толщине. Получаемое полотно бумаги наматывается на рулоны на накате, представляющем собой принудительно вращаемый цилиндр, к которому прижимается валик с наматываемой на него бумагой.

В конце 19 века появляются фонограф (Приложение 2. Рис. 2.) и патефон (Приложение 2. Рис. 3.). Механические музыкальные инструменты со сменяемыми валиками пользовались большим спросом до 30-х годов 20 века. Но уже в 1877 году Томас Эдисон изобрел фонограф - прибор, записывающий звук на валики из олова или воска. А в 1887 году Эмиль Берлинер открыл способ массового тиражирования граммофонных пластинок. Первое время длительность записи на каждой из них составляла только 3 минуты.

Фонограф (от греч. φωνή - звук и γράφω - писать) это первый прибор для записи и воспроизведения звука. Изобретён Томасом Алва Эдисоном, представлен 21 ноября 1877 года. Звук записывается на носителе в форме дорожки, глубина которой пропорциональна громкости звука. Звуковая дорожка фонографа размещается по цилиндрической спирали на сменном вращающемся барабане. При воспроизведении игла, двигающаяся по канавке, передаёт колебания на упругую мембрану, которая излучает звук. Изобретение стало поразительным событием того времени; дальнейшим развитием фонографа стали граммофон и патефон. Импульсом для создания Эдисоном подобного устройства стало желание зарегистрировать телефонные разговоры в своей лаборатории Менло Парк (Нью-Джерси, США). Однажды у телеграфного повторителя он услышал звуки, похожие на неразборчивую речь. Первые записи представляли собой углубления на поверхности фольги, сделанные движущейся иглой. Фольга размещалась на цилиндре, вращающемся при воспроизведении звука. Стоимость всего устройства составила 18 долларов. С помощью такой техники удалось записать слова из детской песенки «У Мэри был барашек» (Mary had a little lamb ). Публичная демонстрация прибора сразу сделала Эдисона знаменитым. Многим воспроизведение звука показалось волшебством, поэтому некоторые окрестили Эдисона «волшебником из Менло Парк». Сам Эдисон был настолько поражён открытием, что сказал: «Никогда я ещё не был так ошеломлён в моей жизни. Я всегда боялся вещей, которые работают с первого раза ». Изобретение было также продемонстрировано в Белом доме и во Французской Академии.

На своё изобретение Эдисон получил патент (U.S. Patent 20052) выданный патентным ведомством США 19 февраля 1878 года.

Первоначально планировалось использовать фонограф как секретарскую машину для записи голоса при диктовке.

Патефон (от названия французской фирмы "Pathe") имел форму портативного чемоданчика. Вращалась пластинка с помощью пружинного двигателя, который приходилось "заводить" специальной ручкой. Однако, благодаря своим скромным размерам и весу, простоте конструкции и независимости от электрической сети, патефон получил очень широкое распространение среди любителей классической, эстрадной и танцевальной музыки. До середины нашего века он был непременной принадлежностью домашних вечеринок и загородных поездок. Пластинки выпускались трех стандартных размеров: миньон, гранд и гигант.

Глава третья: Эволюции материальных носителей информации от начала 20 века по наши дни:

В начале 20 века продолжает совершенствоваться техника звукозаписи – появляется магнитофон (Приложение 2. Рис.4.). Его пластинки действовали подобно валикам шкатулок. Борозды направляли движение иглы и механически воздействовали на мембрану патефона. Но уже в 1900 году публике был впервые представлен магнитофон, в котором звук записывался путем намагничивания участков проволоки. Час записи в начале 20 века требовал 7 километров проволоки весом около 2 центнеров.

С середины двадцатого века появляются перфокарты (Приложение 2. Рис. 5.). Первые вычислительные машины в 20-50-х годах прошлого века все еще имели много общего со старинными шкатулками. Носители информации в те времена не знали понятий «удобство» и «высокая плотность записи». Данные загружались при помощи перфокарт - картонных карточек с проделанными в них отверстиями. Информация записывалась и считывалась согласно определенным схемам, но в основе лежал двоичный код: наличие отверстия -1, отсутствие - 0.

Следующим на арену вышел жесткийдиск (Приложение 3. Рис. 1.). Случилось это в 1956 году, когда IBM начала продажи первой дисковой системы хранения данных - 305 RAMAC. Чудо инженерной мысли состояло из 50 дисков диаметром 60 см и весило около тонны. Объем жесткого диска по тем временам был просто феноменальным - целых 5 МБ! Главное преимущество новинки заключалось в высокой скорости работы: в системе RAMAC головка чтения/записи свободно «гуляла» по поверхности диска, так что данные записывались и извлекались заметно быстрее, чем в случае с магнитными барабанами.

В середине семидесятых целый ряд крупных компаний приступил к разработке носителей информации принципиального нового типа - оптических накопителей. Выдающихся успехов на этом поприще добились компании Philips и Sony. Результатом их интенсивной работы стало появления стандарта CD (CompactDisk (Приложение 3. Рис. 2.), который был впервые продемонстрирован в 1980 году. В продажу компакт-диски и соответствующие проигрыватели поступили в 1982 году. Благодаря феноменально низкой себестоимости носителей формат CD сразу обрел популярность, однако в то время компакт-диски использовались только для хранения звуковой информации (до 74 минут аудио). Чтобы приспособить свое изобретение для работы с произвольными данными, компании Philips и Sony в 1984 году создали стандарт CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). В результате один компакт-диск обрел возможность хранить до 650 МБ информации - огромная цифра на тот момент. Со временем емкость носителей возросла до 700 МБ (или 80 минут аудио). В 1988 году компания Tajyo Yuden анонсировала формат записываемых дисков CD-R (Compact Disc Recordable). В 1997 году появился формат CD-RW, позволяющий многократную перезапись данных на диске. В 1996 году на смену компакт-дискам пришел формат DVD (Digital Versatile Disc). По сути, это все тот же компакт-диск, но с увеличенной плотностью записи. Эффект был достигнут путем уменьшения размеров впадин и изменения типа лазера. Кроме того, у DVD может быть два рабочих слоя на одном диске. Объем однослойного диска составляет 4,7 ГБ, двухслойного - 8,5 ГБ. Разумеется, для работы с DVD-дисками были выпущены специальные приводы.

Первый вариант флэш-памяти (Flash Erase EEPROM) был разработан в 1984 году компанией Toshiba. Четырьмя годами позже подобное решение информационного носителя было представлено и компанией Intel. Накопители на основе флеш-памяти называют твердотельными, т.к. они не имеют движущихся частей. Это повысило надежность флеш-памяти по сравнению с другими носителями. Стандартные рабочие перегрузки равняются 15g, а кратковременные могут достигать 2000 g, т. е. теоретически карта должна превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках и выдержать падения с трёхметровой высоты. Причем в таких условиях гарантируется функционирование карты до 100 лет. Стирание на этих картах происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка. Данные можно обнулять или в определенном минимальном размере, например, 256 или 512 байт, или полностью. Первыми флеш-накопителями были карты ATA Flash. Они изготавливались в виде PC Card со встроенным АТА контроллером.

В 1995 году SmartMedia Card (SMC) без встроенного контроллера разработаны компанией Toshiba.

В 2001 году появляется USB- flash (Приложение 3. Рис. 3.), эта карта состоит из защитного колпачка и собственно накопителя с USB-разъемом (внутри него размещаются одна или две микросхемы флеш-памяти и USB-контроллер) снабжены средствами защиты от незаконного копирования.

Заключение:

Приложения:

Приложение 1. рис.1.

Приложение 1. Рис 2:Глиняная табличка:

Приложение 1. Рис3: Восковая табличка

Приложение 1.рис.4. Гадальные кости в Древнем Китае:

Приложение 1. Рис. 5. Деревянные планки Древнего Вавилона:

Приложение 1. Рис. 6. Папирус:

Приложение 1. Рис. 7. Пергамент:

Приложение 2. Рис. 1. Бумага:

Приложение 2. Рис. 2.: Фонограф:

Приложение 2. Рис. 3.; Патефон:

Приложение 2. Рис.4. Магнитофон:

Приложение 2. Рис. 5. Перфокарта:

Приложение 3. Рис. 1. Жесткий диск:

Приложение 3. Рис. 2.Compact Disk:

Приложение 3. Рис3. USB-flash:

Ильюшенко М.П., Кузнецова Т.В., Лившиц Я.З. Документоведение. Документ и система документации. –М.: МГИАН, 1977.

Коренной А.А. Информация и коммуникация. – К.: Наука. Думка, 1986.

Кушнаренко Н.Н. Документоведение: Учебник. – 6-е изд., стер. – К.: Знания, 2005

Большой энциклопедический словарь/ А. М. Прохоров.-изд. 2-е,перераб. и. доп..-М.: Большая российская энциклопедия; СПб: Норинт, 1999.

Бачило И.Л., Лопатин В.Н., Федотов М.А. Информационное право, учебник. Спб.: Юридический центр Пресс, 2001.

Клименко С.В., Крохин И.В., Кущ В.М., Лагутин Ю.Л. Электронные документы в корпоративных сетях. М., 2001.

Ларин М.В. Управление документацией и новые информационные технологии. М: Научная книга, 2001

Тканев А. Электронная подпись: право на жизнь// Газета "Бизнес-Адвокат". № 9. 2005.

Левин В.И. Носители информации в цифровом веке / Под общ. ред. Д.Г. Красковского. - М.: КомпьютерПресс, 2000.

ЛЕНДЬЕЛ П., МОРВАИ Ш. Химия и технология бумажного производства. - М.: Лесная
промышленность, 1978.

1 Федеральный закон Российской Федерации от 22 октября 2004 г. N 125-ФЗ «Об архивном деле в Российской Федерации»

И основные параметры современного состояния денежной системы РоссииРеферат >> Банковское дело

Обеспечение (недвижимость, товарно-материальные ценности, принадлежащие государству, ... уже не записи на бумажных носителях информации , а записи в форме электронных... обеспечивается их постоянной эволюцией . Эволюция инструментов регулирования денежного...

Эволюция бухгалтерского учета в России

Реферат >> Бухгалтерский учет и аудит

Соответствует наблюдению в статистике. Эволюция бухгалтерского учета должна с... сбор первичной информации , ее классификация и запись в конкретные материальные носители , обработка и... сообщества. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Процесс эволюции бухгалтерского учета в России...

Скачать в ZIP (3.66 Кб)

Файлы: 1 файл

Электронные носители информации-2.doc (14.31 Кб) - Открыть , Скачать

Носители информации 20-го века

Технология записи информации на магнитные носители появилась сравнительно недавно - примерно в середине 20-го века (40-ые - 50-ые годы). Но уже несколько десятилетий спустя - в 60-ые - 70-ые годы - это технология стала очень распространённой во всём мире.
Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой "запоминается" информация. Процесс записи также похож на процесс записи на виниловые пластинки - при помощи магнитной индукционной катушки вместо специального аппарата на головку подаётся ток, который приводит в действие магнит. Запись звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на плёнку. Магнитное поле магнита меняется в такт со звуковыми колебаниями, и благодаря этому маленькие магнитные частички (домены) начинают менять своё местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в зависимости от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом. А при воспроизведении записи наблюдается процесс обратный записи: намагниченная лента возбуждает в магнитной головке электрические сигналы, которые после усиления поступают дальше в динамик.
Компа́кт-кассе́та (аудиокассе́та или просто кассе́та) -- носитель информации на магнитной ленте, во второй половине XX века -- распространённый медианоситель для звукозаписи. Применялся для записи цифровой и аудиоинформации. Впервые компакт-кассета была представлена в 1964 году компанией Philips. По причине своей относительной дешевизны долгое время (с начала 1970-х по 1990-е годы) компакт-кассета была самым популярным записываемым аудионосителем, однако, начиная с 1990-х годов,была вытеснена компакт-дисками.
Сейчас в мире присутствует множество различных типов магнитных носителей: дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бобинные ленты и т.д. Но постепенно открываются новые законы физики, и вместе с ними - новые возможности записи информации. Всего пару десятков лет назад появилось множество носителей информации, базирующихся на новой технологии - считывания информации при помощи линз и лазерного луча.
Развитие материальных носителей идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя.

Начиная с 1980-х годов, всё более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при помощи лазерного луча.

По технологии применения компакт-диски делятся на 3 основных класса:

1. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R)

2. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW)

3. Цифровые универсальные видеодиски DVD с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

Работа с информацией в наше время не мыслима без компьютера, так как он изначально создавался как средство обработки информации и только теперь он стал выполнять множество других функций: хранение, преобразование, создание и обмен информацией.

Необходимо устройство с помощью которого компьютер будет запоминать информацию, затем требуется носитель информации, на котором ее можно будет переносить с места на мест. Некоторые из их:

1. Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт - картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями.

2. Накопитель на магнитной ленте (стриммер): основан на использовании устройства магнитофонного типа, и кассет с магнитной пленкой.

3. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД - дисковод). Это устройство использует в качестве носителя информации гибкие магнитные диски - дискеты, которые могут быть 5-ти или 3-х дюймовыми.

4. Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД - винчестер): является логическим продолжением развития технологии магнитного хранения информации.

5. CD и DVD-диски.

6. Флеш-память.

Краткое описание