Лекция 1 - ЭУМК по Информатике - UNREGISTERED VERSION

Лекция 1 (2 часа).
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.
Носитель информации (информационный носитель) — любой материальный объект или среда, используемый для хранения или передачи 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.
Все носители информации применяются для: записи, хранения, чтения, передачи информации. Самым распространенным носителем информации до недавнего времени была бумага. Но время идет, и качество бумажных носителей перестало устраивать современное общество, озабоченное все возрастающим и возрастающим количеством информации.
По оценкам специалистов, объем информации, фиксируемой на различных носителях, превышает один эксабайт в год (1018 байт/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).
Любая компьютерная информация на любом носителе хранится в двоичном (цифровом) виде. Независимо от вида информации (текст, графика, звук) – ее объем можно измерить в битах и байтах.
Цифровые носители информации — устройства, предназначенные для записи, хранения и считывания информации, представленной в цифровом виде.
Если говорить об информации в целом, то измеряется она в байтах. Измерение в этих единицах началось с далёкого 1956 года. Тогда этой величины вполне хватало. Чтоб было понятней, о какой величине идёт речь, скажу Вам, что 1 байт = 1 символ. С развитием технологий увеличивался и объем информации, и измерять большой объем информации в байтах стало неудобно. Тогда появились приставки килобайт (КБ), мегабайт (МБ), гигабайт (ГБ), терабайт (ТБ) и т.д.
Сравним эти величины:
— 1 Кб (один килобайт) = 1024 байта, и это объем информации приблизительно в один печатный лист А4-го формата;
— 1 Мб (один мегабайт) = 1024 килобайта, и это объем информации уже приличного томика страниц на 600-700!
— 1 Гб (один гигабайт) = 1024 мегабайт, и это уже целая библиотека из 1024 книг по 600 страниц!
— 1 Тб (один терабайт) = 1024 гигабайта, этот объем информации сравним со средней Европейской библиотекой, где содержится около 8 миллионов книг. Для примера, в Российской государственной библиотеке находится около 43 миллионов единиц.
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. На каждом гибком магнитном диске может храниться книга объемом около 600 страниц, а на жестком магнитном диске или DVD — целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.
Сравним объем и вид информации относительно носителей, на которые эту информацию можно записать.
— Дискета емкостью 1,44 Мб. Когда-то дискета была основным доступным носителем цифровой информации, т.к. записать на неё можно было действительно много чего. Теперь же дискеты используют в основном бухгалтера для хранения электронных ключей и подписей. Причина банальна – на дискете мало места для хранения современной информации. На дискету можно записать одну, две фотографии, сделанных на мобильном телефоне с 3х мегапиксельной камерой; пять, десять Word, Excel документов.
— Флэшка емкостью 1 Гб. На флэшку емкостью 1 Гб можно записать: один фильм, относительно неплохого качества; около 200 музыкальных файлов в формате .mp3; около 200 фотографий хорошего качества; множество документов и программ небольшого размера.
— CD диск емкостью 700 Мб. На CD диск можно записать: один фильм в формате .avi, в относительно хорошем качестве; около 150 музыкальных файлов в формате .mp3; около 150 фотографий хорошего качества; множество документов и программ небольшого размера.
— DVD диск емкостью 4,7ГБ. На DVD диск можно записать: один фильм в формате DVD или HDTV; 4-5 фильмов в формате .avi хорошего качества; около 1200 музыкальных файлов в формате .mp3; около 1000 фотографий хорошего качества; оооочень много документов и программ.
— Винчестер емкостью 120 Гб. Тут, чтобы не расписывать до документов, сравню с количеством фильмов, которые можно записать на такой винчестер. Так вот, на винчестер емкостью 120 Гб можно записать 25 фильмов в DVD или HDTV качестве!
— Для определения информационного объема, например учебника, будем использовать кодировку КОИ-8, в которой 1 символ кодируется 1байтом (8 битами). Для этого воспользуемся формулами:
Информационный объем страницы =
= Количество символов в строке * Количество строк;
Информационный объем учебника =
= Информационный объем страницы * Количество страниц.
Основные понятия процесса архивации
Архивация – это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле.
Архивация данных – это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.
Архивация проводится в следующих случаях:
— когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных файлов;
— когда необходимо освободить место на диске;
— когда необходимо передать файлы по е-mail;
Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве.
В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:
— имя файла;
— размер файла на диске и в архиве;
— сведения о местонахождения файла на диске;
— дата и время последней модификации файла;
— код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива;
— степень сжатия.
Любой из архивов имеет свою шкалу степени сжатия. Чаще всего можно встретить следующую градацию методов сжатия:
— без сжатия (соответствует обычному копированию файлов в архив без сжатия);
— скоростной;
— быстрый (характеризуется самым быстрым, но наименее плотным сжатием);
— обычный;
— хороший;
— максимальный (максимально возможное сжатие является одновременно и самым медленным методом сжатия).
Лучше всего архивируются графические файлы в формате .bmp, документы MS Office и Web-страницы.