В этой статье мы рассмотрим, в каком виде представлена информация, обрабатываемая компьютером, а также ознакомимся с современными носителями цифровой информации, используемыми в компьютерной и мобильной технике.
Информация, обрабатываемая компьютером, представляет собой наборы нулей и единиц (единица это наличие электрического сигнала, а ноль отсутствие сигнала). Такая минимальная единица информации, имеющая только два состояния, называется бит. Таким образом, 1 бит это информация, содержащаяся в сообщении ноль или единица «0 или 1=1 бит; 8бит=1 байт».
Один байт может иметь уже 256 различных состояний. Но эта единица измерения слишком мала, чтобы её использовать для учёта количества информации на жёстком или гибком дисках, поэтому были введены более крупные единицы, кратные числу равному 1024. Число 1024 это 2 в десятой степени.
Ниже приведены формулы перевода одних единиц в другие (жирным шрифтом выделено обозначение величины):
1 килобайт (КБ) = 1024 байт («2» в 10 степени байт)
1 мегабайт (МБ) = 1024 килобайт («2» в 10 степени килобайт)
1 гигабайт (ГБ) = 1024 мегабайт («2» в 10 степени мегабайт)
1 терабайт (ТБ) = 1024 гигабайт («2» в 10 степени гигабайт)
Далее приведены объёмы памяти, необходимой для записи различных видов информации: средняя книга, в которой 400 страниц текста, занимает около 1 МБ объёма памяти; одна фотография занимает от 1 до 5 МБ памяти; для четырёх минутной песни необходимо от 3 до 7 МБ; для четырёх минутного видео необходимо около 100 МБ памяти; один фильм требует около 1 ГБ памяти; современные полноформатные игры могут занимать до нескольких десятков гигабайт.
Как известно, цифровые устройства не только обрабатывают данные, но также, передают и принимают их через линии связи (например, через интернет-канал). В этом случае говорят о скорости передачи информации. Для того чтобы оценить этот параметр за единицу скорости цифровых данных принимают величину равную одному биту в секунду – «1 Бит/сек».
В восьмидесятые и девяностые годы, для сокращения обозначения был введён термин «1 Бод», равный скорости передачи данных в 1 Бит/сек. В наши дни эта единица устарела. Также, применяются и величины кратные биту: 1 Килобит/сек. (1 КБит/сек.), 1 Мегабит/сек. (1 МБит/сек.) и т. д. Так как это скорость, то имеется в виду количество бит (килобит, мегабит, гигабит и т.д.) передаваемых за секунду.
В наши дни, благодаря внедрению новых линий связи, работающих на основе оптоэлектронных технологий, скорость передачи информации возросла многократно и составляет: от 1–2 Мбит/сек, до 1 Гбит/сек. Например, скорость домашнего интернета составляет 100 Мбит/сек).
Носители информации применяются для записи, хранения, чтения, передачи (распространения) информации. Основные характеристики накопителей и носителей информации: информационная ёмкость; скорость обмена информацией; надёжность хранения информации; стоимость. В современной вычислительной технике в качестве носителей информации используются – CD и DVD-диски, USB-накопители и карты памяти, внешние жесткие диски.
Самым первым носителем информации, который все помнят, был лазерный компакт-диск, который до сих пор не теряет свою актуальность. В первую очередь, наверное, из-за своих небольших размеров и условной цены – сейчас в любом магазине пустые «болванки» «CD» или «DVD» для записи, можно купить за небольшие деньги.
Компакт-диск CD – оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре. Процесс записи и считывания информации осуществляется при помощи лазера. Информационная ёмкость лазерного компакт – диска CD равна 700МБ. Необходимо помнить, что компакт диск CD предназначен для однократной записи. В продаже имеются также компакт-диски для многократной записи CD – RW, но они не нашли большого применения. Дальнейшим развитием компакт-дисков стал DVD диск.
DVD-диск – носитель информации, выполненный в форме диска, имеющего такой же размер, как и компакт-диск CD, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой. Информационная ёмкость DVD диска значительно больше, чем у CD диска и равна 4,2 ГБ.
USB-флеш-накопитель (разг. флешка) — запоминающее устройство, использующее в качестве носителя флеш-память, и подключаемое к компьютеру или иному считывающему устройству по интерфейсу USB. Флеш-накопители USB являются съёмными и перезаписываемыми.
USB-накопители часто используются для тех же целей, для которых когда-то использовались гибкие диски или компакт-диски; то есть для хранения, резервного копирования данных и передачи компьютерных файлов. Они меньше, быстрее, имеют значительно большую ёмкость, более прочны и надежны, потому что у них нет движущихся частей. Кроме того, они невосприимчивы к магнитным полям и не подвергаются воздействию поверхностных царапин (в отличие от компакт-дисков).
Первые USB-флеш-накопители появились в 2000 году. В апреле 1999 года в США был зарегистрирован патент на флешку, а в сентябре 2000 года был представлен и сам накопитель. Первая флешка обладала 8 Мб памяти и стоила 50$, к концу года вышли модели на 16 Мб и 32 Мб (100$). Информационная ёмкость современных флешек равна десяткам и сотням гигабайтов (16 ГБ, 32 ГБ, 64 ГБ, 128 ГБ, …).
Накопитель на жёстких магнитных дисках НЖМД (HDD) – запоминающее устройство (накопитель) произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. В отличие от гибкого диска, информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферримагнитного материала, чаще всего диоксида хрома. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси. Также, в отличие от гибкого диска, носитель информации обычно совмещают с накопителем, приводом и блоком электроники. Такие жёсткие диски часто используются в качестве несъёмного носителя информации.
Со второй половины 2000-х годов получили распространение более производительные твердотельные накопители SSD, вытесняющие дисковые накопители, несмотря на более высокую стоимость единицы хранения. В твердотельных накопителях отсутствуют магнитные диски и подвижные устройства, а для хранения информации используется флеш-память на микросхемах. Таким образом, твердотельный накопитель это флешка с очень большим объёмом памяти и более быстрым доступом к данным. По сравнению с традиционными жёсткими дисками твердотельные накопители имеют меньший размер и вес, являются беззвучными и имеют гораздо большую скорость производимых операций.