Как хранится информация о видеоизображении в компьютере
С древнейших времен люди искали способы записи и хранения различной информации. Сначала они рисовали на скалах и глине. Затем появился пергамент, а позже — бумага. В XX веке с появлением первых компьютеров хранить информацию стало легче, но эволюция носителей информации лишь ускорилась. Казалось бы, еще вчера мы записывали нужные нам файлы на дискеты. А сегодня мы уже пользуемся 256-гигабайтными флешками! В общем, развитие технологий хранения информации не стоит на месте. Поэтому в этот раз мы вспоминаем, с чего же началась история компьютерных носителей информации, и расскажем о том, каких результатов добилась индустрия к концу XX века.
В таком виде сохраняли информацию в былые времена
Станок Жаккара. Перфокарты
История носителей информации берет свое начало в начале XIX века. Причем в роли прародителя запоминающих устройств выступает — кто бы мог подумать! — ткацкий станок. Автором первого изобретения в области хранения данных стал французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар. Долгое время он работал со станками в качестве подмастерья, ткача и наладчика, поэтому богатый опыт значительно помог ему в дальнейшей изобретательской деятельности. Итак, в чем же заключалась инновационная идея Жаккара? Несмотря на то, что производство ткани в то время являлось довольно сложным процессом, по своей сути оно представляло собой постоянное повторение одних и тех же действий. Жаккар пришел к выводу, что этот процесс можно автоматизировать.
Жозеф Мари Жаккар — создатель ткацкого станка, использующего перфокарты
Французский изобретатель придумал такую систему, которая использовала в своей работе специальные твердые пластины с отверстиями. Они и являлись первыми в мире перфокартами. Прежде подобные пластины использовались в станках Вокансона и Бушона, однако эти устройства были слишком дороги в производстве и по этой причине так и не прижились. В своей же разработке Жаккар учел все недостатки этих аппаратов. В пластинах было увеличено количество рядов отверстий, что обеспечило обработку большего числа нитей, а, следовательно, и повышение производительности станка. Кроме этого, был значительно упрощен процесс подачи пластин в считывающее устройство — набор щупов, связанных со стержнями нитей. При проходе пластины щупы проваливались в отверстия, поднимая вверх соответствующие нити и образуя основные перекрытия в ткани. Таким образом, определенная комбинация отверстий на пластине позволяла создать ткань с нужным узором.
Ткацкий станок Жаккара
Первый автоматизированный станок Жаккар создал в 1801 году и на протяжении еще нескольких лет дорабатывал его. За свои достижения изобретатель получил пенсию в 3000 франков и одобрение Наполеона. Однако ни сам Жаккар, ни французский император не имели ни малейшего понятия, насколько важным станет это изобретение в будущем.
В 30-х годах XIX века на разработанные Жаккаром перфокарты обратил внимание английский математик Чарльз Бэббидж. В то время ученый ум трудился над созданием аналитической машины и решил использовать в ее конструкции перфокарты. Для этого англичанин даже совершил путешествие во Францию с целью подробно изучить станки Жаккара. Увы, но из-за низкого уровня технологий и недостатка финансовых средств аналитическая машина Бэббиджа так и не увидела свет. Тем не менее, ее конструкция стала впоследствии прообразом современных компьютеров.
Кроме этого, перфокарты использовались в табуляторе, разработанном в 1890 году Германом Холлеритом. Табулятор являлся механизмом для обработки статистических данных и использовался на благо Бюро переписи населения США. Кстати, созданная Холлеритом компания Tabulating Machine Company в конечном итоге была переименована в International Business Machines (IBM). На протяжении нескольких десятков лет IBM развивала и продвигала технологию перфокарт. В середине XX века они использовались повсеместно, получив особенно широкое распространение в компьютерной технике и различных станках. Закат эпохи перфокарт пришелся на 1980-е годы, когда на смену им пришли более совершенные магнитные носители информации. Интересно, что отдел исследования перфокарт компании IBM существовал вплоть до 2000-х годов. Например, в 2002 году в IBM изучали создание перфокарты размером с почтовую марку, которая могла бы содержать до 25 миллионов страниц информации.
Магнитные диски
Несмотря на то, что перфокарты отличались простотой изготовления, они обладали и целым рядом довольно существенных недостатков. Во-первых, это небольшая емкость. Стандартная перфокарта вмещала в себе около 80 символов, что соответствовало 100 байтам информации. Это очень мало. Судите сами: для хранения одного мегабайта данных потребовалось бы свыше десяти тысяч таких перфокарт. Во-вторых, это низкая скорость чтения и записи. Даже самые совершенные считывающие устройства могли обрабатывать не более одной тысячи перфокарт в минуту. То есть за секунду они считывали лишь 1,6 Кбайт данных. Ну и в-третьих, это невысокая надежность и невозможность повторной записи. Конечно, понятие «надежность» не совсем корректно использовать по отношению к перфокартам. Однако, согласитесь, повредить изготовленную из тонкого картона пластину не составляет никакого труда. Вдобавок к этому делать отверстия в картах нужно было очень аккуратно и внимательно: одна лишняя «дырка» — и перфокарта приходила в негодность, а хранящаяся на ней информация безвозвратно пропадала.
К хранению данных требовался новый подход. И в середине XX века были созданы первые магнитные носители информации. Эпоху данного типа накопителей открыла магнитная пленка, разработанная немецким инженером Фрицем Пфлюмером. Патент на это устройство был выдан еще в 1928 году, но немецкие власти так долго «скрывали» технологию внутри страны, что за пределами державы о ней стало известно лишь после окончания Второй мировой войны. Магнитная пленка изготавливалась из тонкого слоя бумаги, на который напылялся порошок оксида железа. При записи информации пленка попадала под воздействие магнитного поля, и на поверхности ленты сохранялась определенная намагниченность. Это свойство затем и использовали считывающие устройства.
Магнитная лента использовалась в компьютере UNIVAC-I
Впервые магнитная лента была применена в коммерческом компьютере UNIVAC-I, выпущенном в 1951 году. Кстати, его первый экземпляр попал в то же самое Бюро переписи населения США. Магнитная пленка, используемая в UNIVAC-I, была намного более емкой, нежели перфокарты. Ее объем равнялся емкости десяти тысяч перфокарт, то есть он составлял примерно 1 Мбайт.
Развитие технологии магнитных лент продолжалось до 1980-х годов. В течение этого времени подобные накопители использовались в основном в мейнфреймах и мини-компьютерах. Ну а с 80-х годов магнитная лента использовалась лишь для резервного хранения данных. Этому способствовало то, что ленточные картриджи оставались надежным и очень дешевым носителем информации. Но даже несмотря на эти преимущества, к концу 2000-х годов специалисты предрекали конец эпохи магнитных лент — цены на жесткие диски продолжали падать. Вдобавок они предлагали высокую плотность записи. Начиная с 2008 года, рынок ленточных накопителей уменьшался примерно на 14% в год, и даже ярые сторонники технологии признавали, что у нее нет шансов на выживание. Однако ситуация резко изменилась в 2011 году. В Таиланде произошло наводнение, продолжавшееся, по официальным данным, 175 дней. В результате наводнения было затоплено несколько индустриальных зон, где были расположены заводы по производству жестких дисков таких компаний, как Seagate, Western Digital и Toshiba. Как итог, цены на продукцию возросли на 60%, а объемы производства упали. Так магнитная лента получила вторую жизнь.
Магнитная лента IBM
Стоит отметить, что ленточные накопители, как правило, используются в тех сферах, где необходимо хранить очень большое количество информации. Например, в каких-либо крупных исследованиях. Так, магнитную ленту используют для записи результатов исследований на Большом адронном коллайдере. О преимуществах технологии в свое время рассказывал Альберто Пейс (Alberto Pace) — глава подразделения обработки и хранения данных CERN. Он отметил, что магнитная лента имеет четыре основных преимущества над жесткими дисками. Прежде всего, это скорость. Несмотря на то, что специализированному роботу требуется до 40 секунд, чтобы выбрать нужную кассету и вставить ее в считыватель, чтение данных из ленты происходит в четыре раза быстрее, чем с жесткого диска. Еще одним преимуществом магнитной ленты, по словам Пейса, является ее надежность. Если она рвётся, то ее можно легко склеить. В этом случае теряется лишь несколько сотен мегабайт данных. Когда выходит из строя жесткий диск, теряются абсолютно все данные. Глава подразделения CERN привел некоторые статистические данные, касающиеся надежности устройств. Так, в среднем за год в CERN из 100 петабайт данных, хранящихся на магнитных лентах, теряется лишь несколько сотен мегабайт. На жестких дисках располагается около 50 петабайт информации, и каждый год организация теряет до нескольких сотен терабайт в результате неисправностей HDD. Третьим преимуществом магнитной ленты является ее энергоэффективность, а точнее, экономичность. Сами ленты хранятся в неактивном состоянии, следовательно, они не потребляют энергию. Наконец, четвертое — это безопасность. Если злоумышленники получат доступ к жестким дискам, то они смогут уничтожить всю информацию за считанные минуты. В случае с магнитными лентами на это может уйти не один год.
Хранилище магнитных лент в CERN
Еще на два преимущества ленточных накопителей указал Эвангелос Элефтеро — руководитель отдела технологий хранения данных исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе. Он отметил, что магнитные ленты все еще дешевле, чем жесткие диски. 1 Гбайт HDD стоит примерно 10 центов, тогда как стоимость аналогичной емкости магнитной ленты оценивается в 4 цента. Также Элефтеро обратил внимание на долговечность лент. Такой накопитель будет служить верой и правдой даже через 30 лет, в то время как рабочий цикл жесткого диска составляет всего 5 лет.
Тем не менее, стоит понимать, что магнитные ленты уже никогда не будут использоваться как единственная система хранения данных. Они занимают важное место в иерархической структуре хранения информации, но не являются (и не будут) ее основным звеном.
Дискеты
По своей конструкции дискета представляла собой диск из полимерных материалов, на который наносилось магнитное покрытие. Пластиковый кожух имел несколько отверстий. Центральное предназначалось для шпинделя дисковода, малое отверстие являлось индексным, то есть позволяло определить начало сектора. Наконец, через прямоугольное отверстие с закругленными углами магнитные головки дисковода работали непосредственно с диском.
Звук – это механические колебания среды: воздуха, воды и т.д, воспринимаемые слуховым аппаратом человека. То, что мы слышим – это результат обработки колебательных движений барабанной перепонки уха, представленный в виде сигналов нервной системы. Вне среды переноса звуковых волн звук не существует. Однако звуковые колебания можно перевести на другой носитель: изменить представление информации, не теряя ее фактически. Обычно звуковые колебания переносят на сигналы радиоволн.
З
вуковую информацию можно также представить в математической форме, в виде периодических функций времени. Это представление обычно записывают в виде формулы
Здесь A ( t ) – амплитуда звукового сигнала, а t – время.
Все слышимые звуки являются результатом воздействия звуковых волн. На магнитной ленте, виниловой пластинке звук сохраняется в виде непрерывного электрического сигнала, определяющего изменение звуковых волн. Звук, создаваемый электрическими волнами, называют аналоговым.
Звук может храниться на цифровых носителях, т.е. быть представленным в виде набора цифр. Любая цифровая техника или программа работают со звуком, представленным в цифровом виде. Таким образом, для переноса звука на цифровой носитель, необходимо осуществить его аналогово-цифровое преобразование. Такое преобразование состоит из трех этапов:
дискретизация – представление непрерывного сигнала в виде последовательного набора отдельных амплитуд;
квантование – разделение каждой амплитуды на заданное число уровней;
кодирование – запись данных позиции и уровня амплитуды в цифровом виде.
На практике преобразования звуковой информации из непрерывной формы в дискретную выполняются электронными устройствами, называемыми аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) и цифро-аналоговыми преобразователями (ЦАП). Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний. Для определения количества бит, необходимых для кодирования, решим показательное уравнение: 65536 = 2 I , т.к. 65536 = 2 16 , то I = 16 бит.
Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука. При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.
Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 Кгц. При частоте 8 Кгц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте
48 Кгц – качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать , что возможны как моно-, так и стерео-режимы.
Можно оценить информационный объем моно-аудио-файла длительностью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 бит,
24 Кгц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду:
16 бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт 47 Кбайт.
Устройства для работы со звуком
Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.
Форматы звуковых файлов.
Звук в компьютере хранится в файлах, имеющих различные способы представления информации. Перечислим основные форматы хранения звуковой информации.
WAVE (*.wav) – наиболее широко распространенный звуковой формат. Используется операционной системой Windows для хранения звуковых файлов. В его основе лежит формат RIFF (Resource Interchange File Format), позволяющий сохранять данные в структурированном виде.
Стандарт MPEG-1 представляет собой, целый комплект аудио и видео стандартов. Согласно стандартам ISO ( International Standards Organization), аудио часть MPEG-1 включает в себя три алгоритма различных уровней сложности: Layer 1 (уровень 1), Layer 2 (уровень 2) и Layer 3 (уровень 3). Общая структура процесса кодирования одинакова для всех уровней MPEG-1 . Вместе с тем, несмотря на схожесть уровней в общем подходе к кодированию, уровни различаются по целевому использованию и задействованным в кодировании внутренним механизмам. Для каждого уровня определен свой формат записи выходного потока данных и, соответственно, свой алгоритм декодирования.
MPEG Layer 3 (*.мр3) - формат звуковых файлов с потерями качества, разработанный для сохранения звуков, отличных от человеческой речи. Используется для оцифровки музыкальных записей.
Windows Media Audio (*.wma) - формат звуковых файлов, предложенный фирмой Мiсrosоft. Кодек Windows Media Audio 8 обеспечивает качество, аналогичное mрЗ, при размерах файлов втрое меньших.
MIDI (*.mid) - цифровой интерфейс музыкальных инструментов (Musical Instгument Digital Interface). MIDI определяет обмен данными между музыкальными и звуковыми синтезаторами разных производителей. Интерфейс MIDI представляет собой протокол передачи музыкальных нот и мелодий. Но данные MIDI не являются цифровым звуком: это сокращенная форма записи музыки в числовой форме.
Программное обеспечение для редактирования звука.
Наиболее известными в настоящее время являются следующие программы для обработки звука: Sound Forge, GoldWave, Adobe Audition и др.
Основные операции со звуком.
Добавление/удаление звуковой дорожки.
Изменение размера звуковой дорожки.
Разбиение звуковой дорожки на фрагменты.
Редактирование звуковой кривой.
Изменение громкости звучания.
2. Представление видео в ЭВМ
Ви́део (от лат. video — смотрю, вижу) — под этим термином понимают широкий спектр технологий записи, обработки, передачи, хранения и воспроизведения визуального и аудиовизуального материала на мониторах. Когда в быту говорят «видео» — то обычно имеют в виду видеоматериал, телесигнал или кинофильм, записанный на физическом носителе (видеокассете, видеодиске и т. п.).
Количество (частота) кадров в секунду — это число неподвижных изображений, сменяющих друг друга при показе 1 секунды видеоматериала и создающих эффект движения объектов на экране. Чем больше частота кадров в секунду, тем более плавным и естественным будет казаться движение. Минимальный показатель, при котором движение будет восприниматься однородным — примерно 10 кадров в секунду (это значение индивидуально для каждого человека). В традиционном плёночном кинематографе используется частота 24 кадра в секунду. Системы телевидения PAL и SÉCAM используют 25 кадров в секунду (англ. 25 fps или 25 Герц), а система NTSC использует 29,97 кадров в секунду. Компьютерные оцифрованные видеоматериалы хорошего качества, как правило, используют частоту 30 кадров в секунду.
Оборудование для обработки видео на компьютере.
Для записи видеоинформации необходимо:
специальная плата или устройство для оцифровки видеоизображения;
видеомагнитофон или видеокамера;
программное обеспечение для записи и редактирования цифрового видео.
звуковая карта (если плата видеозахвата не поддерживает возможности захвата звука).
Видеокарта (видеоадаптер ). Совместно с монитором видеокарта образует видеоподсистему персонального компьютера. Физически видеоадаптер выполнен в виде отдельной дочерней платы, которая вставляется в один из слотов материнской платы и называется видеокартой. Видеоадаптер взял на себя функции видеоконтроллера, видеопроцессора и видеопамяти.
За время существования персональных компьютеров сменилось несколько стандартов видеоадаптеров: MDA (монохромный); CGA (4 цвета); EGA (16 цветов); VGA (256 цветов). В настоящее время применяются видеоадаптеры SVGA , обеспечивающие по выбору воспроизведение до 16,7 миллионов цветов с возможностью произвольного выбора разрешения экрана из стандартного ряда значений.
Плата оцифровки видео
Можно воспользоваться простейшей аналоговой картой видеозахвата или ТV-тюнером. При этом существуют следующие особенности такой платы. Она должна:
показывать и захватывать аналоговое видео со скоростью потока данных, ограничиваемым только устройством записи;
захватывать видео с произвольными размерами кадра, в частности, с разрешением 352×288 (необходимое для стандарта МРЕG-1);
захватывать видео как через композитный вход, так и через S- Video.
Основные форматы видео файлов
Audio Video Interleaved (*.AVI) - формат, разработанный Мiсrоsоft для записи и воспроизведения видео в операционной системе Windows. При записи в этом формате используются несколько различных алгоритмов сжатия (компрессии) видеоизображения. Среди них Cinepak, Indeo video, Motion-JPEG (M-JPEG) и др. Но только M-JPEG был признан среди них как международный стандарт для сжатия видео. Первоначально для захвата и воспроизведения видео использовались возможности программного комплекта Video fоr Windows, разработанного Microsoft. Компания Мicrоsоft разработала два формата, призванных заменить формат АVI: Advanced Streaming Format (*. ASF) и Advanced Authoring Format (*. AAF).
Windows Media Video (*.WМV) - новый формат видео от Microsoft, который приходит на смену формату АVI. В его основе Wiцdоws Video Codec, разработанный на базе стандарта MPEG-4.
Quick Time Моvе (*.MOV) - наиболее распространенный формат для записи и воспроизведения видео, разработанный фирмой Аррlе для компьютеров Macintosh в рамках технологии Quick Time. Включает поддержку не только видео, но и звука, текста, потоков MPEG, расширенного набора команд MIDI, векторной графики, панорам и объектов (QT) и трехмерных моделей. Поддерживает несколько различных форматов сжатия видео, в том числе MPEG, а также свой собственный метод компрессии.
MPEG (*.MPG, *.MPEG) - формат для записи и воспроизведения видео, разработанный группой экспертов по движущимся изображениям (MPEG). Имеет собственный алгоритм компрессии. В настоящее время активно используются для записи цифрового видео. Наиболее широкое распространение нашли два формата: MPEG-I и MPEG-2. Они различаются по объему и качеству получаемой видеоинформации и признаны международными стандартами для сжатия видео. В настоящее время наряду с MPEG-l и MPEG-2 используется новый формат MPEG-4. Он позволяет сжать информацию с большим коэффициентом сжатия.
Digital Video (*.DV) - формат, разработанный для цифровых видеокамер и видеомагнитофонов. Кодер-декодер (кодек) определен ведущими мировыми производителями электроники, чтобы его могли поддерживать производители в своих платах с интерфейсом FireWare и комплексных решениях для редактирования цифрового видео. Формат не является компактным, поэтому необходимо его преобразование в MPEG.
Кодеки для видеоинформации
Кодек является сокращением от слов компрессор и декомпрессор, это любая технология для сжатия и обратного восстановления данных. Кодеки могут быть реализованы на уровне программного обеспечения, аппаратной части или в их комбинации. Кодеки используются для того, чтобы сделать большие видео файлы намного меньше, делая их пригодными для распространения по сети, локальной или всемирной, или любого другого метода передачи файлов.
Часть кодеков пользователь получает при установке операционной системы Windows. Это те кодеки, которые используются в файлах формата АVI. Если требуется пользоваться для записи форматом QuickТimе, то нужно установить его поддержку.
Cinepak - cоздавался фирмой SuperMac для компьютеров с процессорами Motorola 68030 и Inte1386 и с односкоростными дисководами CD-ROM. Файлы АVI, в которых использован этот кодек, могут быть переведены в формат QuickТimе и, наоборот, без переупаковки.
Sorenson Video - использует усовершенствованные алгоритмы векторного квантования и компенсации движения и адаптивное управление потоком. Оптимизирован для работы со скоростями от 2 до 100 Кбайт/с. Качество изображения значительно превышает Cinepak даже при меньших размерах файла. Сжатие очень медленное. Включен в стандартную поставку QuickТimе.
Indeo Video Interactive (IVI) - видеокодек для форматов АVI и МОV требует компьютеры класса Реntium. Кодек основан на wаvеlеt - компрессии.
MPEG - кодек, который, является официальным стандартом для сжатия и видеоинформации. В нем применяется дискретное косинусное преобразование (DCT, или ДКП) с межкадровым предсказанием. Существует несколько версий этого стандарта (MPEG-l, MPEG-2; MPEG-4).
MPEG-4 задает правила организации объектно-ориентированной среды. Он имеет дело не просто с потоками и массивами медиаданных, а с медиа объектами, например, аудио, видео, аудио/видео, графическими (плоскими и трехмерными), текстовыми. При этом MPEG-4 обеспечивает наилучшую эффективность сжатия. Используется алгоритм "сжатия повышенной эффективности" (АСЕ - Advanced Coding Efficiency). Можно обрабатывать звуковые сигналы в диапазоне от 2 до 24 Кбит/с, а видеосигнал - от 5 до 10 Мбит/с. Благодаря такой масштабируемости, аудио и видеоданные можно адаптировать к реальному применению. Этим обусловлен более универсальный характер MPEG-4 по сравнению с MPEG-2. Наиболее интересны практические достижения в создании видеокодеков, построенных на основе стандарта MPEG-4. Среди них - Windows Media Codec и DivX.
Программы для видеомонтажа
Чтобы превратить оцифрованную информацию в готовый продукт, ее необходимо обработать: разместить монтажные эпизоды, задать эффекты и переходы между ними, добавить титры и пояснительные тексты, отредактировать звуковое сопровождение, наконец, смонтировать готовый фильм. Для этого можно использовать следующие программы: Windows Movie Maker, Pinnacle Studio, VideoStudio, Video Wave, Media Studio Pro, Adobe Premiere, Speed Razor Pro, Adobe After Effects, Cannopus Edius и др.
В настоящее время, из-за обилия различного рода цифровой информации, у нас начинают возникать проблемы с ее упорядочиванием и хранением.
Наверняка у вас были случаи, когда из-за не осторожного обращения с какой либо ценной информацией, вы теряли ее навсегда.
Самой ценной для всех нас, без исключения, является личная или семейная цифровая информация: фотографии, видеозаписи, какие либо документы, цифровые коллекции музыки, редких фильмов и т.п.
Потеря вышеперечисленных данных очень сильно выводят нас из душевного равновесия, так как, потеряв личные фото и видеозаписи, мы не сможем их заново скачать из интернета или взять у друзей. Они потеряны навсегда, а это память о прошлом, как мы выглядели, с кем были знакомы, какие места посещали.
Чтобы сей горький опыт больше не повторился или вообще избавиться от получения оного, ниже я приведу несколько советов, соблюдая которые мы будем иметь возможность свести свои возможные потери к минимуму.
Никакие современные методы хранения различного рода цифровых данных не дают нам 100% гарантии ее сохранности.
Из этого следует, что необходимо создавать резервные копии той информации, потеряв которую, вы не сможете восполнить никогда.
Для этого необходимо правильно организовать структуру хранения данных на вашем основном компьютере.
Организация хранения данных на компьютере
Ниже я приведу примеры того, как организовано хранение информации на моем персональном компьютере и ноутбуке.
Персональный компьютер:
Стоит одна операционная система Windows 10. Под нее отведен SSD M.2 диск Самсунг, объемом 250Гб.
Для хранения остальной информации установлен Seagate на 2Тб. На логические диски я его не разбивал, так как нет необходимости.
Ноутбук:
На ноутбуке стоит диск объемом 500гб и разбит он на 3 раздела:
- 100гб отведено под операционную систему Windows 8
- 200гб под видео игры музыку и т.п.
- 200гб для работы (программы, книги, учебная литература, различные графические материалы и т.п.)
Разбивайте диски по объему, исходя из своих потребностей. Если вы много играете в игры и мало слушаете музыку, то и жесткие диски разбивайте в тех пропорциях, которых, как вы думаете, Вам хватит для каждого из этих занятий. Когда диски будут заполнены перераспределить место на них у вас не получиться. Придется копировать всю информацию с диска на внешний носитель необходимого объема, а потом все перераспределять.
Приобретайте жесткие диски исходя из необходимого объема хранения данных, и правильно производите их логическую разбивку. Если позволяют средства, идеальным решением будет приобретение накопителя для отдельной установки на него операционной системы.
Идеальным решением будет приобретение SSD. Этот диск должен иметь только один основной раздел (исключением может быть, когда его необходимо разбить — это установка двух и более операционных систем). В этом случае размечаем его на то количество разделов, сколько мы хотим установить операционных систем.
Если вы приобрели персональный компьютер или ноутбук с уже установленной операционной системой, то обычно в них стоит один жесткий диск (а в ноутбуке второй диск просто так установить не получиться), то для создания еще одного или нескольких логических дисков вам потребуется специальное программное обеспечение (Partition Magic, Paragon Partition Manager, Acronis Disk Director).
Для работы с операционной системой подбирайте жесткий диск с максимальной скоростью работы, а для хранения данных лучше взять менее быстрый, но более надежный и емкий.
Перегрев жесткого диска при работе очень сильно влияет на его износ и в будущем может грозить потерей данных на нем. При покупке компьютера, обратите пристальное внимание на его охлаждение.
С организацией хранения данных на компьютере мы разобрались, теперь переходим к такому важному вопросу, как резервное хранение информации.
Резервное хранение данных
Для хранения цифровой информации придумано множество способов. Перечислим основные наиболее популярные из них, а так же их плюсы и минусы для использования в наших целях ⇒
Запись информации на оптические носители (CD-R/RW, DVD-R/RW, BD-R/RW)
- Очень ограниченный объем хранимой информации
- Нет возможности произвести перезапись информации (кроме RW дисков, но само долговременное хранение на них информации опасно, в силу своих технических особенностей)
- С ростом объема данных, количество записанных дисков тоже растет, они начинают занимать много места, становиться трудно контролировать — что, куда и когда записал
- Не совместимость некоторых оптических носителей с приводами для их чтения. У вас наверняка бывали случаи, когда только что записанный диск на одном компьютере не читается на другом. Повлиять на этот недостаток в положительную сторону мы можем, только покупая качественные и проверенные диски. И то, это не даст 100% гарантии, что он прочитается где-то на работе или дома у друзей
- Без должного отношения к хранению и эксплуатации, диски получают механические повреждения, что приводит к невозможности прочитать с него информацию.
Запись на твердотельную память (флешки, SSD-диски, различные карты памяти, применяемые в телефонах, фотоаппаратах, видеокамерах)
- Высокая скорость записи/перезаписи информации
- Простота в использовании
- Небольшой размер и легкость
- Универсальность (можно подключить к любому компьютерному устройству)
- Хорошая защита от механических воздействий (не боится падений и резких ударов).
- Менее, чем на оптических дисках, но все же довольно сильно ограничен объем хранимой информации.
Запись информации на жесткий магнитный диск (HDD)
- Очень высокая надежность хранения информации
- Большой объем для хранения данных
- Высокая скорость записи и удаления информации
- Самая маленькая стоимость хранения информации за 1мб
- Удобство при работе и организации данных.
- В силу своих технических особенностей жесткие диски на магнитных дисках очень критичны к падению
- Нельзя допускать сильного нагрева во время работы.
Так же существуют способы для автоматического создания резервных копий ⇒
- Зеркалирование (создание двойников) дисков. Требует наличия второго такого же диска в компьютере, которые подключаются специальным способом;
- Программное обеспечение, которое позволяет запланировать архивацию и сохранение данных на жесткий диск.
Все эти способы помогают сохранить важные данные, но их использование для рядового пользователя избыточно, требует некоторых навыков, умений и зачастую неоправданных денежных вливаний.
Хочу вам предложить, практичный и экономичный вариант решения проблемы по качественному и надежному резервному хранению наиболее ценных для вас цифровых данных.
Его я использую более шести лет, и пока считаю его лучшим решением на сегодняшний день.
К выводу о необходимости надежного хранения ценной личной цифровой информации, я пришел сразу после рождения у меня ребенка, так как мгновенно появилось множество фото и видео материалов, которые необходимо сохранить, чтобы их можно было показать своим детям, когда они вырастут.
Ведь благодаря развитию цифровых технологий, у нас появилась уникальная возможность сохранить в неизменном виде, передать во всех красках качественное видео, звук и изображение. Этого были лишены наши родители. Ведь как будет здорово увидеть себя, услышать свой голос вашему сыну или дочке, лет через 20-30.
Создания надежного хранилища данных
3,5-дюймовый жесткий диск (обычный жесткий диск, который устанавливается в персональный компьютер, со скоростью вращения 5400rpm, наиболее надежный вариант). С объемом диска определитесь сами, исходя из количества информации, требующей резервной записи. Берите с запасом.
Контейнер для этого диска, имеющий автономное питание, желательно с активным охлаждением. Подключение к компьютеру по USB.
Плюсы данного подхода:
- Цена этого устройства не сопоставима по важности выполняемой им задачи
- Широкий выбор дисков различного объема и крайне низкая цена за хранение 1мб информации
- Можно подключить к любому компьютеру
- Жесткий диск используется только тогда, когда на него записывается информация. Потом он отключается и убирается. Этим достигается его низкий износ, и как следствие, значительно увеличивающееся время работы, долговечность и надежность хранения информации.
- Довольно большой размер и вес всего устройства
- Необходимо аккуратное обращение (нельзя ударять).
Этот способ, естественно, не является панацеей от всевозможных бедствий и непредвиденных случаев, поэтому, никогда не храните ценную информацию в одном экземпляре.
Старайтесь, чтобы она была записана у вас в нескольких местах. Например, в ноутбуке, персональном компьютере, флешке или на оптическом диске. Это практически на 100% предотвратит ее потерю.
Возьмите за правило регулярно резервировать важные данные по мере их накопления, и никогда не забывать об этом.
Вот в принципе и все, что я хотел сказать. Попробуйте использовать данный способ резервного хранения важной информации. Я думаю, вы останетесь им довольны.
Так же я предлагаю вам воспользоваться бесплатной программой Evernote для наведения порядка во ВСЕХ своих данных на компьютере.
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;
- - фото- 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 10 21 битов в 1 см 3 ), что дает возможность организму развиваться из одной-единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.
Современные микросхемы памяти позволяют хранить в 1 см 3 до 10 10 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
• 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.
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:
- 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).
Читайте также: