Формат хранения цифровой информации это

Информатика – Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых носителях

Формат хранения цифровой информации это

Хранение информационных объектов различных видов на различных цифровых носителях.

Определение объемов различных носителей информации. Архив информации.

Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека.

Однако для долговременного хранения информации, ее накопления и передачи из поколения в поколение используются 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;
  • – и кинопленки, на которых хранится графическая информация;
  • – микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один эксабайт в год. Примерно 80% всей этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20% – на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Большое значение имеет надежность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует механизм обнаружения повреждений их структуры (мутаций) и самовосстановления.

Надежность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых носителей, повреждение которых приводит к потере информации только на поврежденном участке. Поврежденная часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

Цифровые носители гораздо более чувствительны к повреждениям, даже утеря одного бита данных на магнитном или оптическом диске может привести к невозможности считать файл, то есть к потере большого объема данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

Наиболее долговременным носителем информации является молекула ДНК, которая в течение десятков тысяч лет (человек) и миллионов лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию данного вида.

Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты, фото- и кинопленки).

Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные – десятки лет.

Определение объемов различных носителей информации

Носители информации характеризуются информационной емкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить.

Наиболее информационно емкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы.

Это позволяет хранить огромное количество информации (до 1021 битов в 1 см3), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см3 до 1010 битов 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 емкость традиционных носителей информации (книг) и современных компьютерных носителей, то прогресс очевиден:

• Лист формата А4 с текстом (набран на компьютере шрифтом 12-го кегля с одинарным интервалом) – около 3500 символов

• Страница учебника – 2000 символов

• Гибкий магнитный диск – 1,44 Мб

• Оптический диск CD-R(W) – 700 Мб

• Оптический диск DVD – 4,2 Гб

• Флэш-накопитель – несколько Гб

• Жесткий магнитный диск – сотни Гб

Таким образом, на дискете может храниться 2-3 книги, а на жестком магнитном диске или DVD – целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

Архив информации

Созданную или полученную каким-либо образом информацию хранят в течение определённого времени, в течение которого её временно или долговременно содержат на различных носителях электронных данных. Если информация представляет интерес для её создателей или правообладателей, то им приходится создавать электронные архивы.

Электронный архив – это файл, содержащий один или несколько файлов в сжатой или несжатой форме и информацию, связанную с этими файлами (имя файла, дата и время последней редакции и т.п.).

Электронные архивы позволяют в любой момент времени извлекать из них необходимые данные для дальнейшего их использования в различных ситуациях (например, для обновления или восстановления утерянных данных). Такие архивы называют страховочными копиями.

Их используют в случае утраты или порчи основной машиночитаемой информации, а также для длительного её хранения в месте, которое защищено от вредных воздействий и несанкционированного доступа.

Как правило, компьютерными архивами информации являются электронные каталоги, базы и банки данных, а также коллекции любых видов электронной информации.

Для обеспечения надёжности хранения и защиты данных рекомендуют создавать по 2–3 архивные копии последних редакций файлов. В случае необходимости осуществляется разархивирование данных.

Разархивирование – это процесс точного восстановления электронной информации, ранее сжатой и хранящейся в файле-архиве.

Для создания архивных файлов и разархивирования используют специальные программы-архиваторы:

– WinRAR

– 7-Zip File Manager

Основные возможности архиваторов:

• просмотр содержания архива и файлов, содержащихся в архиве

• распаковка архива или отдельных файлов архива;

• создание простого архива файлов (файлов и папок) в виде файла с расширением, определяющим используемую программу-архиватор;

• создание самораспаковывающегося архива файлов (файлов и папок) в виде файла с пусковым расширением EXE;

• создание многотомного архива файлов (файлов и папок) в виде группы файлов-томов заданного размера (раньше – в размер дискеты).

Источник: https://www.sites.google.com/site/iktkptc/lekcii/hranenie-informacionnyh-obektov-razlicnyh-vidov-na-razlicnyh-cifrovyh-nositelah-1

Носители информации

Формат хранения цифровой информации это

Носитель информации (информационный носитель) – любой материальный объект, используемый человеком для хранения информации. Это может быть, например, камень, дерево, бумага, металл, пластмассы, кремний (и другие виды полупроводников), лента с намагниченным слоем (в бобинах и кассетах), фотоматериал, пластик со специальными свойствами (напр., в оптических дисках) и т. д., и т. п.

Носителем информации может быть любой объект, с которого возможно чтение (считывание) имеющейся на нём информации.

Носители информации применяются для:

  • записи;
  • хранения;
  • чтения;
  • передачи (распространения) информации.

Зачастую сам носитель информации помещается в защитную оболочку, повышающую его сохранность и, соответственно, надёжность сохранения информации (например, бумажные листы помещают в обложку, микросхему памяти – в пластик (смарт-карта), магнитную ленту – в корпус и т. д.).

К электронным носителям относят носители для однократной или многократной записи (обычно цифровой) электрическим способом:

  • оптические диски (CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray Disc);
  • полупроводниковые (флеш-память, дискеты и т. п.); 
  • CD-диски (CD – Compact Disk, компакт диск), на который может быть записано до 700 Мбайт информации;
  • DVD-диски (DVD – Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск), которые имеют значительно большую информационную ёмкость (4,7 Гбайт), так как оптические дорожки на них имеют меньшую толщину и размещены более плотно;
  • диски HR DVD и Blu-ray, информационная ёмкость которых в 3–5 раз превосходит информационную ёмкость DVD-дисков за счёт использования синего лазера с длиной волны 405 нанометров.

Электронные носители имеют значительные преимущества перед бумажными (бумажные листы, газеты, журналы):

  • по объёму (размеру) хранимой информации;
  • по удельной стоимости хранения;
  • по экономичности и оперативности предоставления актуальной (предназначенной для недолговременного хранения) информации;
  • по возможности предоставления информации в виде, удобном потребителю (форматирование, сортировка).

Есть и недостатки:

  • хрупкость устройств считывания;
  • вес (масса) (в некоторых случаях);
  • зависимость от источников электропитания;
  • необходимость наличия устройства считывания/записи для каждого типа и формата носителя.

Накопитель на жёстких магнитных дисках или НЖМД (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), жёсткий диск – запоминающее устройство (устройство хранения информации), основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров.

В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала – магнитные диски. В НЖМД используется одна или несколько пластин на одной оси.

Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря прослойке набегающего потока воздуха, образующейся у поверхности при быстром вращении. Расстояние между головкой и диском составляет несколько нанометров (в современных дисках около 10 нм), а отсутствие механического контакта обеспечивает долгий срок службы устройства.

При отсутствии вращения дисков головки находятся у шпинделя или за пределами диска в безопасной («парковочной») зоне, где исключён их нештатный контакт с поверхностью дисков.

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.

Оптические (лазерные) диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. В них используется оптический принцип записи и считывания информации с помощью лазерного луча.

DVD-диски могут быть двухслойными (емкость 8,5 Гбайт), при этом оба слоя имеют отражающую поверхность, несущую информацию. Кроме того, информационная емкость DVD-дисков может быть еще удвоена (до 17 Гбайт), так как информация может быть записана на двух сторонах.

Накопители оптических дисков делятся на три вида:

  • без возможности записи – CD-ROM и DVD-ROM (ROM – Read Only Memory, память только для чтения). На дисках CD-ROM и DVD-ROM хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна;
  • с однократной записью и многократным чтением – CD-R и DVD±R (R – recordable, записываемый). На дисках CD-R и DVD±R информация может быть записана, но только один раз;
  • с возможностью перезаписи – CD-RW и DVD±RW (RW – Rewritable, перезаписываемый). На дисках CD-RW и DVD±RW информация может быть записана и стерта многократно.

Основные характеристики оптических дисководов:

  • емкость диска (CD – до 700 Мбайт, DVD – до 17 Гбайт)
  • скорость передачи данных от носителя в оперативную память – измеряется в долях, кратных скорости 150 Кбайт/сек для CD-дисководов;
  • время доступа – время, нужное для поиска информации на диске, измеряется в миллисекундах (для CD 80–400 мс).

В настоящее время широкое распространение получили 52х-скоростные CD-дисководы – до 7,8 Мбайт/сек. Запись CD-RW дисков производится на меньшей скорости (например, 32х-кратной). Поэтому CD-дисководы маркируются тремя числами «скорость чтения х скорость записи CD-R х скорость записи CD-RW» (например, «52х52х32»).
DVD-дисководы также маркируются тремя числами (например, «16х8х6»).

При соблюдении правил хранения (хранение в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

Флеш-память (flash memory) – относится к полупроводникам электрически перепрограммируемой памяти (EEPROM).

Благодаря техническим решениям, невысокой стоимости, большому объёму, низкому энергопотреблению, высокой скорости работы, компактности и механической прочности, флеш-память встраивают в цифровые портативные устройства и носители информации.

 Основное достоинство этого устройства в том, что оно энергонезависимое и ему не нужно электричество для хранения данных. Всю хранящуюся информацию во флэш-памяти можно считать бесконечное количество раз, а вот количество полных циклов записи, к сожалению, ограничено.

У флеш-памяти есть как свои преимущества перед другими накопителями (жесткие диски и оптические накопители), так и свои недостатки, с которыми вы можете познакомиться из таблицы, расположенной ниже.

Тип накопителяПреимуществаНедостатки
Жесткий дискБольшой объём хранимой информации. Высокая скорость работы. Дешевизна хранения данных (в расчете на 1 Мбайт)Большие габариты. Чувствительность к вибрации. Шум. Тепловыделение
Оптический дискУдобство транспортировки. Дешевизна хранения информации. Возможность тиражированияНебольшой объём. Нужно считывающее устройство. Ограничения при операциях (чтение, запись). Невысокая скорость работы. Чувствительность к вибрации. Шум
Флеш-памятьВысокая скорость доступа к данным. Экономное энергопотребление. Устойчивость к вибрациям. Удобство подключения к компьютеру. Компактные размерыОграниченное количество циклов записи

Источник: https://mosmetod.ru/centr/proekty/pokoleniya-it/nositeli-informatsii.html

Организация цифровой информации и ее хранения

Формат хранения цифровой информации это

Понятие информация происходит от латинского термина informatio – разъяснение, изложение, осведомление и имеет много различных интерпретаций.

В дальнейшем под информацией будем понимать сведения об объектах и явлениях материального мира, их параметрах, свойствах и состоянии, которые поступают в виде речи, текста, изображения, графиков, таблиц, звуковых, световых, электрических сигналов и других сообщений по каналу связи от источника к получателю. Отметим, что обычно понятие информация отождествляется с понятием данные. Цифровая информация поступает в виде электрических сигналов, принимающих только два уровня (низкий и высокий), которым при кодировании приписывают значения 0 или 1. Это обстоятельство позволяет представлять цифровую информацию в виде двоичных чисел. Для оценки объема (емкости) информации используется суммарное количество разрядов двоичного числа. Минимальному объему цифровой информации соответствует один разряд двоичного числа (0 или 1), называемый битом. Бит является минимальным информационным элементом. Используя в качестве классификационного признака объем информации, можно выделить две группы объектов цифровой информации.

Информационные элементы

К ним относятся объекты с малым объемом информации:

  • бит, используемый в качестве осведомительного сигнала (флага) для управления устройствами при обработке данных;
  • тетрада (полубайт), объем информации которой составляет всего 4 бита. Тетрада служит для представления одного разряда десятичных чисел;
  • байт – 8-разрядное двоичное число. Байт является минимально адресуемой (к основной памяти) единицей информации, которую можно переслать между отдельными функциональными узлами компьютера. Кроме того, байт служит единицей измерения объема цифровой информации;
  • слово (Word) – 16-разрядное двоичное число, или два смежных (соседних) байта. Его объем составляет 16 бит, или 2 байта;
  • двойное слово (Double Word) – 32-разрядное двоичное число, или два смежных слова. Его объем составляет 32 бита, или 4 байта;
  • четвертное слово (Quad Word) – 64-разрядное двоичное число, или два двойных слова. Его объем составляет 64 бита, или 8 байт. Информационные элементы можно отнести к оперативной информации, которую обрабатывает компьютер в процессе загрузки и выполнения программы. Для их временного хранения используются ячейки оперативной памяти или регистры (процессора или порта ввода-вывода). Как указывалось выше, минимальной адресуемой единицей является байт. Поэтому каждая ячейка оперативной памяти и регистра предназначена для хранения 1 байта. Ячейки пронумерованы, т.е. у каждой ячейки есть свой уникальный адрес. Современные процессоры имеют разрядность физического адреса до 36 бит, что позволяет хранить информацию (или данные) объемом до 236 байт = 64 Гбайт. Пространство ввода-вывода использует младшие 16 бит адреса, что позволяет хранить информацию объемом 216 байта = 64 Кбайт. При этом младший байт слова хранится в ячейке с младшим адресом, последующие байты – в ячейках с возрастающими адресами.

Информационные объекты, содержащие большой объем цифровой информации и представляющие собой именованную упорядоченную последовательность байтов, называются файлами. Файл служит основной единицей хранения (и передачи) информации в компьютере. В файлах могут храниться разнообразные виды и формы представления информации: тексты, рисунки, программы, таблицы и т.п.

Особенности конкретных файлов определяются их форматом, под которым понимается элемент языка, описывающий в символическом виде представление информации в файле. Например, текстовая информация хранится в кодах ASCII (American Standard Code for Information Interchange), в так называемом текстовом формате. Содержимое текстовых файлов можно просмотреть на экране монитора.

Для характеристики файла используются следующие параметры:

  • полное имя;
  • объем файла в байтах;
  • дата создания файла;
  • время создания файла;
  • специальные атрибуты файла: R (Read Only) – только для чтения, Н (Hidden) – скрытый файл, S (System) – системный файл, A (Archive) – архивированный файл.

Имя файла состоит из двух частей: собственно имени (Filename) и расширения (Extension). В настоящее время используются два типа имен файлов:

традиционный формат 8.3 операционной системы MS DOS имеет длину имени файла от одного до восьми символов и расширение имени файла, состоящее из точки, за которой следует от одного до трех символов. При образовании имени нельзя использовать русские буквы и символы

“.”, “,”, “:”, “;”, “?”, “”, “–”, “пробел”.

Имя файла можно набирать как на верхнем, так и на нижнем регистре. В качестве имени файла можно использовать символьное имя устройства (PRN или LPTI – принтер или любое устройство, подключенное к параллельному порту; СОМ1– внешнее устройство, подключенное к последовательному порту).

Расширение имени (необязательное) служит для идентификации содержимого файла по типу. Например, для текстового процессора Word файл имеет расширение .doc. Расширения .bat, .com, .ехе пакетного, командного и исполняемого файлов интерпретируются как команды для компьютера. Файл с расширением .

bas предназначен для хранения программ на Бейсике;

• длинные имена, используемые в операционных системах Windows 98, ХР, NT и др. Такие имена могут содержать до 255 символов, кроме следующих:

“”, “/”,“:”, “*”, “?”, “”, “|” “.”.

Для работы с группой файлов (копирование, удаление, перемещение, поиск и т.п.) используются шаблоны имени файла в виде двух символов – “*” и “?”, которые записываются в поле имени и/или в поле расширения файла, при этом:

  • • символ “*” служит для замены любой последовательности символов файла. Например, запись *.doc означает обращение ко всем файлам с расширением .doc; запись рг*.* указывает на обращение ко всем файлам, начинающимся на рг;
  • • символ “?” предназначен для замены только одного символа.

В шаблоне может быть использовано несколько символов. Например, имя рг??.ехе позволяет обратиться ко всем исполняемым файлам, имена которых состоят из четырех символов, причем первые два символа должны быть обязательно рг, а третий и четвертый – любые.

Для размещения файла на диске используются свободные кластеры в разных его частях.

Кластер является минимальной единицей пространства, которое отводится файлу, и представляет собой группу смежных секторов.

Например, на гибком диске 3,5 дюйма имеется 80 дорожек, разбитых на 9 секторов. В одном секторе хранится 512 байт. Кластер для гибкого диска содержит 1 или 2 сектора (512 байт или 1 Кбайт).

С понятием файла тесно связаны понятия логического диска и каталога или папки.

Логический диск создается и управляется специальной программой (драйвером), имеет уникальное имя в виде одной латинской буквы (С, D, Е, F и т.д.). Логический диск может быть реализован на жестком диске, на гибком диске, на CD-ROM, в оперативной памяти (электронный диск). На одном физическом диске может быть создано несколько логических дисков.

Каталог (Directory – справочник, директория), или папка, является средством объединения файлов на диске в логическую группу по тому или иному признаку. Каталог содержит полные имена файлов, их дату и время создания, объем, специальные атрибуты, что обеспечивает операционной системе доступ к каждому файлу. В каталог могут входить также другие каталоги (подкаталоги).

В операционных системах используется иерархическая структура организации каталогов (рис. 1.2). На каждом диске имеется главный, или корневой, каталог, который находится на нулевом уровне и обозначается символом “”.

Главный каталог создается при форматировании диска, имеет ограниченный размер и не может быть удален средствами операционной системы. Входящие в главный каталог имена файлов и другие каталоги нижних уровней (подкаталоги) создаются и при необходимости удаляются соответствующими командами операционной системы.

Каталоги именуются так же, как и файлы (обычно без расширения). При формировании файловой структуры соблюдаются следующие правила:

  • файлы или подкаталоги в одном и том же каталоге не должны иметь одинаковых имен;
  • порядок следования имен файлов и подкаталогов (в каталоге) может быть произвольным;
  • файл может располагаться в разных секторах и на разных дорожках диска.

Рис. 1.2.Организация каталогов

Для доступа к содержимому файла необходимо указать путь, представляющий собой цепочку соподчиненных каталогов, которую необходимо пройти по иерархической структуре к каталогу, в котором зарегистрирован требуемый файл. При задании пути имена каталогов записываются в порядке следования и отделяются друг от друга символом “”. Рассмотрим три возможных варианта организации доступа к файлу:

  • файл находится в текущем каталоге (в котором работает пользователь). В этом случае достаточно указать полное имя файла;
  • файл находится в пассивном каталоге (с которым не имеется связи) одного из нижних уровней, подчиненного текущему каталогу. В этом случае в пути должны быть указаны все имена соподчиненных каталогов нижнего уровня, включая каталог, в котором зарегистрирован файл;
  • файл находится в пассивном каталоге на другой ветке по отношению к местонахождению текущего каталога иерархической структуры. При организации доступа к файлу необходимо указать путь, начиная с главного каталога, т.е. с символа “”. Это обусловлено тем, что в иерархической структуре движение разрешено только по вертикали (сверху вниз), горизонтальные переходы недопустимы.

Page 3

Таблица размещения файлов (FAT – File Allocation Table), или FAT-таблица, предназначена для размещения и поиска файлов. Она хранится на системном диске сразу после блока начальной загрузки. Количество ячеек FAT-таблицы соответствует числу кластеров на диске. Каждая ячейка таблицы содержит номер кластера.

В каталоге хранятся записи о файлах, в которых наряду с другими характеристиками файла указан номер его первого кластера К1. Поэтому при организации доступа к файлу сначала обращаются к ячейке FAT-таблицы, номер которой указан в записи каталога.

В ячейке с номером первого кластера К1 файла хранится номер второго кластера К2, в ячейке с номером второго кластера К2 файла хранится номер третьего кластера КЗ и т.д. Таким образом создается цепочка кластеров, которые занимает файл (рис. 1.3).

В ячейку с номером последнего кластера файла заносится код FFF или FFFF для указания конца цепочки. Кластеры цепочки могут находиться в разных местах диска, свободных на момент записи файла на диск. В этом случае говорят, что файл фрагментирован, так как хранится на диске в виде отдельных фрагментов.

Процедура дефрагментации файлов, выполняемая с помощью специальных программ, позволяет разместить файлы в соседних кластерах, что сокращает время доступа к каждому файлу.

Рис. 1.3.Организация таблицы размещения файлов

На диске хранятся две одинаковые FAT-таблицы: основная и резервная. Резервная таблица позволяет восстановить основную таблицу в случае ее повреждения.

Page 4

Можно выделить два вида средств хранения информации:

  • • для хранения небольших объемов информации, предназначенной для оперативных целей, используется основная память в виде оперативного и постоянного запоминающих устройств (ОЗУ, ПЗУ), а также регистровая память;
  • • для длительного хранения больших объемов информации используются ленточные, дисковые и другие виды накопителей.

С точки зрения размещения памяти исторически сложилось деление памяти на внутреннюю память, которая раньше располагалась в процессорном блоке, и внешнюю память, размещаемую вне блока.

Раньше внутренняя память представляла собой электронные и магнитные (на ферритовых сердечниках) устройства, внешняя – отдельные устройства с подвижными носителями (на магнитных барабанах).

В настоящее время большинство устройств памяти (а в персональных компьютерах практически все устройства) находятся в системном блоке. Однако деление на внутреннюю и внешнюю память сохранилось, при этом:

  • внутренняя (оперативная и постоянная) память выполняется на микросхемах и является хранилищем программного кода и данных, которые непосредственно используются процессором при исполнении программы;
  • внешняя (обычно дисковая) память используется для хранения файлов, содержимое которых может быть произвольным. Процессор (программа) имеет доступ к содержимому файлов только опосредованно – через отображение их (полное или частичное) в некоторой области оперативной памяти, т.е. после предварительной записи в оперативную память. Процессор не может исполнить программный код или обратиться непосредственно к данным на диске.

Источник: https://studme.org/93855/informatika/organizatsiya_tsifrovoy_informatsii_hraneniya

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.