Устройства хранения информации

CD- и DVD-диски

Это оптические носители информации. Нам они знакомы давно. Еще 10-15 лет назад были на пике популярности. Но после активного развития флеш-памяти о них стали забывать. Хотя в свое время их можно было считать основным устройством для долговременного хранения данных. У многих даже сейчас на дисках припрятаны фотографии, музыка и фильмы.

Изначально CD-диск появился как накопитель, который должен был хранить аудиофайлы. Но очень быстро его стали применять для хранения любых данных. Со временем появился CD-R, который позволял не только читать, но и записывать данные. А вот CD-RW позволял это делать неоднократно.

DVD-диск стал развитием CD. Он выглядел практически так же, но имел более плотную структуру. Это означало, что объем хранимой информации стал больше. Этот формат нужен был для замены видеокассет. Поэтому предполагалось, что на него можно будет записывать фильмы. Позже оказалось, что он может хранить данные разных форматов.

Популярность компакт-дисков не такая плачевная, как у дискет. Тем не менее, с каждым годом она становится все меньше. Это связано и с тем, что операционные системы требуют больше ресурсов. Программы стали тяжелее, как и аудио- и видеофайлы. Поскольку компакт-диски имеют ограниченный объем, они становятся бесполезными.

Например, размеры образа Ubuntu давно превысили 700 Мб. Windows 7 перестал поддерживать установку системы с CD-диска. Музыкальные плееры стали компактнее, а значит, избавились от приводов.

Материалы, из которых изготовлены компакт-диски имеют пониженную износостойкость. Когда на пластинах появляются царапины, некоторая информация утрачивается, а чтение данных становится невозможным.

Бумага и перфокарты

С XII до середины XX века основным хранилищем данных была бумага. Ее использовали для создания печатных и рукописных изданий, книг, средств масс-медиа. В 1808 году из картона начали делать перфокарты – первые цифровые носители информации. Представляли собой листы картона с проделанными в определенной последовательности отверстиями. В отличие от книг и газет, перфокарты считывались машинами, а не людьми.

Изобретение принадлежит американскому инженеру с немецкими корнями Герману Холлериту. Впервые автор применил свое детище для составления статистики смертности и рождаемости в Нью-Йоркском Совете здравоохранения. После пробных попыток, перфокарты использовали для переписи населения США в 1890 году.

Но сама идея проделывать дырки в бумаге, чтобы записывать информацию, была далеко не новой. Еще в 1800 году перфокарты ввел в обиход француз Джозеф-Мари Жаккард для управления ткацким станком. Поэтому технологический прорыв заключался в создании Холлеритом не перфокарт, а табуляционной машины. Это был первый шаг на пути к автоматическому считыванию и вычислению информации. Компания TMC Германа Холлерита по производству табуляционных машин в 1924 году была переименована в IBM.

Мультиоблачная стратегия: управление сложной структурой в большом масштабе

Вряд ли у кого вызывает сомнение, что современную экономику можно назвать экономикой данных, поскольку данные превратились в валюту, товар и новый природный ресурс, своего рода топливо для инноваций. Однако объем данных безудержно растет. Данные содержат в себе огромную ценность, они все чаще нужны нам в небывало больших объемах и на высокой скорости. Как нам кажется, организациям следует меньше беспокоиться о затратах на управление данными и больше думать о новых возможностях, которые дает это управление. Как лучше всего раскрыть потенциал этих возможностей?

Наша статья посвящена компонуемой архитектуре данных на основе мультиоблака, которая будет расти вместе с бизнесом и автоматически доставлять данные туда, где они принесут больше всего пользы. Она позволит достичь главной цели мультиоблака — создать комбинированную среду с упрощенным управлением с одной стороны и доставкой сервисов по требованию — с другой.

Как преуспеть в экономике данных?

Современную экономику можно назвать экономикой данных, поскольку данные превратились в валюту, товар и новый природный ресурс, своего рода топливо для инноваций. Питер Норвиг, директор по исследованиям в Google, однажды так объяснил успех своей организации: «Наши алгоритмы не лучше, чем у других. Просто у нас больше данных».

Однако объем данных безудержно растет. В основном это созданные машинами, неструктурированные, хаотичные и разрозненные данные, которые используются недостаточно продуктивно — или не используются вовсе. При этом они все чаще нужны нам в небывало больших объемах и на высокой скорости.

Как добиться успеха в экономике данных? Как нам кажется, достаточно соблюдать три правила:

Стримеры

лассическим
способом резервного копирования является
применение стримеров – устройств 

записи
на магнитную ленту. Однако возможности
этой технологии, как по емкости, так и
по скорости, сильно ограничены физическими
свойствами носителя. Стример по принципу
действия очень похож на кассетный
магнитофон. Данные записываются на
магнитную ленту, протягиваемую мимо
головок. Недостатком стримера является
слишком большое время последовательного
доступа к данным при чтении. Емкость
стримера достигает нескольких Гбайт,
что меньше емкости современных
винчестеров, а время доступа во много
раз больше.

Твердотельные накопители (SSD)

Это еще одно устройство хранения данных. Что выбрать лучше — SSD или HDD? Это очень популярный вопрос и многие давно уже ответили на него

Тут важно понимать назначение системы и ее работоспособность. Чтобы определиться в этом вопросе, стоит в сравнении с жестким диском рассмотреть твердотельный накопитель

Не так давно появился SSD. Считается, что устройство пришло на смену жесткому диску. Но до сих пор не сумело его полностью заменить. И все в нем хорошо, кроме цены.

Это немеханическое ЗУ, которое работает на базе микросхем. Именно благодаря этому удалось добиться высокой скорости работы. В сравнении с винчестером, твердотельный накопитель имеет компактные размеры и меньший вес.

Его главное достоинство — скорость. Если средним показателем произвольного доступа в HDD является 8-10 мс, то в SSD она равен 1 мс. Соответственно устройство быстрее в 8-10 раз. И это нельзя не заметить во время работы с ним.

Основными достоинствами этого современного устройства хранения данных считается:

  • бесшумная работы;
  • механическая стойкость;
  • стабильность;
  • скорость чтения и записи;
  • низкое энергопотребление;
  • компактные размеры и т. д.

Но не все так гладко. Несмотря на явные преимущества, есть у твердотельного накопителя и недостатки:

  • ограничение в количестве циклов записи;
  • стоимость;
  • сложность восстановления данных;
  • вероятность выхода из строя электронных элементов;
  • бюджетные модели имеют низкую производительность и т. д.

Стримеры

Определение 4

Стример (ленточный накопитель) — это запоминающее устройство, основанное на магнитной записи на магнитной ленте. Доступ к данным в этом случае будет не произвольным, а последовательным.

Рисунок 2. Ленточный стример

Стримеры предназначены для записи и воспроизведения информации, а также для архивации и резервного копирования данных. Современные стримеры имеют следующие отличительные качества.

Достоинства:

  • большой объем картриджа (от $200$ Гб до $3$ Тб);
  • низкая стоимость и отсутствие специальных условий хранения информационного носителя;
  • стабильность работы;
  • надёжность (при условии, что речь идет о стримерах, сделанных на основе современного стандарта LTО, время жизни такого накопителя до $30$ лет.);
  • низкое энергопотребление.

Недостатки:

  • низкая скорость организации произвольного доступа к данным (магнитная лента должна прокрутиться к нужному месту);
  • сравнительно высокая стоимость устройства записи.

Чаще всего стримеры используются для архивации больших объемов данных. Например, суперкомпьютер Blue Waters центра суперкомпьютерных вычислений (в США) использует ленточную библиотеку Spectra $380$B в качестве хранилища с постоянным доступом. Библиотека обеспечивает скорости чтения и записи около $2.2$ Пб/ч и может хранить $380$ Пб данных.

Национальный институт здоровья (в США) использует магнитную библиотеку Oracle для архивирования данных и долгосрочного хранения. Огромные объёмы данных остаются доступны для прямого доступа и анализа исследователями в области медицины по всему миру.
Многие поставщики облачных сервисов, в том числе и Google, используют для хранения облачных данных магнитные накопители.

Что такое носители информации

Все материальные объекты способны нести в себе какую-либо информацию. Принято считать, что носители информации наделены вещественными свойствами и отражают определенные отношения между объектами действительности. Материальные свойства объектов определяются характеристиками веществ, из которых выполнены носители. Свойства отношений находятся в зависимости от качественных особенностей процессов и полей, посредством которых носители информации проявляются в материальном мире.

В теории информационных систем принято подразделять носители информации по происхождению, форме и размеру. В самом простом случае носители информации делят на:

  • локальные (к примеру, жесткий диск персонального компьютера);
  • отчуждаемые (съемные дискеты и диски);
  • распределенные (ими могут считаться линии связи).

Последний вид (каналы связи) можно при определенных условиях считать как носителями информации, так и средой для ее передачи.

В самом общем смысле носителями информации могут считаться разные по своей форме объекты:

  • бумага (книги);
  • пластинки (фотопластинки, граммофонные пластинки);
  • пленки (фото-, кинопленка);
  • аудиокассеты;
  • микроформы (микрофильм, микрофиша);
  • видеокассеты;
  • компакт-диски.

Многие носители информации известны с древних времен. Это каменные плиты с нанесенными на них изображениями; глиняные таблички; папирус; пергамент; береста. Гораздо позже появились иные искусственные носители информации: бумага, различные виды пластмассы, фотографические, оптические и магнитные материалы.

Информация заносится на носитель посредством изменения каких-либо физических, механических или химических свойств рабочей среды.

OMR-карты

СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНА ПОГАШЕНИЯ КРЕДИТА НА РАСХОДЫ ПО СМЕТЕ И РАСЧЕТ БУДУЩИХ РАСХОДОВ

Взят кредит на ремонт квартиры в сумме 75 000 тыс. руб. на один год под 20% годовых с ежеквартальными платежами. Требуется рассчитать сумму ежеквартальных выплат, в том числе по процентам и основному долгу, т.е. составить план погашения кредита с использованием финансовых функций: ППЛАТ, ПЛПРОЦ, ОСНПЛАТ.

План погашения кредита (см. табл. 8):

Таблица 8

Формулы расчета приведены ниже (см. табл. 9):

Таблица 9

Формулы расчета плана погашения кредита

План погашения кредита
Период Заем на начало периода Общий платеж Плата по процентам

Плата по

основному долгу

Заем на конец периода
1 =F8 =ПЛТ(20%/4;4;-B$47;0;0) =ПРПЛТ(20%/4;1;4;-B47;0)

=ОСПЛТ(20%/4;1;4;

-B$47)

=B47-E47
2 =F47 =ПЛТ(20%/4;4;-B$47;0;0) =ПРПЛТ(20%/4;2;4;-B47;0)

=ОСПЛТ(20%/4;2;4;

-B47)

=B48-E48
3 =F48 =ПЛТ(20%/4;4;-B$47;0;0) =ПРПЛТ(20%/4;3;4;-B47)

=ОСПЛТ(20%/4;3;4;

B47)

=B49-E49
4 =F49 =ПЛТ(20%/4;4;-B$47;0;0) =ПРПЛТ(20%/4;4;4;-B47;0)

=ОСПЛТ(20%/4;4;4;

-B47)

=B50-E50
Итого =СУММ(C47:C50) =СУММ(D47:D50)

=СУММ(E47+E48+E49

+E50)

Финансовая функция БЗ используется для расчета будущей стоимости вклада. На ремонт квартиры в настоящее время согласно смете требуется 73 тыс. руб. Через три года стоимость ремонта квартиры при ставке 20% и ежеквартальном начислении процентов составит 135 тыс. руб. Окно расчета функции БЗ приведено ниже (см. рис. 6):

Рис. 6 Расчет будущей стоимости вклада

Фигурнов В.Э. – «IBMPC для пользователя. Краткий курс» — М.: ИНФРА-М, 1998

Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. – «Информатика и вычислительная техника» — М.: АБФ, 1998

Макарова Н.В. – «Информатика» — М.: Финансы и статистика, 2005

Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006

Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006

Мир ПК. – Воробьев Р. – «Жесткий отпор флэш-памяти» — октябрь 2006

Мир ПК. – Старкова М. – «В твердой памяти?» — январь 2006

Хранение данных в нейронах

Почему бы не подглядеть устройство хранения информации, созданное самой природой? Наш мозг является первым долговременным «устройством» хранения информации — по крайней мере, мы точно знаем, что он работает. А значит, повторив работу мозга, сможем по аналогичной методике записывать информацию.

Человеческий мозг состоит приблизительно из 100 миллиардов нейронов. Нейрон соединяется с другими нейронами через примерно 1000 взаимосвязей, или синапсов, таким образом, в человеческом мозге существует около 100 триллионов связей, которые в основном выполняют работу по хранению данных. Ученые предполагают, что человеческий мозг может хранить до 1 петабайта данных, используя только 20 ватт непрерывной мощности. На самом деле, мы не можем эффективно пользоваться этим огромным хранилищем, потому что мозг все время занят выполнением основных моторных функций, которые необходимы нашему организму, чтобы остаться в живых.

Нейробиологи научились воздействовать на сеть нейронов, заставляя их принимать то или иное состояние под воздействием точечных электроимпульсов. Ученые из Тель-Авивского университета использовали пикротоксин (активный стимулятор центральной нервной системы), чтобы зафиксировать паттерны в живой сети нейронов.

Нейроны активизируются в момент формирования приятных воспоминаний

Для создания совместно работающих групп нейронов, функционирование которых лежит в основе процессов обучения, другая группа ученых использовала технологию оптогенетики, которая позволяет произвольно активировать популяции нервных клеток с помощью облучения мозга светом определенной волны.

Многократная искусственная активация нейронных групп позволяет создать стабильные группы клеток, которые являются основной памяти. Воздействуя методами оптогенетики, удалось записать в мозг искусственные воспоминания.

НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель
на жестком диске относится к наиболее
совершенным и сложным устройствам
современного ПК. Его диски способны
вместить многие мегабайты информации,
передаваемой с огромной скоростью.Основные
принципы работы жесткого диска мало
изменились со дня его создания.Взглянув
на накопитель на жестком диске, вы
увидите только прочный металлический
корпус. Он полностью герметичен и
защищает дисковод от частичек пыли.
Кроме того, корпус экранирует накопитель
от электромагнитных помех.

Диск
представляет собой круглую пластину с
очень ровной поверхностью чаще из
алюминия, реже — из

керамики
или стекла, покрытую тонким ферромагнитным
слоем. Магнитные головки считывают и
записывают информацию на диски. Цифровая
информация преобразуется в переменный
электрический ток, поступающий на
магнитную головку, а затем передается
на магнитный диск, но уже в виде магнитного
поля, которое диск может воспринять и
«запомнить». Под воздействием
внешнего магнитного поля собственные
магнитные поля доменов ориентируются
в соответствии с его направлением. После
прекращения действия внешнего поля на
поверхности диска образуются зоны
остаточной намагниченности. Таким
образом сохраняется записанная на диск
информация. Участки остаточной
намагниченности, оказавшись при вращении
диска напротив зазора магнитной головки,
наводят в ней электродвижущую силу,
изменяющуюся в зависимости от величины
намагниченности. Пакет дисков,
смонтированный на оси-шпинделе, приводится
в движение специальным двигателем,
компактно расположенным под ним. Скорость
вращения дисков, как правило, составляет
7200 об./мин. Для того, чтобы сократить
время выхода накопителя в рабочее
состояние, двигатель при включении
некоторое время работает в форсированном
режиме. Поэтому источник питания
компьютера должен иметь запас по пиковой
мощности. Появление в 1999 г. изобретенных
фирмой IBM головок с магниторезистивным
эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к
повышению плотности записи до 6,4 Гбайт
на одну пластину в уже представленных
на рынке изделиях.

Основные
параметры жесткого диска:

  • Емкость
    – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200
    Гб.

  • Скорость
    чтения данных. Средний сегодняшний
    показатель – около 8 Мбайт/с.

  • Среднее
    время доступа. Измеряется в миллисекундах
    и обозначает то время, которое необходимо
    диску для доступа к любому выбранному
    вами участку. Средний показатель – 9
    мс.

  • Скорость
    вращения диска. Показатель, напрямую
    связанный со скоростью доступа и
    скоростью чтения данных. Скорость
    вращения жесткого диска в основном
    влияет на сокращение среднего времени
    доступа (поиска). Повышение общей
    производительности особенно заметно
    при выборке большого числа файлов.

  • Размер
    кэш-памяти – быстрой буферной памяти
    небольшого объема, в которую компьютер
    помещает наиболее часто используемые
    данные. У винчестера есть своя кэш-память
    размером до 8 Мбайт.

  • Фирма-производитель.
    Освоить современные технологии могут
    только крупнейшие производители, потому
    что организация изготовления сложнейших
    головок, пластин, контроллеров требует
    крупных финансовых и интеллектуальных
    затрат. В настоящее время жесткие диски
    производят семь компаний: Fujitsu,
    IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital.
    При этом каждая модель одного производителя
    имеет свои, только ей присущие особенности.

1.1. УСТРОЙСТВО ЧТЕНИЯ ПЕРФОКАРТ

Устройство чтения перфокарт: предназначено для хранения программ и наборов данных с помощью перфокарт – картонных карточек с пробитыми в определенной последовательности отверстиями. Перфокарты были изобретены задолго до появления компьютера, с их помощью на ткацких станках получали очень сложные и красивые ткани, потому что они управляли работой механизма. Изменишь набор перфокарт и рисунок ткани будет совсем другим – это зависит от расположения отверстий на карте. Применительно к компьютерам был использован тот же принцип, только вместо рисунка ткани отверстия задавали команды компьютеру или наборы данных. Такой способ хранения информации не лишен недостатков:

– очень низкая скорость доступа к информации;

– большой объем перфокарт для хранения небольшого количества информации;

– низкая надежность хранения информации;

– к тому же от перфоратора постоянно летели маленькие кружочки картона, которые попадали на руки, в карманы, застревали в волосах и уборщицы были страшно недовольны.

Перфокартами люди были вынуждены пользоваться не потому что этот способ как-то особенно нравился им, или он имел какие-то неоспоримые достоинства, вовсе нет, он вообще не имел достоинств, просто в то время ничего другого еще не было, выбирать было не из чего.

Накопители DVD

Подробности
Родительская категория: Устройства оптического хранения данных
Категория: Накопители DVD

DVD (Digital Versatile Disc) — это цифровой универсальный диск или, проще говоря, компакт-диск высокой емкости. Фактически каждый накопитель DVD-ROM является дисководом CD-ROM, т.е. накопители этого типа могут читать как обычные компакт-диски, так и DVD. Цифровые универсальные диски используют ту же оптическую технологию, что и компактдиски, и отличаются только более высокой плотностью записи. Стандарт DVD значительно увеличивает объем памяти и, следовательно, объем приложений, записываемых на компактдисках. Диски CD-ROM могут содержать максимум 737 Мбайт данных (80-минутный диск), что на первый взгляд кажется довольно неплохим показателем. К сожалению, этого уже недостаточно для многих современных приложений, особенно при активном использовании видео. DVD, в свою очередь, могут содержать до 4,7 Гбайт (однослойный диск) или 8,5 Гбайт (двухслойный диск) данных на каждой стороне, что примерно в 11,5 раза больше по сравнению со стандартными компакт-дисками. Емкость двусторонних DVD, естественно, в два раза выше емкости односторонних. Однако в настоящее время для считывания данных со второй стороны приходится переворачивать диск.

На DVD можно записать до двух информационных слоев, при этом емкость стандартного одностороннего однослойного диска равна 4,7 Гбайт. Новый диск имеет такой же диаметр, как и диски CD, однако он в два раза тоньше (0,6 мм). Применяя сжатие MPEG-2, на новом диске можно поместить 133 минуты видео — полнометражный фильм с тремя каналами качественного звука и четырьмя каналами субтитров. Используя оба слоя одностороннего диска, можно записать на него 240-минутный фильм. В значениях емкости оптических дисков нет никакой кабалистики. Диски DVD были непосредственно связаны с производством фильмов, и киноиндустрия уже давно считала этот тип носителей дешевле и надежнее видеокассет.

Цифровые универсальные диски пришли на смену компакт-дискам и видеокассетам. Приобретенные или взятые напрокат DVD выполняют те же функции, что и лента видеомагнитофона, но обеспечивают более высокое качество звука и изображения. Как и компактдиски, которые предназначались, в первую очередь, для музыкальных записей, DVD могут использоваться для самых разных целей, в том числе и для хранения компьютерных данных.

Примечание!

Очень важно понимать разницу между DVD-Video и DVD-ROM. Первый диск содержит только видео и воспроизводится в проигрывателе DVD, а второй включает различные типы данных и считывается с помощью накопителя DVD в компьютере

Эти два типа дисков можно сравнить с музыкальным компакт-диском и CD-ROM. Накопители DVD способны проигрывать кинофильмы DVD-Video (с помощью аппаратного или программного кодировщика MPEG-2), однако проигрыватели DVD-Video нельзя использовать для доступа к данным DVD-ROM.

Внешние устройства хранения информации

Определение 2

Внешними являются устройства хранения информации, которые можно отсоединить от ПК и перенести на другой.

Главный недостаток: низкая скорость работы в отличие от внутренних устройств. Внешняя память предназначена для длительного хранения данных.

Рисунок 1.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) являются наиболее совершенными и сложными устройствами современных ПК. Такие диски могут хранить большие объемы, которую могут передавать с большой скоростью. Несмотря на эволюцию жестких дисков, основные принципы их работы практически не изменились.

Рисунок 2.

Стримеры – устройства, предназначенные для записи информации на магнитную ленту. По принципу действия стримеры очень похожи на кассетный магнитофон: данные записываются на магнитную ленту, которая протягивается мимо головок. Возможности технологии сильно ограничены физическими свойствами носителя по емкости и по скорости.

Недостатки использования стримера:

  • слишком большое время доступа к данным при чтении (во много раз превышает время доступа жестких дисков);
  • емкость не превышает нескольких Гб, что меньше емкости современных жестких дисков.

Рисунок 3.

Оптические диски.

CD (Compact Disc) – оптический носитель информации. Стандартный объем $700$ Мб. Запись и считывание информации осуществляется с помощью лазера.

Рисунок 4.

DVD (Digital Versatile Disk) – оптический многоцелевой цифровой диск.
Существуют односторонние и однослойные $DVD$ (стандартный объем $4,7$ Гб), а также двухсторонние или двухслойные диски с удвоенным объемом (объем увеличивается в $4$ раза и составляет более $17$ Гбайт).

Рисунок 5.

BD (Blu-Ray Disc) – оптический носитель цифровых данных, который используется для записи и хранения информации и позволяет хранить видео высокой чёткости с повышенной плотностью.

Рисунок 6.

Магнитно-оптический диск СD-MO (Compact Disk – Magneto Optical) – носитель информации, который сочетает свойства оптических и магнитных накопителей. Ёмкость диска от $128$ Мб до $2,6$ Гб.

Рисунок 7.

Flash-карты – устройства, состоящие из одной микросхемы и не имеющие подвижных частей. Принцип работы основан на использовании кристаллов электрически перепрограммируемой флэш-памяти.

Физический принцип организации ячеек флэш-памяти одинаков для всех существующих устройств, как бы они ни назывались. Отличаются устройства интерфейсом и используемым контроллером, которые обусловливают разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Рисунок 8.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD) выходят из использования из-за небольшой емкости ($64$ Мб и $256$ Мб соответственно) и низкой скорости работы.

Рисунок 9.

SmartMedia – основной формат для карт широкого использования (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Выполнены в виде тонких пластинок весом $2$ гр и имеют открытые контакты. Для таких размеров имеют относительно значительную емкость (до $128$ Мбайт) и скорость передачи данных (до $600$ Кб/с), которые обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и $MP3$-устройств.

Рисунок 10.

USB Flash Drive – последовательный интерфейс $USB$ с пропускной способностью $12$ Мбит/с или его современный вариант $USB \ 2.0$ с пропускной способностью до $480$ Мбит/с.

Рисунок 11.

PC Card (PCMCIA ATA) – карточка флэш-памяти для компактных ПК. Существует 4 формата карточек $PC \ Card: \ Type \ I, \ Type \ II, \ Type \ III \ и \ CardBus$, которые отличаются размерами, разъемами и рабочим напряжением. Емкость карточек достигает $4$ Гб, скорость обмена данными с жестким диском – $20$ Мбит/с.

Рисунок 12.

Miniature Card (MC)– карточка флэш-памяти для карманных ПК, мобильных телефонов и цифровых камер. Стандартная емкость – $64$ Мб и больше.

Рисунок 13.

Замечание 1

Приведенный список не является полным, т.к. существуют большое количество самых разнообразных устройств хранения информации. Здесь приведены наиболее часто используемые.

1.2. НАКОПИТЕЛИ НА МАГНИТНОЙ ЛЕНТЕ

Для создания резервных копий информации, размещенной на жестких дисках компьютера, широко используются стримеры
– устройства для записи информации на кассеты (картриджи) с магнитной лентой. Стримеры просты в использовании и обеспечивают самое дешевое хранение данных.

В стримерах в качестве носителя информации используется магнитная лента. Они могут быть выполнены как в виде внешнего, так и в виде внутреннего устройства. Стримеры в основном используются для архивации и создания резервных копий больших объемов данных на компактном носителе. Их недостатки: малая скорость передачи данных. Она значительно ниже, чем у винчестеров и сменных жестких дисков. Именно поэтому стримеры рекомендуются только для резервного копирования больших объемов информации. Существуют стандарты: QIC, TRAVAN, DDS, DAT и DLT.

У стандарта QIC (Quarter Inch Cartridge) низкое быстродействие, так как подключается к интерфейсу накопителей на гибких дисках. Существуют кассеты объемом от 40 Мб до 13 Гб.

TRAVAN разработан на основе QIC. Он использует контроллер накопителя на магнитных дисках или SCSI-2, в зависимости от объема кассеты.

DSS (Digital Data Storage) и DAT (Digital Audio Tape) стандарты разработаны фирмой Sony для цифровой аудио и видео записи.

Самый современный стандарт DLT (появился в середине 90-х годов. Накопители, созданные на основе этой технологии, хранят от 20 до 40 Гб данных. Общая емкость ленточных библиотек построенных на основе кассет DLT может достигать 5 Гб. Дорогим и редким ВЗУ является массовая память — набор микросхем памяти большого объема поставляемых на одной плате, эмулирующих работу жесткого диска.

Магнитооптические съемные диски.
Магнитооптические диски применяются для резервирования данных и для хранения редко используемых данных. Они значительно удобнее

кассет стримера, поскольку пользователь может работать с такими дисками как с обычными жесткими дисками, только съемными и несколько более медленными. Дисководы для магнитооптических дисков выпускаются емкостью от 230 Мбайт до 4,6 Гбайт. Наиболее популярны относительно дешевые модели для дисков размером 3,5 дюйма и емкостью диска 230 или 640 Мбайт. А более дорогие дисководы большой емкости (2,6 и 4,6 Гбайта) лишь немного уступают в быстродействии жестким дискам
.

Функции памяти

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения.

Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.

Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).

К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.

Анализ безопасности хранения и хеширования паролей при помощи алгоритма MD5

Из песочницы

Анализ безопасности хранения и хеширования паролей при помощи алгоритма MD5

С появлением компьютерных технологий стало более продуктивным хранить информацию в базах данных, а не на бумажных носителях. Веб-приложения, нуждающиеся в аутентификации пользователя, обычно проверяют входные пароли, сравнивая их с реальными паролями, которые обычно хранятся в частных базах данных компании. Если злоумышленники получат доступ к вышеупомянутой базе данных личные данные пользователей будут утеряны. В настоящее время базы данных используют хеш-алгоритмы для защиты хранящихся паролей, но проблемы, связанные с безопасностью все еще актуальны. Каждый год хакеры опубликовывают большой список взломанных паролей от известных социальных сетей или же хранилищ данных. Подобные атаки оказались успешными благодаря использованию слабого алгоритма хеширования.

Криптографические хеш-функции, чаще называемые просто хешем, — незаменимый и повсеместно распространенный инструмент, используемый для выполнения целого ряда задач, включая аутентификацию, проверку целостности данных, защиту файлов и даже обнаружение зловредного ПО. Это математический алгоритм, преобразовывающий произвольный массив данных в состоящую из букв и цифр строку фиксированной длины. Причем при условии использования того же типа хеша эта длина будет оставаться неизменной, вне зависимости от объема вводных данных . Существует масса алгоритмов хеширования, отличающихся криптостойкостью, сложностью, разрядностью и другими свойствами. Считается, что идея хеширования принадлежит сотруднику IBM, появилась около 50 лет назад и с тех пор не претерпела принципиальных изменений. В наши дни хеширование обрело массу новых свойств и используется в очень многих областях информационных технологий.

Алгоритм хеширования сообщений MD5 — это 5-я версия алгоритма хеширования сообщений, разработанного Роном Ривестом в 1991 году для получения 128-битного выходного сообщения. Эта версия была представлена как улучшенная c точки зрения надежности относительно предыдущего алгоритма MD4.

Flash-карта

Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD) – сходит со сцены из-за ограниченной емкости (64 Мб и 256 Мб соответственно) и низкой скорости работы.

SmartMedia – основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.

Memory Stick – “эксклюзивный” формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями. Максимальная емкость – 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.

CompactFlash (CF) – самый распространенный, универсальный и перспективный формат. Легко подключается к любому ноутбуку. Основная область применения – цифровая фотография. По емкости (до 3 Гбайт) сегодняшние CF-карты не уступают IBM Microdrive, однако отстают по скорости обмена данными (около 2 Мбайт/с).

USB Flash Driveобычные дискеты и частично – перезаписываемые компакт-диски, носители Iomega ZIP и им подобные.

PC Card (PCMCIA ATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type III и CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Для PC Card возможна обратная совместимость по разъемам “сверху вниз”. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.

Miniature Card (MC) – карточка флэш-памяти, предназначена в основном для карманных компьютеров, мобильных телефонов и цифровых фотокамер. Стандартная емкость составляет 64 Мбайт и больше.

xD Picture Card (extreme Digital) является новым типом флэш-памяти, разработанным компанией Toshiba специально для цифровых фотоаппаратов. На сегодняшний день это самое миниатюрное устройство флэш-памяти. Благодаря использованию технологии NAND не имеет ограничений на максимальный объем. Сейчас известны карточки xD Picture Card емкостью до 1 Гбайт, ожидается появление изделий емкостью до 8 Гбайт.

MirrorBit Flash, разработанная компанией AMD, основана на технологии хранения в ячейке двух бит. Каждая ячейка разделена на симметричные (зеркальные) половинки изолирующим слоем из нитрида кремния и, таким образом, имеет удвоенную емкость. За счет “зеркальности” более быстро формируется стандартная 16-битная страница данных, что увеличивает скорость обмена. Чипы семейства MirrorBit имеют емкость 64 Мбит и могут быть установлены на большинство современных типов твердотельных устройств памяти.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий