Материальные носители информации и их развитие. 6

2

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Первые материальные носители информации………………………...6

              § 1.1 Появление материальных носителей информации………………...6

              § 1.2 Изобретение бумаги и совершенствование её производства……...9

Глава 2. Современные материальные носители информации.                          Их характеристика………………………………………………………….........12

              § 2.1 Бумажные носители информации…………………………….........12  

§ 2.2 Перфорированные  носители  информации………………….........17

§ 2.3 Микрографические носители информации……………………….19

§ 2.4 Магнитные  носители  информации……………………………….20

§ 2.5 Оптические (лазерные)  носители  информации………………….22

§ 2.6 Магнитооптические диски………………………………………….24

§ 2.7 Твёрдотельные носители информации (флэш-карты)……………26

Заключение……………………………………………………………………….28

Список использованных источников и литературы……………………….......29

Введение:

              Тема материальных носителей информации в последнее время приобрела огромную значимость: большое количество информации требует более качественного и долговременного сохранения.

Человек в своей памяти хранит информацию об окружающей действительности в виде различных образов: зрительных, звуковых, вкусовых и т.д. Для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение используются материальные носители информации.

Материальная природа носителей информации может быть различной:

- молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию;

- бумага, на которой хранятся тексты и изображения;

- магнитная лента, на которой хранится звуковая информация;

- микросхемы памяти;

- магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере и т.д.

Носители информации характеризуются информационной ёмкостью, т.е. количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно ёмкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 10²¹ бит в 1 см³), что позволяет организму развиваться из одной единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см³ до 10¹º бит информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической эволюции.

Однако, если сравнивать информационную ёмкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден. На каждом гибком магнитном диске может храниться книга объемом около 600 страниц, а на жестком магнитном диске целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

              Носитель  информации -  материальный  объект, предназначенный для хранения информации.

Носители информации можно различать не только по материалу, из которого они изготовлены, но и по способу их изготовления (например, рукописные, машинописные и т.д.), по специфике предназначения (микрофотокопии; чертежи; книги для слепых, напечатанные шрифтом Брайля).

Носители информации для компьютера делятся на:

- электронные,

- магнитные,

- оптические.

Как и человек, компьютер должен запоминать всю информацию, подлежащую обработке, промежуточные данные, результат, а так же команды, которые определяют последовательность его действий. Эту задачу в компьютере решает устройство памяти, называемое так же память или запоминающее устройство.

Внешняя память компьютера предназначена для долговременного хранения любого вида информации. Выключение питания компьютера не приводит к потере данных во внешней памяти. Эта память не ограничена, в случае необходимости ее можно нарастить так же, как можно купить новую книжную полку для хранения новых книг. Но обращение к ней требует большего времени - как человек затрачивает гораздо больше времени для поиска информации в справочной литературе, чем, если бы она хранилась в его собственной памяти. Например, существует целая процедура поиска книг в библиотеке с помощью каталогов, а в книгах отыскивается нужная рубрика, страница, абзац.

В данной курсовой работе будет рассмотрено развитие материальных носителей информации: от наскальных рисунков до новейших разработок науки и техники. Мы попытаемся рассказать о каждом из них в подробностях. Опишем их достоинства и недостатки.

Глава 1. Первые материальные носители информации

§ 1.1 Появление материальных носителей информации.

              Определение понятия документа основано на двуединстве информации и материального носителя. Материальные носители оказывают существенное влияние на процессы создания, передачи, хранения и использования документированной информации. Согласно «ГОСТ Р 51141-98. Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения», носитель документированной информации – это «материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нем речевой, звуковой или изобразительной информации, в том числе в преобразованном виде».

              Носители информации самым тесным образом связаны не только со способами и средствами документирования, но и с развитием технической мысли. Отсюда – непрерывная эволюция типов и видов материальных носителей.

Первыми носителями информации служили скалы, на которых древний человек изображал послание. Наскальные надписи и рисунки сохранились до наших дней во многих уголках земли и сохранили информационное содержание.

Появление письменности – следующий этап развития материальных носителей информации. Появление письменности стимулировало поиски и изобретение специальных материалов для письма. Однако на первых порах человек использовал для этой цели наиболее доступные материалы, которые можно было без особых усилий найти в окружающей природной среде: пальмовые листья, раковины, древесная кора, черепаховые щитки, кости, камень, бамбук и т.д. В Древней Греции и Риме для этих целей иногда использовались деревянные дощечки, покрытые слоем воска, металлические (бронзовые либо свинцовые) таблицы, в Индии – медные пластины, а в Древнем Китае – бронзовые вазы, шелк. На территории Древней Руси писали на коре березы – берёсте.

Основным материалом для письма у народов Передней Азии первоначально являлась глина, из которой изготавливались слегка выпуклые плитки. После нанесения нужной информации (в виде клинообразных знаков) сырые глиняные плитки высушивались либо обжигались, а затем помещались в специальные деревянные или глиняные ящики, либо в своеобразные глиняные конверты. В настоящее время в музеях мира, частных коллекциях хранится не менее 500 тыс. таких глиняных табличек, обнаруженных при раскопках древних городов Ассирии, Вавилона, Шумера.

Исторически первым материалом, который специально изготовлялся для целей письма, был папирус. Его изобретение стало одним из важнейших достижений египетской культуры. Главными преимуществами папируса были компактность и лёгкость. Для изготовления папируса использовалось одноименное растение (Cyperus papyrus). При изготовлении писчего материала стебли папируса очищались от коры и разрезались вдоль. Получившиеся полоски раскладывали внахлест на ровной поверхности. На них выкладывали под прямым углом еще один ряд полосок и помещали под пресс. После сушки лист папируса отбивали молотком. Затем получившиеся листы папируса склеивались в свитки (а в более позднее время — соединялись в книги (лат. codex). Сторона, на которой волокна шли горизонтально, была лицевой (лат. recto). Когда основной текст становился ненужен, обратная сторона могла быть, например, использована для записи литературных произведений (часто, впрочем, ненужный текст просто смывали). Находки греческих папирусов в Египте внесли неоценимый вклад в классическую филологию (их изучением занимается специальная дисциплина — папирология). Так, например, один папирус сохранил для нас «Афинскую политию» Аристотеля, от которой в противном случае было бы известно только название. Последним историческим документом, написанным на папирусе, стало послание папы римского в начале 20 века.

На стыке пятого и четвертого столетия до нашей эры в обиход входит более совершенный материал – пергамент. Пергамент - материал для письма из недублённой кожи животных. По свидетельству греческого историка Ктесия в 5 в. до н. э. кожа уже в то время издавна употреблялась в качестве материала для письма у персов. Откуда она, под именем дифтер, рано перешла в Грецию, где употреблялись для письма обработанные овечьи и козьи шкуры.

По свидетельству Плиния во 2 в. до н. э. египетские цари, желая поддержать книжное богатство александрийской 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 derma, swmation, а позднее, по месту главного производства — pergamhnh (у римлян membrana, с 4 в. до н. э. — pergamena). Иногда в качестве изобретателя пергамента указывается царь Пергама Эвмен II (197-159 до н. э.)

Популярности пергамента способствовало то, что на нём в отличие от папируса есть возможность смыть текст, писанный растворимыми в воде чернилами и нанести новый. Кроме того, на пергаменте можно писать с обоих сторон листа.

В отличие от папируса, производившегося лишь в Египте, пергамент можно было получить практически в любой стране, так как изготавливался он из шкур животных (бараньих, козлиных, свиных, телячьих) путем их очистки, промывки, просушки, растяжки с последующей обработкой мелом и пемзой. Древним умельцам удавалось выделывать порой такой тонкий пергамент, что целый свиток мог поместиться в скорлупе ореха.

Пергамент был гораздо прочнее и долговечнее папируса. Вместе с тем пергамент являлся весьма дорогим материалом. Этот существенный недостаток пергамента удалось преодолеть лишь в результате появления бумаги.

§ 1.2 Изобретение бумаги и совершенствование её производства.

              Бумага (от итал. «bambagia» – хлопок) была изобретена в Китае во 2 веке до нашей эры. В 105 г. китаец Цай Лунь усовершенствовал процесс её изготовления, предложив использовать в качестве сырья молодые побеги бамбука, кору тутовых деревьев, ивы, пеньку и тряпье.

Долгое время китайцам удавалось сохранять в тайне секреты производства бумаги. Лишь в начале 7 века эти секреты были вывезены за пределы страны – в Корею и Японию, затем стали известны в других странах Востока, а в 12 в. – и в Европе. С 13 в. бумага стала производиться в Италии, в 14 в. – в Германии, в 15 в. – в Англии.

На Руси использование этого нового материала для письма началось в 14 веке. Первоначально бумага была привозной – сначала с Востока, а затем из Западной Европы: итальянская, французская, немецкая, голландская. В период правления Ивана Грозного в России была построена первая «бумажная мельница» близ Москвы, действовавшая, впрочем, недолго. Но уже в 17 столетии в стране работало 5 бумагоделательных предприятий, а в 18 веке – 5292.

Способ изготовления бумаги принципиально отличается от папируса и пергамента. Он основан на разрушении связи между растительными волокнами с последующим их тесным переплетением между собой («сволачиванием») в форме тонкого бумажного листа или бумажной ленты.

До середины 19 века практически вся европейская, в том числе и российская, бумага изготавливалась из льняного тряпья. Его промывали, проваривали с содой, едким натром или известью, сильно разбавляли водой и размалывали на особых мельницах. Затем жидкую массу черпали специальной прямоугольной формой с прикреплённой к ней сеткой из проволоки. После стекания воды на металлическом сите оставался тонкий слой бумажной массы. Полученные таким образом влажные бумажные листы укладывали между отрезами грубого сукна или войлока, с помощью пресса отжимали воду и просушивали.

Металлические нити сетки оставляли на бумаге, изготовленной ручным способом, следы, видимые на просвет, поскольку бумажная масса в местах её соприкосновения с проволокой была менее плотной. Эти следы получили название филиграней (от итал. «filigrana» – водяной знак на бумаге).

В бумаге европейского производства водяные знаки впервые появились в Италии в конце 13 века, а в России - лишь во второй половине 17 века. Первоначально это были рисунки, повторявшие контурное изображение, сделанное из тонкой проволоки и прикреплявшееся к дну металлической сетки. На филигранях изображались животные, растения, небесные тела, короны, портреты монархов и т.п., а также нередко буквы и даты, обозначавшие имя владельца, местонахождение фабрики, год изготовления бумаги.

К настоящему времени известно около 175 тыс. филиграней, сделанных в разное время на бумажных мельницах и мануфактурах. Водяные знаки являлись торговой маркой, а также одним из средств защиты от подделки документов. И в наши дни бумага с водяными знаками по-прежнему широко применяется для изготовления ценных бумаг, денежных знаков, важных документов (паспортов, дипломов, свидетельств и т.д.).

Между тем бумажное производство совершенствовалось и постепенно механизировалось. В 1670 г. в Голландии был изобретён ролл – механизм для размалывания, измельчения волокон. Французский химик Клод Луи Бертолле в 1789 г. предложил способ отбеливания тряпья хлором, способствовавший улучшению качества бумаги. Менее чем через 10 лет, в 1798 г. француз    Н.Л. Робер получил патент на изобретение бумагоделательной машины. В России первая такая машина была установлена в 1818 г. на Петергофской бумажной фабрике.

Важнейшим шагом в развитии бумагоделательного производства стало изготовление бумаги из древесины. Открытие нового способа принадлежало саксонскому ткачу Ф. Келлеру в 1845 г. С этого времени древесное сырьё становится основным в бумажной промышленности.

В двадцатом столетии продолжалось совершенствование бумажного носителя информации. С 1950-х годов в производстве бумаги стали применяться полимерные плёнки и синтетические волокна, в результате чего появилась принципиально новая, синтетическая бумага – бумага-пластикат. Она отличается повышенной механической прочностью, стойкостью к химическим воздействиям, термостойкостью, долговечностью, высокой эластичностью и некоторыми другими ценными качествами. Такая бумага может использоваться для изготовления чертежей, географических карт, репродукций и т.д. Однако полная замена растительных волокон синтетическими ухудшает структуру поверхности бумаги, поэтому предпочтительнее их смешанная композиция.

В самом конце 20 века появились сообщения об изобретении «электронной бумаги», представляющей пластиковый лист, который имеет покрытие в виде гибких транзисторов и подключается к компьютеру. Транзисторы создают электрическое поле, под влиянием которого меняется цвет «электронных чернил», состоящих из огромного количества мельчайших микрокапсул с тёмным красителем и светлым пигментом. На одном листе «электронной бумаги» можно печатать множество документов, сохраняя при этом все ранее созданные.

Глава 2. Современные  носители информации. Их характеристика.

              § 2.1 Бумажные носители информации  

Важнейшим материальным носителем информации по-прежнему пока остаётся бумага. На отечественном рынке в настоящее время имеются сотни различных видов бумаги и изделий из неё. При выборе бумаги для документирования необходимо учитывать свойства бумаги, обусловленные технологическим процессом её производства, композиционным составом, степенью отделки поверхности и т. п.

Любая бумага, изготовленная традиционным способом, характеризуется определёнными свойствами, которые необходимо принимать во внимание в процессе документирования. К числу таких важнейших свойств и показателей относятся:             

- композиционный состав, т.е. состав и род волокон (целлюлоза, древесная масса, льнопеньковые, хлопковые и др. волокна), их процентное соотношение, степень размола;

- масса бумаги (масса 1 кв. м бумаги любого сорта). Масса выпускаемой для печати бумаги составляет от 40 до 250 г/кв. м;

- толщина бумаги (может быть от 4 до 400 мкм);

- плотность, степень пористости бумаги (количество бумажной массы в г/смі);

- структурные и механические свойства бумаги (в частности, направление ориентации волокон в бумаге, светопроницаемость, прозрачность бумаги, деформации под воздействием влаги и т.п.);

- гладкость поверхности бумаги;

- белизна;

- светопрочность;

- сорность бумаги (результат использования при её производстве загрязнённой воды) и некоторые другие свойства бумаги.

В зависимости от свойств бумага делится на классы (для печати, для письма, для машинописи, декоративная, упаковочная и др.), а также на виды (типографская, офсетная, газетная, мелованная, писчая, картографическая, ватманская, документная и т.д.). Так, бумага с поверхностной плотностью от 30 до 52 г/м² и с преобладанием в её композиционном составе древесной массы называется газетной. Типографская бумага имеет поверхностную плотность от 60 до 80 г/м² и изготавливается на основе древесной целлюлозы. Ещё большую плотность имеет картографическая бумага (от 85 до 160 г/м²). Для технического документирования используется высокосортная белая чертёжная ватманская бумага, которая производится на основе механически обработанного тряпья. Для печатания денежных знаков, облигаций, банковских чеков и других важных финансовых документов используется документная бумага, устойчивая к механическим воздействиям. Она изготавливается на основе льнопеньковых и хлопковых волокон, зачастую с водяными знаками.

Качество бумаги зависит в первую очередь от исходного сырья, а также от технологии изготовления бумажного листа и способа его производства (ручной, машинный).

Для современных сортов бумаг основной композиционный состав – это волокна растительного происхождения из древесины хвойных и лиственных пород, стеблей однолетних растений, листьев и т.п.

Сорта бумаги получаются в результате добавок в бумажную массу различных наполнителей, которые придают бумаге отличительные свойства. Например:

- тальк, каолин или двуокись титана придают бумаге белизну, гладкость, непрозрачность, делают ее более мягкой, но и менее прочной;

- серная кислота делает бумагу непроницаемой для жиров и некоторых кислот, придает ей полупрозрачность и прочность;

- для снижения гигроскопичности (впитывания влаги) бумагу проклеивают водоотталкивающими смолами и парафинами;

- для повышения прочности, гладкости (уменьшения ворсистости), стойкости к истиранию поверхность бумаги проклеивают крахмальным клеем;

- белая пигментно-клеевая смесь наносится на поверхность мелованной бумаги для получения высокой гладкости и глянца, что необходимо в производстве рекламных и многоцветных изданий.

Современные сорта бумаги придают ей совершенно новые свойства. Например, изготавливается:

- бумага противофильтрационная, не пропускающая даже водяных паров;

- бумага, полностью растворимая в воде;

- толстый картон, применяющийся в качестве строительного материала;

- очень тонкие кальки для копирования чертежей;

- непрозрачная бумага, светонепроницаемость которой не зависит от ее толщины.

Не прекращаются разработки все новых видов бумаг. Так, сочетание пластиков с бумагой привело к рождению целого семейства новых писчих материалов, срок службы которых необычайно долог.

Важное значение в документоведении и документационном обеспечении управления имеют форматы бумаги. Бумага выпускается разных форматов. Еще в 1833 г. в России был установлен единый размер листа бумаги. В 1903 г. союз бумажных фабрикантов принял первые 19 форматов бумаги. В 1920-е годы форматы бумаги были упорядочены на основе системы размеров Германской стандартизационной организации DIN, а впоследствии был принят ГОСТ 9327-60 «Бумага и изделия из бумаги. Потребительские форматы». В 1975 г. система DIN была принята Международной организацией по стандартизации и стала международным стандартом (ISO 216), действующим и в России.

Итак, стандарт ISO 216 состоит из трех серий: A, B и C. В качестве основной установлена серия А. Площадь основного формата (А0) равна 1 м², а его стороны составляют 841 × 1189 мм. Остальные форматы получаются путем последовательного деления пополам предшествующего формата, параллельного его меньшей стороне. Каждый формат обозначается двумя символами: буквой А, указывающей на принадлежность серии, и цифрой, обозначающей количество делений исходного формата А0.

Форматы А-серии: 4А0 (1682х2378), 2А0 (1189х1682), А0 (841х1189), А1 (594х841), А2 (420х594), А3 (297х420), А4 (210х297), А5 (148х210), А6 (105х148), А7 (74х105), А8 (52х74), А9 (37х52), А10 (26х37).

Форматы В-серии используются в тех случаях, когда А-серия не имеет подходящего формата. Форматы С-серии стандартизуют конверты. Формат С-серии является средним геометрическим между форматами А и В серий с одним и тем же номером. Например, документ на листе А4 хорошо укладывается в конверт формата С4.

Основные цели применения различных форматов:

- А0, А1 – технические чертежи;

- А2, А3 – чертежи, диаграммы, широкоформатные таблицы;

- А4 – письма, бланки, расходные материалы для принтеров и копиров, журналы, каталоги;

- А5 – записные книжки;

- А6 – почтовые открытки;

- А5, А6, В5, В6 – книги;

- С4, С5, С6 – конверты для писем формата А4: несложенные (С4), сложенные вдвое (С5), сложенные втрое (С6);

- В4, А3 – газеты.

В управленческой деятельности чаще всего используются форматы А4 и А6. С учетом размеров бумаги по системе ISO созданы копировальные машины, принтеры, печатные машинки.

Форматы  бумаги  ISO не единственные. Например, в США и Канаде распространены другие форматы: «Letter» (размером 216 × 279 мм), «Legal» (216 × 356 мм), «Executive» (190 × 254 мм) и «Ledger/Tabloid» (279 × 432 мм).

Отдельные виды бумаги предназначены специально для репрографических процессов. Главным образом это светочувствительные бумажные носители. Среди них термобумага (термореактивная и термокопировальная бумага); диазобумага (диазотипная или светокопировальная бумага), чувствительная к ультрафиолетовым лучам; калька – прозрачная, прочная, из чистой целлюлозы бумага, предназначенная для копирования чертежей; бумага многослойная для электроискрового копирования и др.

Бумага толщиной свыше 0,5 мм и массой 1 кв. м более 250 г называется картоном. Картон может быть однослойным и многослойным. В делопроизводстве он используется, в частности, для изготовления обложек первичных комплексов документов (дел), регистрационных карточек и т.п.

§ 2.2 Перфорированные носители информации

На перфорированном носителе информация записана путем перфорирования (пробивки) отверстий (перфораций) или вырезки соответствующих участков материального носителя.

В зависимости от назначения документы на перфоносителях подразделяют на три типа:

1) для управления автоматическими устройствами при выполнении различных операций в процессе изготовления и контроля спроектированных изделий;

2) для управления, обработки, преобразования информации при проектировании изделий на ЭВМ;

3) для использования в процессе обработки и преобразования.

Запись информации на перфорированных носителях может быть выполнена на непрерывной ленте или на карточках, представляющих собой как бы отрезки такой ленты, или на плоскости, на которой запись информации производится способом перфорирования. Поэтому по материальной конструкции носителя перфорированные документы делят на карточные (перфокарты, апертурные карты) и ленточные (перфоленты).

Перфокарты и перфоленты можно сгруппировать в виды по следующим признакам:

- по каналу восприятия - перфокарты и перфоленты относятся к визуальным документам;

- по материальной основе - искусственные, бумажные, реже пластмассовые (перфокарты) и целлулоидные или лавсановые (перфоленты);

- по предназначенности для восприятия различают машиночитаемые (перфокарты машинной сортировки) и человекочитаемые (перфокарты ручной сортировки);

- по расположению матрицы различают перфокарты с краевой и внутренней перфорацией;

- по способу кодирования - вырезные с перфорацией, вырезаемой в процессе кодирования, и пробивные с перфорацией, получаемой при кодировании;

- по способу обработки - перфокарты ручной и машинной сортировки;

- по целевому назначению перфорированные документы могут быть разделены на учетные, справочные, библиографические, информационные, диагностические, учебные.

Перфорационная карта, перфокарта - это перфорированный носитель информации в виде прямоугольной карточки из тонкого картона, плотной бумаги или пластмассы, предназначенной для записи информации путем пробивки отверстий (перфораций) или вырезки ее соответствующих участков.

Перфокарты применяются, в основном, для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплексах. Существует большое число видов перфокарт, различающихся формой, размерами, объемом хранимой информации, формой и расположением отверстий.

Перфорационная лента, перфолента - носитель информации в виде ленты (бумажной, целлулоидной или лавсановой), на которую данные наносятся определенной последовательностью кодовых комбинаций отверстий. Каждая кодовая комбинация кодирует один знак и размещается на ленте перпендикулярно направлению ее движения.

Перфоленту можно использовать:

а) при передаче или приеме телеграфных депеш;

б) при работе на вычислительных машинах и другой организующей технике (пишущей, суммирующей, бухгалтерской, и т. д.), на специальных дешифраторах или в выходном устройстве ЭВМ;

в) как запись информации научного и технического характера и т. д. на различных машинах и приспособлениях.

§ 2.3 Микрографические носители информации

В массиве документов особое место занимают носители информации, содержащие одно или несколько микроизображений, получившие общее название микрографических документов или микроформ.

Микрографический документ выполняется на микроносителе в виде микрокопии или оригинала микродокумента. Этот класс документов составляют микрофильмы, микрофиши и микрокарты.