Жесткий магнитный диск

Помимо гибких существуют и жесткие магнитные диски, называемые еще винчестерами. Они предназначены для по­стоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

*/

Рис. 39. Накопитель па жестком магнитном диске

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики емкости, надежности и скоро­сти доступа к информа­ции. Поэтому их приме­нение обеспечивает ско­ростные характеристи­ки диалога пользовате­ля и реализуемых про­грамм, расширяет сис­темные возможности по использованию баз дан­ных, организации мно­гозадачного режима ра­боты, обеспечивает эф­фективную поддержку механизма виртуальной памяти. Однако стои­мость винчестеров на­много выше стоимости гибких дисков.

Раздел III. Документы на новейших носителях информации

Глава 21. Магнитный документ

 

Основой винчестера является алюминиевый диск толщи­ной около 1,9 мм, на который нанесен ферромагнитный рабо­чий слой толщиной 0,6—1,2 мкм.

Различают два вида жестких магнитных дисков.

Жесткий диск (Ьагй йхзк) — встроенный в накопитель (дисковод) на жестком магнитном диске пакет закреплен­ных один над другим магнитных дисков, извлечение кото­рых в процессе эксплуатации ЭВМ является невозможным.

Съемный жесткий диск (гетоуаЫе Ьагй (Ивк) — пакет магнитных дисков, заключенных в защитную оболочку, ко­торые в процессе эксплуатации ЭВМ могут выниматься из дисковода на сменном жестком диске и заменяться другим. Использование этих дисков обеспечивает практически нео­граниченный объем внешней памяти ЭВМ.

Накопители на жестком диске отличаются друг от друга прежде всего своей емкостью, т. е. количеством информации на диске. На моделях 1ВМ РС/ХТ жесткий диск чаще всего имеет емкость 20 Мбайт, 1ВМ РС/АТ 286 — 40 Мбайт. 1ВМ РС/АТ 386 — 60 Мбайт, 1ВМ РС/АТ 486 — 80 Мбайт и др. Более мощные компьютеры имеют диски емкостью 120 Мбайт. При использовании крупных баз данных, больших пакетов программ (например, \V^п(1о^Vз) применяются жесткие дис­ки большей емкости — до 300 Мбайт.

Сегодня производители персональных компьютеров (на­пример, фирма 8у^ие81; (США)) используют жесткие диски емкостью от 600 Мбайт до 4 Гбайт. Вторая существенная для пользователя характеристика жесткого диска — время до­ступа к информации. Для области применения, требующей интенсивного обмена с дисками (например, информационных систем), этот показатель является исключительно важным. Среднее время поиска для дисков, используемых в компью­терах 1ВМ АТ, — около 17 миллисекунд (мс). Более быст­рые диски имеют время доступа от 8 до 15 мс. Обеспечение высокой скорости доступа требует значительных усилий при разработке дисков, поэтому быстрые диски дороже обычных.

Контрольные вопросы

1. Что такое магнитный документ?

2. Каков принцип записи и воспроизведения информации на магнитной ленте?

3. Каковы основные видовые признаки документов на магнитной ленте?

4. Что такое кассета? Ее основные характеристики?

5. В чем отличие магнитной ленты и магнитной кар­ты?

6. Что такое жесткий и гибкий магнитный диск?

7. Когда возникли гибкие диски?

8. В чем особенность жесткого диска как носителя ин­формации?

9. Что из себя представляет дискета как носитель информации?

10. Каковы конструктивные элементы,размеры и инфор­мационная емкость дисков?

Практическое задание

1. Используя фасетно-блочную классификацию, охаракте­ризуйте магнитный документ по различным признакам документа.

15 8-379

ГЛАВА 22 ОПТИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

_________________________________________________ 435

К оптическим документам относятся оптические диски и видеодиски: компакт-диск, СВ-КОМ, ВУВ-диск и др.

Преимущества оптических документов в сложившейся системе технически кодированных документов приведены в таблице 4.

Таблица 4. Оптические документы: сравнительная таблица

 

Тип устройства	Емкость, Мбайт	Время поиска	Стоимость за Мбайт, центов
Гибкие диски	1,2—1,44	сотни миллисек (мс)
Винчестер	120—2000	10—20 мс
Стримеры		несколько сек.
СП-КОМ		200—400 мс	0,0025
^^ОКМ	128—2500	от 35 мс	0,032

Оптический документ относится к новейп1им носителям информации, основанным на оптических способах записи, считывания и воспроизведения. Из всей массы документов он выделяется по способу документирования.

Оптический документ аккумулирует в себе преимущества различных способов записи информации и материалов носи­теля. Важным достоинством данного носителя информации является, во-первых, его универсальность, т. е. возможность записи и хранения в единой цифровой форме информации любого вида — звуковой, текстовой, графической, видео. Во-вторых, оптический документ дает возможность организации и хранения информации в виде баз данных на едином опти­ческом носителе. В-третьих, этот документ обеспечивает воз­можность создания интегрированных информационных се­тей, обеспечивающих доступ к таким базам данных.

Оптический документ — это интегральный вид докумен­та, способный вобрать в себя достоинства и возможности книги, микро-, диа- и видеофильмов, аудиозаписи и т. д., причем все это одновременно. Он необходим для длительного хранения больших массивов информации.

Оптические документы обладают хорошим соотношением
«качество/цена», а быстродействием и низкой стоимо-

стью хранения информации.

22.1. Оптический диск

Самым перспективным видом оптического документа, выделяемым по форме носителя и особенностям пользова­ния, является оптический диск (ОД) — материальный носи­тель, на котором информация записывается и считывается с помощью сфокусированного лазерного луча. При этом фор­мируются микроскопические углубления или ямки (питы), образующие в совокупности спиральные или кольцевые до­рожки с записью звука (оптические аудиодиски), изображе­ния (оптические видеодиски) или различной текстовой ин­формации. Плотность записи свыше 10* бит/см^.

Оптический диск — это оптический (лазерный) носитель информации диаметром 8—12 см (4,5"), толщиной — 1,2 мм.

Первые ОД начали появляться еще в первой половине 1950-х годов (СОМ — сотри1;ег ои1;ри1; т1сгой1т — компью­тер, производящий микрофильм). В 1962 г. в США были осу­ществлены первые разработки в области ОД, которые начали

Раздел III. Документы на новейших носителях информации

Глава 22. Оптический документ

 

внедряться в промышленность в начале 1970-х годов. Одна­ко широкое промышленное производство обоих видов ОД (КОД — компактные оптические диски и ЦОД — цифровые оптические диски) началось только в 1980-е годы и продолжа­ется по сей день. Первое поколение ЦОД появилось в 1983 г. Один диск содержал от 25 до 50 тыс. страниц текста форма­та А4 в факсимильном виде. Последующее поколение дисков, разработанных в 1985 г., вмещает до 1 млн страниц текста. В настоящее время известно свыше десятка разновидностей таких дисков.

Диаметр ОД чаще всего 305 мм. Информацию записыва­ют в кодированной форме (двоичный код О—1). Емкость ОД зависит от технологии записи и может составлять 10000, 25000 или 40000 страниц формата А4. И это при том условии, что поверхность диска используется для записи информации лишь на 60—70%.

Поскольку на ОД информация хранится в цифровой фор­ме, технология записи имеет свои особенности. Сигнал, по­ступающий от источника — аналоговый. Аналогово-цифро-вой преобразователь переводит его в цифровую (двоичную) форму. При считывании информации данные развертывают­ся в обратном порядке.

Объектами хранения на ОД могут быть: энциклопеди­ческие, научно-технические, отраслевые справочники и сло­вари, нормативно-справочные базы данных, аудиовизуальные учебные пособия, наборы обучающих и игровых программ и другие документы. Сейчас на ОД различных модификаций выпускается свыше 600 изданий. Половину из них составля­ют библиографические указатели и ежегодники. Полнотек­стовые документы, т. е. книги, журналы и т. д., составляют до 20% изданий на лазерных дисках, причем их стоимость в несколько раз меньше аналогичных печатных изданий. Биб­лиотека Конгресса США хранит и выдает информацию на ОД с 1982 г. Их используют около 10% американских биб­лиотек. Наиболее перспективная отрасль применения ОД — автоматизированные ИПС.

ОД и вообще оптические информационные системы — это вершина современных достижений в области графики

записи и поиска информации. К недостатку ОД на сегодня можно отнести высокую стоимость оборудования, позволяю­щую проводить обновление информации на ОД самим пользо­вателем.

По емкости носителя информации ОД делятся на три вида:

♦ большой емкости (свыше 2x10^ байт) — для использо­вания в качестве архивов данных, проходящих через ЭВМ;

♦ средней емкости (7x10* — 2x10^ байт) — для хранения текстовой и изобразительной информации;

♦ компактные диски (емкость до 7x10* байт) — для мик­ро-ЭВМ.

В зависимости от возможности использования для за­писи и считывания ОД делят на два вида. Это накопители, предназначенные для записи информации непосредственно пользователем и ее хранения, — \^ОКМ (\^гИ;е Опсе Кеай Мапу), и накопители, рассчитанные только на чтение инфор­мации, — СВ-КОМ (Сошрас! В18к Кеай Оп1у Мешогу — ком­пакт-диск, только для чтения). Накопители \УОКМ подраз­деляются на устройства с однократной записью и переписы­ваемые компакт-диски — СВ-К (СВ-КесогйаЫе), на которые информация может быть записана и считана самим пользова­телем с помощью специального дисковода. С 1999 года начато производство ВУВ-дисков.

Внедрение оптической технологии в документно-инфор­мационную сферу может рассматриваться как начало новой эры в распространении, хранении, использовании документ­ной информации.

Аудио-компакт-диск

Аудио-компакт-диск (КД) — это оптический диск (диа­метры 80, 120 мм, толщиной 1,2 мм) с постоянной (нестирае­мой) звуковой (речь, музыка и т. п.) информацией, записан­ной в двоичном коде. Предназначен для воспроизведения информации на проигрывателях компакт-дисков (СВ-р1ауег). Длительность воспроизведения может превышать 1 час. КД по некоторым характеристикам превосходит грампластинку.

Качество воспроизведения (помехозащищенность), компакт-

Раздел Ш. Документы на новейших носителях информации

Глава 22. Оптический документ

 

ность, удобство воспроизведения и хранения являются основ­ными достоинствами КД.

Процесс изготовления компакт-дисков состоит из несколь­ких этапов: подготовка информации для записи на мастер-диск (первый образец); изготовление самого мастер-диска; изготовление матриц (негатив мастер-диска); тиражирова­ние (прессованием) компакт-дисков.

Диск состоит из прозрачной поликарбонатной подложки толщиной чуть более 1 мм, на которую напыляется слой алю­миния и защитного слоя акрилового лака. Данные записаны лучом лазера в виде микроскопических (диаметром около полумикрона) углублений — пит (англ. выемка, ямка), несу­щих цифровой код и расположенных на очень узкой (в 100 раз тоньше человеческого волоса) спиральной дорожке, пол­ная длина которой более 5 км; всего на дорожке помещается 2,8 млрд углублений.

В отличие от винчестеров, имеющих дорожки в виде кон­центрических окружностей, компакт-диск содержит всего одну физическую дорожку, которая может быть разбита на несколько логических. На дорожке в цифровой форме (дво­ичным кодом) фиксируется звуковая информация. Кроме основной информации записывается дополнительная (напри­мер, номер и длительность проигрываемого участка пластин­ки), позволяющая запрограммировать по желанию слушате­лей последовательность воспроизведения этих участков.

Аудио-компакт-диск

Грампластинка

Таблица 5. Сравнение потребительских характеристик аудио-компакт-диска и грампластинки

Технические данные

-100

н& ограничено

Количество проигрываний

до определенного предела не оказывает никакого влияния

приводит к щелчкам и перескокам иглы

Влияние пыли, царапин, статических зарядов

120x1,2

300x2,3

Размеры, мм

Масса, г

Считывание информации с компакт-диска, так же как и запись, происходит при помощи лазерного луча, но меньшей мощности, с последующим ее преобразованием из цифровой в аналоговую форму и воспроизведением.

Воспроизведение компакт-дисков осуществляется на спе­циальном проигрывающем устройстве, в котором вместо иглы используют лазерный луч. В лазерных проигрывате­лях благодаря цифровому методу воспроизведения исключе­ны помехи, обусловленные свойствами материала пластинки.

Поскольку при воспроизведении отсутствует механиче­ский контакт между диском и лазерным «звукоснимателем», в принципе исключается износ и разрушение фонограммы в процессе эксплуатации. Отсутствует возможность перескока «иглы» с канавки на канавку. Если защитная поверхность пластинки будет повреждена, это не повлияет на качество звучания, так как лазерный луч фокусируется глубже поверх­ностного слоя.

Первые музыкальные оптические компакт-диски были выпущены в 1982 г. Пластина имеет диаметр 120 мм, толщи­ну 1,2 мм и массу 10 г, длительность звучания — 1 час. Их появление стало результатом сотрудничества двух гигантов электронной промышленности — японской фирмы 8опу и голландской фирмы РЫИрз. К концу 1987 г. в мире было выпущено уже около 30 млн лазерных проигрывателей и более 450 млн компакт-дисков с музыкальными произведе­ниями.

Фирмы 8опу и РМИрз сыграли ведущую роль и при раз­работке первой спецификации цифровых компакт-дисков. Она послужила основой для создания КД с комплексным представлением информации, т.е. способных хранить не толь­ко звуковую, но и текстовую, графическую, видеоинформа­цию. Однако первая спецификация давала возможность КД работать лишь на конкретной модели накопителя. Разрабо­танная вскоре вторая спецификация определяла уже как логический, так и файловый форматы КД.

Вскоре был принят международный стандарт 180-9660 для цифровых КВ, определивший их логический и файло­вый форматы. Все КД, соответствующие данному стандарту,

Раздел III. Документы на новейших носителях информации

Глава 22. Оптический документ

 

совместимы друг с другом. Этот стандарт определяет способ записи по типам информации: текст, графика, звук и т. д. Стандарт доступен для любой операционной системы, суще­ствующей в наше время.

Благодаря своим малым размерам, большой емкости, на­дежности и долговечности КД получил широкое распростра­нение.

СВ-КОМ

СВ-КОМ — наиболее распространенный вид оптических дисков для использования в персональных компьютерах, на русском языке его калька — «сидиром».

СВ-КОМ — компакт-диск с постоянной памятью, пред­назначенный для хранения и чтения значительных объемов информации (550 Мбайт и более). Он содержит компьютер­ную информацию, которая считывается дисководом, подклю­ченным к ПЭВМ.

СВ-КОМ появились в 1985 г. на рынке баз данных и представляют собой отпечатанную из пластмассы 4,72-дюй­мовую (диаметр 120 мм, тол­щина 1,2 мм) круглую пла­стину.

На один СВ-КОМ мож­но вместить 150 тыс. стра­ниц текста, что равно 17 библиям. Емкость такого диска, при столь малом раз­мере, равная 650 Мбайт, эк­вивалентна емкости около 450 трехдюймовых дискет.

Рис. 40. СВ-КОМ

СВ-КОМ относится к средствам мультимедиа — т.е. интерактивным аудио­визуальным средствам, по­зволяющим одновременно проводить операции с под­вижными графическими изображениями, текстом и звуком. Информация обычно представляется в виде комплекса: гра-

фика — меню — гипертекст (инструмент последовательных ссылок на текстовые и графические фрагменты при поиске нужной информации).

СВ-КОМ по своей конструкции, внешнему виду и физи­ческим параметрам почти идентичен аудио-компакт-диску. Принципиально одинаковы устройства для считывания ин­формации с компакт-диска и СВ-КОМ. Различия состоят толь­ко в том, что используются различные способы преобразова­ния сигнала в отображаемую информацию. Считывающее устройство компьютера, работает как с СВ-КОМ, так и с аудио-компакт-диском.

Главным преимуществом СВ-КОМ, по сравнению с твер­дыми и мягкими дисками, является высокая информацион­ная емкость. Особенностью СВ-КОМ является то, что ин­формацию, находящуюся на диске, нельзя изменить и нельзя записать на носитель непосредственно с компьютера. Суще­ствует еще одна особенность СВ-КОМ. Информация на нем расположена на одной спиральной дорожке, а не на кольце­вых дорожках, как на магнитных дисках. Такое размещение информации замедляет ее считывание по сравнению с ис­пользованием жесткого магнитного диска, из-за чего возрас­тает время доступа и замедляется передача данных. Для жестких магнитных дисков среднее время доступа к инфор­мации и передача данных приблизительно равно 35 м/сек, а для СВ-КОМ — 350—500 м/сек.

Существует определенный формат записи на СВ-КОМ. При его разработке была предусмотрена совместимость физиче­ского расположения информации на КД и СВ-КОМ, поэтому размер блока на СВ-КОМ оказался равным 2352 байт.

Первая часть блока имеет общий формат и для компакт-дисков, и для СВ-КОМ. Он обеспечивает процесс считывания на уровне чтения. Как видно из схемы-рисунка 41, формат записи на СВ-КОМ имеет следующие части:

1) синхронизирующая информация;

2) заголовок;

3) данные пользователя;

4) коды, исправляющие ошибки.

Раздел III. Документы на новейших носителях информации

Глава 22. Оптический документ

 

-288 байт-

-2352 байт-

12 бант синхрони-

коды, исправляющие ошибки

4 байта заголовок

Данные пользователя

РРхЮ

8 байт не ис-лоль-зуют-ся

276 коды, исправ­ляющие ошибки

сек сек­тор

ре­жим

4 байта коды, обнаружи­вающие ошибки

Рис. 41. Формат записи на СВ-КОМ

Данные в подзаголовке определяют расположение блока информации на спиральной дорожке, то есть данные в заго­ловке являются физическим адресом блока на дорожке. Этот метод стандартизации для СВ-КОМ, в частности для метода адресации, взят из стандарта на компакт-диски. К таким методам счисления измерения относятся минута звучания, секунда звучания, номер блока в секунде. Отсчет начинается с нуля, то есть с О минут, О секунд и О блока. За секунду должно быть считано 75 блоков данных.

Самым последним в заголовке записано число, определя­ющее, как интерпретируется остальная информация в блоке. Если существует режим «1» — в блоке цифровая звукоза­пись, если режим «2» — в блоке компьютерные данные. В первом случае 2328 байт содержат фрагмент звукозаписи, звучащей 1/75 секунды; во втором случае 2048 байт — это данные, передаваемые в компьютере. 288 байт — это специ­альные данные, используемые устройством управления для обнаружения ошибок и их коррекции. Эти данные в компью­тер не передаются.

Диски СВ-КОМ важны для библиотек и информационных центров в виду огромной емкости хранимой информации.

СВ-КОМ — наибольшее продвижение в технике печата­ния со времен Гутенберга. Диск может содержать большие массивы данных — текст, рисунки, звук, мультипликацию — и при этом производиться быстро, в больших количествах и сравнительно недорого.

Весьма полезной для библиотек является возможность сетевого использования СВ-КОМ. В отличие от бумажных носителей, микрофиш или магнитных носителей СВ-КОМ прочен (долговечен); диск, произведенный в настоящее вре­мя, будет без всякой специальной обработки или специаль­ных условий хранения 50—100 лет читаем и безошибочен.

Невозможность внесения изменений в запись — общеиз­вестный недостаток технологии СВ-КОМ. Однако он не яв­ляется непреодолимым препятствием для п1ирокого внедре­ния этих документов в библиотечно-информационную дея­тельность. Например, печатные или микрографические до­кументы не могут обновляться пользователями. Большин­ство библиотечной документации, например, печатные ката­логи, традиционно обновляются один раз в несколько лет. Эти же каталоги на оптических дисках могут обновляться чаще.

В нашей стране опыт пользователя СВ-КОМ в библиоте­ках пока ограничен. Оптические диски используются для поиска по запросам пользователей, составления тематиче­ских подборок документов, проверки цитируемых авторов. Результаты поиска можно сохранить на дискете или распе­чатать. Поиск возможен по словарям, с использованием клю­чевых слов и перекрестных ссылок, по всевозможным мет­кам полей. Программное обеспечение диска имеет процеду­ры поиска, что позволяет обходиться без специального обу­чения пользователей.

Для крупных баз данных, справочных таблиц и других больпЕих массивов СВ-КОМ являются наиболее эффектив­ным и экономичным средством хранения и предоставле­ния информации.

Видео-компакт-диск

Видео-компакт-диск (ВД) — диск, на котором в цифро­вой форме записывается текстовая, изобразительная (икони-ческая) и звуковая информация, а также программы ЭВМ.

Запись информации на ВД осуществляется путем изме­нения поверхности или структуры носителя. ВД представ-

Раздел III. Документы на новейпшх носителях информации

Глава 22. Оптический документ

 

ляет собой диск из синтетического материала, на поверхнос­ти которого расположены спиральные или концентрические дорожки с записью видеофильмов, эстрадных программ, гра­фических изображений и др.

ВУВ-диск

ВУВ-диск (В1ё11;а1 УМео Вхзк В1ё11;а Уег8а1;1 1е В18к) — разновидность нового поколения оптических дисков, на ко­тором в цифровой форме записывается текстовая, видео и звуковая информация, а также компьютерные данные.

Впервые ВУВ-диски были выпущены в 1996 году благо­даря фирмам Зопу, ТобМЬа, Т1те ^Уа^пе^ и др. при поддерж­ке большинства ведущих компаний микроэлектроники, ком­пьютерных компаний, киностудий и студий звукозапи­си. Их массовое производство начато в 1999 году-

По конструкции ВУВ-диск представляет собой 5-дюймо­вую пластину диаметром 8 или 12 см, толщиной 1,2 мм с высокой плотностью записи. Емкость такого диска равна 4,7 Гбайт (при однослойной технологии) и 8,5 Гбайт (при двух запоминающихся слоях). Предусмотрен выпуск двухсторон­них дисков с двумя запоминающимися слоями с каждой сто­роны общей емкостью в 17 Гбайт, что в 15 раз больше, чем емкость ранее выпускавшихся версий компакт-дисков. Бо­лее совершенной является и конструкция ВУВ-дисков: вме­сто одной пластины толщиной 1,2 мм предусмотрено исполь­зование двух пластин толщиной 0,6 мм каждая.

Различают два вида ВУВ-дисков: ВУВ-видео и ВУВ-КОМ.

ВУВ-видео — это гибкий видео-компакт-диск с многократ­ной записью информации на основе использования эффек­тов поляризации света. Он содержит видеопрограммы и про­игрывается на ВУВ-плеере, подключенном к телевизору. ВУВ-КОМ содержит компьютерную информацию и читается дис­ководом, подключенным к компьютеру. Их различие подоб­но различию между Аудио-СВ и СВ-КОМ. ВУО-КОМ также включает две разновидности: как однократно записываемые (ВУВ-К) и многократной записи (ВУВ-КАМ).

ВУВ-диски отличаются высокой информационной емко­стью по сравнению с СВ-КОМ. ВУВ-видео рассчитан на 2 ча-

са показа высококачественной цифровой видеоинформации, а двусторонний, двухслойный диск — на 8 часов. Каждый диск имеет 8 звуковых дорожек на разных языках, до 8 ка­налов каждая, содержит до 32 дорожек субтитров. К другим достоинствам ВУВ-дисков можно отнести: 4:3 и 16:9 коэф­фициенты сжатия; многовариантность размещения камеры; выбор различных точек зрения в течение воспроизведения: мгновенная перемотка и быстрая перемотка вперед, включая поиск по заголовку, главе, дорожке и коду времени. ВУВ-диск долговечен, не подвергается износу от использования, только от физического повреждения: не восприимчив к маг­нитным полям, устойчив к нагреву, небольшого размера. Боль-П1ИНСТВО существующих дисков не содержит все этих осо­бенностей (многократные звуковые дорожки, титры, переход встык, родительский контроль и т. д.).

ВУВ-диски не лишены недостатков, их нельзя перезапи­сывать. Первое поколение ВУВ-плееров и дисководов не могут читать ВУВ-диски, а современные плееры не могут воспроиз­водить в обратном направлении на нормальной скорости; ВУВ-диски дороже чем СВ-КОМ, их стоимость колеблется от 25 до 80 долларов.

Благодаря высокой информационной емкости, малым размерам, надежности и долговечности ВУВ-диски в будущем возможно вытеснят другие виды оптических документов.