Где хранить данные? На каких накопителях хранить файлы длительное время? Устройства хранения информации Что лучше для хранения информации.

Надежное хранение информации - проблема, знакомая большинству современных предприятий, при разрешении которой всегда встает вопрос: как при относительно небольших затратах получить качественный результат? Хранение документации в электронном виде обеспечивает не только ее сохранность, но и беспрепятственную доступность в реальном режиме времени.

Для долговременного и надежного хранения архивной информации в электронном виде применяются различные типы носителей информации. Главное требование, предъявляемое к таким носителям, это исключение возможности физически внести изменения в архивные данные или удалить их. Информационный носитель должен обеспечивать однократную запись и при этом иметь возможность многократного считывания информации. Этим требованиям соответствует информационный носитель типа WORM – Write Once, Read Many (один раз записать, много раз считать). К другим основным требованиям, предъявляемым к информационным носителям, относятся долговечность и максимальная емкость хранения архивных данных.

Жёсткие диски.

Применение жестких дисков позволяет организовать так называемое «оперативное» хранилище архивных данных, которое предоставляет постоянный on-line доступ к архивным документам. Ядром такого хранилища является многоуровневая архитектура архивного хранения данных, в которой часто запрашиваемые архивные данные хранятся на «быстрых» жёстких дисках с внешним интерфейсом Fibre Channel (FC) или Serial Attached SCSI (SAS), а редко запрашиваемые архивные данные хранятся на «медленных» жёстких дисках с внешним интерфейсом Serial ATA (SATA) и NL-SAS.

Бытует мнение, что системы резервного копирования - это обуза для IT бюджета, а для IT подразделения, так сказать, лишняя головная боль. Но… Производители систем хранения данных (СХД) на жёстких дисках всех уровней всё-таки рекомендуют использовать в составе таких решений системы резервного копирования на ленточные носители, с помощью которых создаётся копия данных, из которой, в случае отказа в работоспособности СХД, можно будет восстановить данные.

Ленточные носители.

Основное предназначение ленточных носителей - это создание резервных копий оперативных данных (backup). На основе ленточных носителей можно также организовать архивное хранение информации. Решения на ленточных носителях предоставляют неоперативный (near-line) доступ к архивной информации. Основой такого решения является роботизированный накопитель на ленточных носителях. На сегодняшний день, объёмы хранения данных на одном ленточном носителе в формате LTO-5 составляет 1,5 ТБ (3 ТБ с возможностью компрессии данных). Поэтому системы хранения данных на ленточных носителях используются для надежного хранения информации больших объёмов архивных данных. Эти решения имеют и ряд серьезных недостатков. Ленты размагничиваются, рвутся, необходимо постоянно перематывать ленту в картриджах, на поиск конкретного файла затрачивается много времени, пока перемотается лента в картридже до нужного места, недолговечность носителя вынуждает периодически переносить данные со старой ленты на новую ленту. При организации off-line хранения, картриджи с архивными данными необходимо хранить в помещениях с определёнными требованиями к окружающей среде или в специализированных шкафах.

Оптические носители.

Для организации долговременного хранения архивных данных необходимо использовать накопители на оптических дисках. Такие накопители обеспечивают выполнение всех требований, предъявляемых к архивному хранилищу и хранению архивных данных. Высокая надежность, длительные сроки хранения архивных данных, бесконтактная работа с носителями, аутентичность и неизменяемость архивных данных, быстрый произвольный доступ к архивным данным, высокая емкость оптических носителей, организация off-line хранения архивных данных являются важными параметрами при выборе в пользу оптических носителей.

На сегодняшний день самым популярным форматом записи на оптический носитель является Blu-ray формат, который обеспечивает высокую плотность архивирования до 100 ГБ на каждый оптический носитель. Поддержка WORM на аппаратном уровне позволяет хранить, записанные на оптические носители, архивные данные, которые впоследствии невозможно удалить или изменить. А «открытый» формат записи типа UDF позволяет считывать архивную информацию в любом устройстве, которое поддерживает работу с такими оптическими носителями. Основная задача - хранить редко запрашиваемые и не изменяемые архивные данные. Практика показывает, что объём таких данных составляет около 80% всего объёма данных, хранящихся на оперативном (on-line) хранилище. При этом, 20% этих архивных данных никогда не будут востребованы. Отправляя такие данные в архивное хранилище на основе оптических носителей, Заказчик может освободить до 80% объёма хранения на оперативном (on-line) хранилище, что повлечёт за собой уменьшение объёмов и размеров «окна» резервного копирования.

Решения на оптических носителях предоставляют неоперативный (near-line) доступ к архивной информации. Объём хранения архивных данных в накопителе на оптических носителях и количество считывающих устройств определяется согласно техническому заданию. Поддерживаются различные типы построения архивных решений, вплоть до «зеркалирования» архивных данных между территориально распределёнными накопителями на оптических носителях. Бесконтактная работа с оптическими носителями позволяет исключить возможность повреждения рабочих поверхностей оптических носителей. Обеспечивается обратная совместимость с предыдущими типами оптических носителей типа CD\DVD. При организации архивного хранения данных на основе накопителе на оптических носителях не требуется создавать резервные копии этих данных.

Преимущества и недостатки

Жёсткие диски

• Оперативный доступ к архивной информации
• Произвольный доступ к архивной информации
• Популярность решения
• Высокое энергопотребление
• Дороговизна решения
• Требуется создавать резервные копии архивных данных
• Минимальные «сроки» жизни (максимум 3 года)
• При выходе из строя механической части жёсткого диска, данные восстановить практически невозможно
• Не предназначены для организации off-line хранения

Ленточные носители

• Большие объёмы хранения архивных данных
• Высокая скорость записи информации на ленточные носители
• Низкое энергопотребление
• Высокая совокупная стоимость владения
• Минимальные «сроки» жизни (в среднем до 5 лет)
• «Закрытый» формат записи информации на ленточные носители
• Низкое время доступа на чтение (минимум 5 мин)
• Потеря информации при воздействии электромагнитного излучения
• Возможность механического повреждения (разрыв ленты)

Оптические носители

• Энергонезависимость оптических носителей
• Срок хранения архивной информации от 50 лет
• Поддержка функции WORM на аппаратном уровне (неизменяемость архивных данных)
• Возможность организации off-line хранения архивных данных
• «Открытый» формат записи (UDF) на оптические носители
• Низкая совокупная стоимость владения
• Низкое потребление электроэнергии

Заключение

Большинство специалистов в сфере построения архивных решений сходятся во мнении, что для архивного хранения информации с возможностью оперативного доступа к ней лучше всего применять многоуровневую структуру архивного хранения данных. Основным критерием в выборе решения должна быть не дешевизна, а механизм сохранения и защиты архивных данных, который реализован в этом решении. Перед тем, как сделать окончательный выбор, необходимо проверить всё оборудование и программное обеспечение на совместимость.

В последние годы широкое распространение получила концепция управления жизненным циклом информации, в основе которой лежит принцип разделения общего массива данных на классы в зависимости от содержания, частоты обращений и срока хранения. В соответствии с этим подходом выделяются три ключевые задачи хранения электронных данных: оперативный доступ к информации, резервное копирование и архивное хранение. Для решения каждой из них применяется различное оборудование - согласно специфическим требованиям к хранению и доступу.

Оперативный доступ. Типичным примером может служить файловый сервер, главная задача которого - немедленное предоставление необходимых данных большому количеству пользователей корпоративной сети. Основные требования к подобным системам - непрерывность доступа и высокая скорость работы. Идеальным вариантом решения является массив RAID.

Резервное копирование. Этот этап хранения подразумевает высокую потоковую скорость записи и чтения и большую eмкость носителя. Долговечность хранения не имеет особого значения, поскольку резервное копирование производится регулярно. Оптимальным выбором будут системы на основе ленточных накопителей.

Архивное хранение. В данном случае предполагается хранение важной информации в течение длительного времени при обеспечении быстрого доступа к ней, что диктует вполне определенные требования к технологиям хранения и оборудованию, в частности, длительное хранение больших объемов информации в неизменном виде. Всем этим условиям отвечают роботизированные библиотеки оптических дисков.

Надо отметить, что в большинстве европейских стран и США необходимость архивного хранения ключевой для бизнеса информации закреплена на законодательном уровне. Во всем мире принято около 25 тыс. директив, в том числе постановления правительств и отдельных министерств Германии, Италии, США, Великобритании и других стран, требующих сохранять данные по финансовым транзакциям, биржевым сделкам, медицинским исследованиям и страховым выплатам на протяжении пяти-десяти лет.

Законодательные нормативы хранения данных активно разрабатываются и в нашей стране. Планируемое вступление России в ВТО является мощным катализатором этого процесса. В ближайшее время многие компании законодательно обяжут хранить данные в течение длительного срока, тем что им придется модернизировать свои системы хранения. Поэтому общемировые темпы роста рынка архивных накопителей в России наверняка будут существенно превышены.

ОСОБЕННОСТИ АРХИВНОГО ХРАНЕНИЯ

Первое и самое важное требование к электронному архиву - исключение физической возможности удалить или изменить данные как по неосторожности, так и по злому умыслу. Иначе говоря, информационный носитель должен обеспечивать однократную запись при многократном чтении (True Write Once Read Many, True WORM). Как следствие, защита данных от удаления должна быть не программной, а аппаратной. Кроме того, к ключевым требованиям относятся долговечность хранения и высокая емкость носителя. Это позволяет существенно снизить совокупную стоимость владения системой (TCO) и удовлетворить запросы к емкости хранения со стороны крупнейших компаний, в том числе предприятий государственного и промышленного сектора.

Из перечисленных условий следует, что ни массивы RAID, ни ленточные накопители справиться с задачей архивного хранения данных не могут. Несмотря на это, в России основная часть информационных ресурсов хранится на жестких дисках или массивах RAID. Жестким дискам доверяют даже информацию, которая требует долговечного и надежного хранения. Между тем сам принцип работы жесткого диска подразумевает постоянное механическое движение, что предполагает сбои в работе устройства и периодические потери информации. Гарантий работоспособности жесткого диска в течение десятилетий производители не дают. Доверяя самые ценные данные массивам RAID, пользователи подчас не придают значения тому факту, что технология RAID была создана для восполнения ненадежности и недолговечности жесткого диска.

Схожие вопросы возникают и при попытке построить архивное хранилище данных на основе ленточных накопителей: недолговечность носителя вынуждает периодически переносить данные со старой ленты на новую. Кроме того, лента нуждается в обслуживании - если она не используется, ее необходимо регулярно перематывать, чтобы не допустить размагничивания. Эта технология имеет другие недостатки, в частности, невозможен прямой доступ к произвольному файлу на ленте.

Для решения задачи архивного хранения данных был разработан новый класс специализированных устройств - архивные накопители. Эти роботизированные библиотеки оптических дисков под управлением особого программного обеспечения позволяют построить надежную систему хранения для поддержки автоматического управления жизненным циклом информации.

СТАТИСТИКА ОТКАЗОВ ЖЕСТКИХ ДИСКОВ

Компания Google Inc. провела независимый анализ статистики отказов жестких дисков. Накопленная база данных (более 100 тыс. экземпляров HDD) по своим размерам многократно превосходит любое другое подобное исследование, которое было опубликовано.

Результаты наглядно демонстрируют неэффективность использования жестких дисков в системах долговременного архивного хранения: совокупный процент отказов жестких дисков уже к концу четвертого года эксплуатации достигает 25% (см. Рисунок 1). Как следствие, системы на базе жестких дисков должны обладать избыточностью, поддерживать инфраструктуру переноса и резервного копирования, а также подвергаться частому сервисному обслуживанию. Этим объясняется высокая общая стоимость владения архивами, основанными на жестких дисках.

Для построения крупных систем хранения информации существенно, что в многодисковом массиве (более 10 жестких дисков) продолжение работы без технического обслуживания становится маловероятным уже через несколько лет после начала эксплуатации (см. Таблицы 1 и 2), причем более половины сбоев не могут быть предсказаны с помощью современных встроенных технологий прогнозирования отказов (SMART).

Даже при постоянном обслуживании, резервировании и замене дисков в системе пользователи должны учитывать, что, согласно статистике, более трети всех HDD выходят из строя на пятом году эксплуатации. С учетом морального старения это ведет к значительным затруднениям в обеспечении своевременной замены. Таким образом, для снижения риска потери данных наиболее целесообразной становится полная замена приводов после трех-четырех лет эксплуатации, что влечет за собой дополнительные расходы.

НАДЕЖНОСТЬ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОПТИЧЕСКИХ НАКОПИТЕЛЯХ

По оценке Enterprise Strategy Group (ESG), из всех существующих технологий оптимальной для долговременного хранения данных являются роботизированные накопители на оптических дисках (библиотеки DVD/BD), при использовании которых совокупная стоимость хранения информации значительно ниже, чем в случае альтернативных технологий.

Неизменность данных, хранящихся на оптических носителях, гарантируется на физическом уровне, так как процесс записи представляет собой необратимое изменение структуры диска в результате кристаллизации аморфного слоя, что соответствует стандарту однократной записи True WORM. Хранящиеся данные невозможно стереть или изменить - они доступны только для чтения.

Самым распространенным типом оптического носителя, применяемым для современных архивных накопителей, являются диски DVD. Производители DVD выпускают диски со специальным твердым покрытием, что гарантирует сохранность информации и полностью соответствует международному стандарту ЕСМА, при этом срок службы носителей превышает 30 лет.

Таким образом, оптические технологии обеспечивают следующие преимущества:

Они гарантируют исключительно надежное хранение данных в течение десятилетий;

Спецификация True WORM поддерживается на физическом уровне, так как в процессе записи происходит необратимое изменение агрегатного состояния вещества;

Емкость одного носителя уже сейчас составляет 50 Гбайт. Это позволяет создавать хранилища данных значительного объема и наращивать их при необходимости;

Технология Blu-ray Disk предоставляет произвольный доступ к данным, причем скорость позиционирования лазерной головки на диске такая же, как у жестких дисков.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для подтверждения срока службы дисков их образцы подвергаются тестированию по методу искусственного старения. Диски будут соответствовать стандарту, если для 95% образцов прогнозируемый срок годности превысит 30 лет.

В процессе испытаний определяются показатели ошибок чтения дисков. Если соответствующие критические уровни оказываются превышены, то ошибки чтения становятся невосстановимыми и образец приходит в негодность, после чего рассчитывается время наработки до отказа. На основе полученных результатов определяется время окончания срока годности при нормальных условиях.

Во время тестирования диски помещаются в специальную камеру с повышенной температурой, при этом процессы диффузии в носителе активизируются, что имитирует естественное старение материала. Кроме того, диски подвергаются испытаниям в условиях высокой влажности, агрессивных сред, влияния микроорганизмов и пыли, механических воздействий.

Сначала работоспособность диска измеряется при высокой температуре. В каждом последующем эксперименте температура понижается на 50C и доводится до 600C. С каждым шагом срок работоспособности диска увеличивается. Данные для комнатной температуры апроксимируются, исходя из формы получившейся кривой работоспособности. Так, для поликарбонатной подложки срок годности дисков при комнатной температуре достигает 133 лет.

Специальное твердое покрытие обеспечивает длительную сохранность записанной на DVD информации благодаря лучшей защите от царапин. Это подтверждают испытания на тестере HEIDON-14: царапины наносятся стальным шариком диаметром 7 мм с нетканой подкладкой при скорости 1000 мм/мин (см. Рисунок 2). Кроме того, антистатический компонент покрытия быстро снимает статическое электричество с поверхности диска и предотвращает прилипание пыли при его использовании и хранении (соответствующие испытания проводились в за-пыленной камере в течение 24 ч.). Маслоотталкивающая поверхность снижает риск потери данных, если кто-то случайно дотронется до поверхности диска, и облегчает стирание отпечатков пальцев (см. Рисунок 3). DVD с твердым покрытием полностью соответствует стандартам по всем эксплуатационным характеристикам и сохраняет высокую стабильность в ходе испытаний при повышенной температуре и влажности (температура 800С, относительная влажность 90%).

Испытания, проведенные ассоциацией ECMA International, подтверждают, что роботизированные библиотеки на основе сертифицированных дисков DVD с твердым покрытием обеспечивают надежное хранение архивных данных в течение 30 лет и полностью удовлетворяют стандартам архивного хранения информации.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ

Проблема архивного хранения становится все более актуальной по мере увеличения объемов сохраняемых данных, нарастающих лавинообразно. В мировом масштабе количество архивной информации растет гораздо быстрее, чем всей прочей информации. При этом быстрый доступ требуется только к 20-30% информации. К 2010 г. общий ее объем достигнет одного зетабайта, т.е. 1021 байт.

На данный момент DVD позволяет хранить 9,4 Гбайт на одном носителе, а накопители, основанные на технологии Blu-ray, - до 50 Гбайт на одном диске BD. В ближайшие годы планируется увеличить емкость серийно выпускаемых оптических дисков до 100 Гбайт, а в дальнейшем и до 200 Гбайт (см. Рисунок 4). Это сделает оптические технологии еще более доступными.

Важное значение имеет преемственность технологий: современные оптические накопители поддерживают компакт-диски, выпущенные
25 лет назад. В дальнейшем форм-фактор оптических дисков не изменится, что позволяет рассчитывать на совместимость оптических дисков с накопителями будущего.

ТЕХНОЛОГИЯ BLU-RAY

Современная оптическая технология Blu-ray обеспечивает высокую плотность архивирования на носителях емкостью 25 или 50 Гбайт каждый, в перспективе достижима емкость 100 и даже 200 Гбайт. Односторонние носители могут иметь один или несколько слоев записи по 25 Гбайт каждый, поддерживать однократную (BD-R) и повторную (BD-RE) запись и обеспечивать высокоэффективную коррекцию ошибок по секторам. Диск Blu-ray имеет диаметр 120 мм и поверхность с твердым покрытием.

Дисководы Blu-ray совместимы по чтению/записи с носителями CD/DVD. Технология поддерживается всеми основными производителями дисководов и носителей, а также файловой системой UDF. Современные накопители Blu-ray обеспечивают скорость записи информации 2х (72 Мбит/с) и скорость считывания 5х (для однослойных носителей).

ПРИМЕНЕНИЕ АРХИВНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

Архивные накопители применяются в инфраструктуре информационной системы предприятия, когда необходимо длительное, надежное хранение данных (см. Рисунок 5). Управляющее программное обеспечение осуществляет автоматическую миграцию данных из сети или с сервера по заранее определенным правилам. Подсчитано, что примерно 80% данных, хранящихся на носителях первого уровня, не требуют частого обращения, а 20% из них никогда не будут востребованы. Такие данные разумно хранить на оптических архивных накопителях, освободив тем самым дорогостоящее дисковое пространство массива RAID.

При выборе системы архивного хранения следует отдать предпочтение оптическим технологиям DVD и BD. Только они обеспечивают выполнение всех требований, предъявляемых к хранилищу, включая такие параметры, как высокая надежность и долговременность хранения, аутентичность и неизменяемость данных, быстрый произвольный доступ к данным, высокая емкость носителей, возможность расширения. Оптические технологии проверены десятилетиями и тысячами инсталляций по всему миру.

Игорь Корепанов - директор по маркетингу компании «Электронный Архив». С ним можно связаться по адресам:

Обеспечение сохранности архивных документов - оно из главных направлений работы архивистов. От того насколько верно была выбрана стратегия хранения документов, зависят их физическое состояние и возможности использования в самых разнообразных целях.

Процедуры по обеспечению сохранности электронных документов условно можно разделить на три вида:

• -- обеспечение физической сохранности файлов с электронными документами;
• -- обеспечение условий для считывания информации в долговременной перспективе;
• -- обеспечение условий для воспроизведения электронных документов в так называемом человекочитаемом виде.

Первый аспект обеспечения сохранности электронных документов - проблема практически решенная, причем для всех видов хранения. Это решение связано не столько с созданием оптимальных условий хранения носителей с электронной информацией, сколько с физическим размещением электронных документов. Для того, чтобы компьютерные файлы не были утрачены, необходимо их хранить в двух или более экземплярах, размещенных на отдельных электронных носителях (рабочем и резервном или архивном носителях). Тогда при утрате одного из носителей, можно быстро сделать дубликат файлов с оставшегося.

Повсеместная практика хранения электронных документов показывает, что их рабочие экземпляры, как правило, размещаются на винчестере или сервере организации, а резервные копии (экземпляры) могут создаваться на резервном сервере или RAID-массиве, стримерных (магнитных) лентах, магнитооптических и оптических дисках (CD-RW, DVD-RW). Очень немногие владельцы электронных информационных ресурсов выделяют из них архивную часть и хранят ее исключительно на внешних носителях. Это естественно: темпы роста объемов хранимых ресурсов отстают от темпов снижения цен на жесткие диски, что позволяет организациям с большим запасом наращивать свой серверный потенциал.

Важен также выбор типа носителя, его долговечность. Этот выбор зависит от вида хранимых электронных документов и их совокупного объема, от предполагаемого срока хранения документов и обеспечения к ним доступа, от характера производства самих носителей и предполагаемых режимах их хранения, от требований по обеспечению аутентичности документов. Например, хранение объемных и сложно структурированных информационных ресурсов (интегрированных баз данных, гео - и мультимедиа - систем, проектной и конструкторской документации, оригинал-макетов печатных изданий) лучше осуществлять на емких электронных носителях для того, чтобы не нарушать целостность документов.

Для хранения электронных документов в пределах 5 лет вполне надежны любые современные носители информации (в том числе, магнитные дискеты). Главное обращать внимание на репутацию фирмы-изготовителя и страну-производителя, что в итоге ориентирует на стоимость носителя, а также соблюдать минимальные требования к режимам их хранения. Как с любым товаром здесь действует правило: дешевое хорошим не бывает. По этой же причине, при организации долговременного хранения электронных документов, следует, например, выбирать оптические диски («болванки»), розничная цена которых будет не ниже 22-25 рублей.

Особое внимание к выбору типа носителя следует уделять в случае возможного использования электронных документов в качестве письменных свидетельств или судебных доказательств. Если нереально придание документам юридической силы с помощью электронной цифровой подписи (ЭЦП), то следует их своевременно скопировать на CD-R -- оптические диски с однократной записью информации.

При долговременном хранении электронных документов на внешних носителях лучшим решением будет использование оптических компакт-дисков CD. Они непритязательны в хранении и вполне надежны в течение 10-15 лет. Большего и не требуется. По истечении этого срока неизбежно придется или переписывать файлы на другой тип носителя (т. к. невозможно будет считать информацию с CD), или конвертировать электронные документы в другие форматы и также переписывать на современные и емкие носители.

Оптические диски считаются самыми долговечными носителями. Некоторые производители определяют срок хранения своей продукции чуть ли не в 200 лет. Насколько это обосновано может показать лишь практика, а она крайне противоречива. С одной стороны, есть свидетельства успешного использования записей на CD в течение 10-15 лет, с другой стороны, регулярно появляются сообщения об отказах считывания информации с этих дисков. С другой стороны, в последние годы особенно много нареканий поступало на доступ к файлам, записанным на CD-R. Аналитики пока затрудняются дать исчерпывающее объяснение возможных причин: являются ли сбои в чтении файлов следствием ущербности технологии CD-R, или каких-то других факторов (нарушения технологии при изготовлении «болванок», нарушения условий и режима хранения, технологической несовместимости устройств записи и считывания информации).

Создание нескольких экземпляров файлов не исчерпывает комплекс работ по обеспечению их сохранности. Чтобы минимизировать затраты на поддержание этих экземпляров, необходимо создать оптимальные условия для хранения носителей информации. Специфика условий и режима хранения во многом определяется типом электронных носителей. Например, для долговременного хранения магнитных носителей необходимо специальное оборудование, которое бы защищало их от магнитных и электромагнитных воздействий окружающей среды, или же размещать их подальше от мощных источников электромагнитных полей -- электродвигателей, обогревателей, лифтового оборудования и т. п. Кассеты (катушки) с магнитными лентами необходимо прокручивать каждые 1,5 года для снятия статического напряжения и предотвращения так называемого копирэффекта. Общими моментами при хранении любых электронных носителей являются размещение их в вертикальном положении, защита от механических повреждений и деформаций, загрязнения и запыления, воздействия экстремальных температур и прямых солнечных лучей.

Запоминающее устройство - носитель информации, предназначенный для записи и хранения данных. В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям.

Устройства хранения информации делятся на 2 вида:

внешние (периферийные) устройства

внутренние устройства

К внешним устройствам относятся магнитные диски, CD,DVD,BD,cтримеры,жесткий диск(винчестер),а также флэш-карта. Внешняя память дешевле внутренней, создаваемой обычно на основе полупроводников. Кроме того, большинство устройств внешней памяти может переноситься с одного компьютера на другой. Главный их недостаток в том, что они работают медленнее устройств внутренней памяти.

К внутренним устройствам относятся оперативная память, кэш-память, CMOS-память, BIOS. Главным достоинством является скорость обработки информации. Но в то же время устройства внутренней памяти довольно дорогостоящи.

НГМД (накопитель на гибких магнитных дисках)

Использование гибких дисков уходит в прошлое. Бывают двух типов и обеспечивают хранение информации на дискетах одного из двух форматов: 5,25" или 3,5". Дискеты формата 5,25" в настоящее время практически не встречаются (максимальная емкость 1,2 Мб). Для дискет формата 3,5" максимальная емкость составляет 2,88 Мб, самый распространенный формат емкости для них – 1,44 Мб. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращается с постоянной угловой скоростью. Все дискеты перед употреблением форматируются – на них наносится служебная информация, обе поверхности дискеты разбиваются на концентрические окружности – дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора. Одноименные сектора обеих поверхностей образуют кластеры. Магнитные головки примыкают к обеим поверхностям и при вращении диска проходят мимо всех кластеров дорожки. Перемещение головок по радиусу с помощью шагового двигателя обеспечивает доступ к каждой дорожке. Запись/чтение осуществляется целым числом кластеров, обычно под управлением операционной системы. Однако в особых случаях можно организовать запись/чтение и в обход операционной системы, используя напрямую функции BIOS. В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

НЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках)

Накопитель на жестком диске относится к наиболее совершенным и сложным устройствам современного ПК. Его диски способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью.Основные принципы работы жесткого диска мало изменились со дня его создания.Взглянув на накопитель на жестком диске, вы увидите только прочный металлический корпус. Он полностью герметичен и защищает дисковод от частичек пыли. Кроме того, корпус экранирует накопитель от электромагнитных помех.

Диск представляет собой круглую пластину с очень ровной поверхностью чаще из алюминия, реже - из

керамики или стекла, покрытую тонким ферромагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Появление в 1999 г. изобретенных фирмой IBM головок с магниторезистивным эффектом (GMR – Giant Magnetic Resistance) привело к повышению плотности записи до 6,4 Гбайт на одну пластину в уже представленных на рынке изделиях.

Основные параметры жесткого диска:

Емкость – винчестер имеет объем от 40 Гб до 200 Гб.

Скорость чтения данных. Средний сегодняшний показатель – около 8 Мбайт/с.

Среднее время доступа. Измеряется в миллисекундах и обозначает то время, которое необходимо диску для доступа к любому выбранному вами участку. Средний показатель – 9 мс.

Скорость вращения диска. Показатель, напрямую связанный со скоростью доступа и скоростью чтения данных. Скорость вращения жесткого диска в основном влияет на сокращение среднего времени доступа (поиска). Повышение общей производительности особенно заметно при выборке большого числа файлов.

Размер кэш-памяти – быстрой буферной памяти небольшого объема, в которую компьютер помещает наиболее часто используемые данные. У винчестера есть своя кэш-память размером до 8 Мбайт.

Фирма-производитель. Освоить современные технологии могут только крупнейшие производители, потому что организация изготовления сложнейших головок, пластин, контроллеров требует крупных финансовых и интеллектуальных затрат. В настоящее время жесткие диски производят семь компаний: Fujitsu, IBM-Hitachi, Maxtor, Samsung, Seagate, Toshiba и Western Digital. При этом каждая модель одного производителя имеет свои, только ей присущие особенности.

Стримеры

лассическим способом резервного копирования является применение стримеров – устройств

записи на магнитную ленту. Однако возможности этой технологии, как по емкости, так и по скорости, сильно ограничены физическими свойствами носителя. Стример по принципу действия очень похож на кассетный магнитофон. Данные записываются на магнитную ленту, протягиваемую мимо головок. Недостатком стримера является слишком большое время последовательного доступа к данным при чтении. Емкость стримера достигает нескольких Гбайт, что меньше емкости современных винчестеров, а время доступа во много раз больше.

Flash-карта

Устройства, выполненные на одной микросхеме (кристалле) и не имеющие подвижных частей, основаны на кристаллах электрически перепрограммируемой флэш-памяти. Физический принцип организации ячеек флэш-памяти можно считать одинаковым для всех выпускаемых устройств, как бы они ни назывались. Различаются такие устройства по интерфейсу и применяемому контроллеру, что обусловливает разницу в емкости, скорости передачи данных и энергопотреблении.

Multimedia Card (MMC) и Secure Digital (SD) – сходит со сцены из-за ограниченной емкости (64 Мб и 256 Мб соответственно) и низкой скорости работы.

SmartMedia – основной формат для карт широкого применения (от банковских и проездных в метро до удостоверений личности). Тонкие пластинки весом 2 грамма имеют открыто расположенные контакты, но значительная для таких габаритов емкость (до 128 Мбайт) и скорость передачи данных (до 600 Кбайт/с) обусловили их проникновение в сферу цифровой фотографии и носимых МРЗ-устройств.

Memory Stick – “эксклюзивный” формат фирмы Sony, практически не используется другими компаниями. Максимальная емкость – 256 Мбайт, скорость передачи данных доходит до 410 Кбайт/с, цены сравнительно высокие.

CompactFlash (CF) – самый распространенный, универсальный и перспективный формат. Легко подключается к любому ноутбуку. Основная область применения – цифровая фотография. По емкости (до 3 Гбайт) сегодняшние CF-карты не уступают IBM Microdrive, однако отстают по скорости обмена данными (около 2 Мбайт/с).

USB Flash Drive – последовательный интерфейс USB с пропускной способностью 12 Мбит/с или его современный вариант USB 2.0 с пропускной способностью до 480 Мбит/с. Сам носитель заключен в обтекаемый компактный корпус, напоминающий автомобильный брелок. Основные параметры (емкость и скорость работы) полностью совпадают с CompactFlash, поскольку чипы самой памяти остались прежними. Может служить не только “переносчиком” файлов, но и работать как обычный накопитель – с него можно запускать приложения, воспроизводить музыку и сжатое видео, редактировать и создавать файлы. Низкое среднее время доступа к данным на Flash-диске – менее 2,5 мс. Вероятно, накопители класса USB Flash Drive, особенно с интерфейсом USB 2.0, в перспективе смогут полностью заменить собой обычные дискеты и частично – перезаписываемые компакт-диски, носители Iomega ZIP и им подобные.

PC Card (PCMCIA ATA) – основной тип флэш-памяти для компактных компьютеров. В настоящее время существует четыре формата карточек PC Card: Type I, Type II, Type III и CardBus, различающиеся размерами, разъемами и рабочим напряжением. Для PC Card возможна обратная совместимость по разъемам “сверху вниз”. Емкость PC Card достигает 4 Гб, скорость – 20 Мб/с при обмене данными с жестким диском.

Как обеспечить сохранность информации? Не спешите с ответом на этот, казалось бы, простой вопрос. Для начала внимательно изучите преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе в этой статье.

Как обеспечить сохранность информации? Какие материалы при этом использовать? Что нужно учитывать при выборе средств хранения? Не спешите с ответами на эти, казалось бы, простые вопросы. Для начала следует внимательно изучить преимущества и недостатки доступных средств хранения. С плюсами вам помогут производители, а подводные камни с пучины информационной мы поднимем вместе с вами в этой статье.

Порой для того, чтобы сохранить жизненно важную информацию, достаточно случайной салфетки или старой визитки. Но для записи финансового отчета или видео с недавнего корпоратива такие средства хранения навряд ли подойдут. Кроме того, существуют огромные объемы информации, представляющей юридическую, коммерческую, историческую или научную ценность. Ее необходимо хранить годами или даже столетиями, в связи с чем выбор средства хранения имеет первостепенную значимость. Что выбрать в динамичном мире технологических новинок и старых проверенных носителей? Предлагаем вашему вниманию обзор основных средств хранения информации с их самой неприглядной стороны.

Бумага

Бумага - старейшее средство хранения информации. Как известно, самопроизвольное изменение свойств бумаги в результате старения связано с изменением химической структуры и, в частности, ее основного компонента – целлюлозы. Развитие технологий положительно сказалось на качестве используемых в производстве материалов. Новые технологические процедуры позволили значительно улучшить физические, химические и электростатические свойства бумаги. Научный прогресс также привел к появлению более продвинутых способов нанесения информации: чернила на основе сажи и перьев, грифельные карандаши, авторучки, типографская краска, ленты для печатных машинок и краски для принтера.

Способ нанесения информации, равно как и качество самого материала, в конечном итоге определяют долговременность хранения данных на бумаге. Наши предки записывали буквы грифелем или чернилами на основе углерода, который не меняет свои свойства столетиями и является химически стойким веществом. Текст обычно наносился с помощью физического повреждения поверхности – методом продавливания. По такой же технологии работали печатные машинки и матричные принтеры, в которых неорганические красители распылялись контактным способом: сначала бумага продавливалась, а затем краситель проникал в материал на заданную глубину.

Этот старый способ нанесения информации посредством механического продавливания не сопоставим с тем, что сегодня используют в обычных струйных и лазерных принтерах. Струйный принтер распыляет жидкие чернила с определенного расстояния без физического изменения поверхности. Глубину проникновения чернил производители не сообщают, впрочем, как и то, из чего они сделаны. С лазерными принтерами ситуация еще хуже. По технологии порошок тонера наносится на бумагу, затем лист проходит через нагретые до высокой температуры ролики, и гранулы порошка спекаются. При этом тонер в бумагу часто вообще не впитывается. Известны случаи, когда через несколько лет краска просто отваливалась от листа целыми кусками, как фрагменты старой мозаики.

Фотопленка

С фотопленкой дела обстоят гораздо лучше, чем с бумагой.

Во-первых, технологии производства, по крайней мере, черно-белой пленки, проверены временем. Они практически не меняются, поэтому можно с уверенностью утверждать, что материалы сохранятся на протяжении длительного времени, даже если вы купите самую обычную пленку из ближайшего фотомагазина. При этом шансы на долгую жизнь у профессиональных пленок, безусловно, выше, поскольку они отличаются от любительских специальными добавками, замедляющими процесс старения. Однако и требования к условиям хранения профессиональных пленок несколько жестче.

Во-вторых, в отличие от бумаги фотопленка имеет срок годности, в течение которого производители гарантируют сохранение ее свойств. По истечении этого времени начинается химический процесс, вызывающий старение фотопленки, которое можно сдержать при соблюдении температурно-влажностного и светового режимов хранения.

Существенный недостаток в работе с фотопленкой – стоимость пленки и оборудования (фотоаппарат или фотокамера, реактивы для проявления и закрепления снимка, проекторы для просмотра готовых материалов) относительно высока.

Магнитная лента

Наверняка вы помните свой старый кассетный магнитофон, на смену которому позже пришли видеоплееры и видеомагнитофоны. Носителем информации в них были сменные кассеты. С развитием информационных технологий магнитную ленту стали использовать и для хранения информации в цифре.

Специальные устройства (стримеры) в цифровом виде записывают на ленту информацию на ленту, которая хранится приблизительно так же, как и на компьютере: в виде файлов. Ранее стримеры широко использовались для хранения резервных копий данных. В быту такие устройства не прижились. Прежде всего это связано со сложностью доступа к информации, записанной на ленту. Сначала ее нужно перемотать до того места, на котором записана нужная информация, после чего подождать, пока данные будут считаны в память компьютера. Не каждому хватит терпения на такие технологические заморочки. Одно время выпускались платы расширения к компьютеру, при помощи которых можно было хранить данные на аудиокассетах, а позже и на видеокассетах, используя совместно с платой, которая вставляется в компьютер, аудио- или видеомагнитофон.

Долгосрочность хранения информации на магнитной ленте в значительной степени зависит от качества самой ленты. К примеру, встречаются низкокачественные ленты, магнитный слой с которых со временем просто осыпается, и, если на видео вы увидите шум, то прочитать цифровые данные с такой ленты будет проблематично. Специальная лента для стримера рассчитана на более длительное хранение информации и более активное использование. Это связано с тем, что при записи на ленту используется специальное кодирование информации, которое позволяет надежно восстановить ее при считывании даже в случае, если некоторые биты информации будут декодированы неверно (пользователь ничего не заметит). Кроме того, при записи может одновременно создаваться несколько копий данных (на ширину пленки могут параллельно писаться несколько дорожек), что также положительно сказывается на длительности хранения.

Проблема, которая потенциально поджидает каждого любителя магнитной пленки, – это быстрое устаревание оборудования. Не факт, что через несколько лет при поломке нынешнего устройства вам удастся найти ему замену, даже просто для того, чтобы считать данные и перенести их на новый носитель. Другой неприятный момент в работе с магнитной пленкой: кассеты необходимо регулярно перематывать. В противном случае соприкасающиеся слои пленки намагничивают друг друга, а значит, магнитная лента не сможет надежно хранить информацию долгое время. В промышленном оборудовании применяются роботизированные комплексы, которые автоматически меняют кассеты по мере их заполнения и периодически перематывают ленты.

Хранить пленки нужно с особой осторожностью, так как магнитные поля, которые нас окружают и абсолютно невидимы, могут повредить информацию на ленте. Так, не допускается использование ферромагнитных металлических стеллажей. При размещении пленки на стальных стеллажах необходимо размагнитить и замкнуть контуры стеллажа: соединение металлических частей стеллажа электропроводом и их эффективное заземление. Не будет лишним напомнить, что магнитная пленка, как и всякий носитель, требует также соблюдения определенного температурно-влажностного режима.

Дискеты

CD/DVD

Низкая стоимость и общедоступность – главные достоинства CD и DVD-дисков. Но, к сожалению, информация на них нередко полностью (или частично) утрачивается уже через два-три года. Это происходит из-за разрушения красящего слоя, вызванного воздействием солнечных лучей и ионизирующим излучением.

Иногда в производстве больших партий используется штамповка, похожая на производство виниловых грампластинок. В отличие от обычных CD и DVD, такие диски могут служить годами.

Производители утверждают, что при соблюдении условий хранения некоторые типы дисков (CD-R, DVD-R) можно использовать от 100 до 200 лет. Однако на практике эти оптимистичные заявления не подтверждаются.

Жесткий диск (HDD)

На сегодняшний день, пожалуй, самое распространенное устройство для хранения информации. Жесткие диски могут быть внутренними (устанавливаются внутрь корпуса) и внешними (присоединяются к устройству с помощью USB-кабеля). В последнем случае жесткий диск обладает размерами, позволяющими носить его в кармане пиджака и подключать его практически к любому компьютеру в USB-разъем.

С каждым годом стоимость единицы объема хранимой информации снижается. Информация хранится на пластинах, находящихся внутри герметичного контейнера и покрытых магнитным материалом. Технология записи похожа на магнитную ленту, а само устройство – на дискету. Основное отличие – в используемых материалах. Кроме того, на жестком диске присутствует, во-первых, электроника, которая может выйти из строя, например, от скачка напряжения в сети, а во-вторых – высокоточная механика. Благодаря тому, что при работе считывающие головки не касаются поверхности диска, поверхность не изнашивается и может служить для хранения информации в течение многих лет.

При неосторожном обращении (падение, тряска во время работы) жесткие диски подвержены выходу из строя. Так, одного резкого встряхивания полностью исправного диска может быть вполне достаточно, чтобы потерять всю записанную на нем информацию без возможности восстановления. При аккуратном обращении диски исправно служат более десяти лет при активном каждодневном использовании. Правда, в последнее время качество оборудования оставляет желать лучшего, так как в погоне за низкой ценой производители экономят на оборудовании и материалах.

Флеш-память (flash memory), флеш-диски (flash drive)

Флеш-накопители – это носители информации, использующие для хранения электрически стираемую энергонезависимую память. Если магнитная лента, дискеты и жесткие диски были придуманы и широко использовались еще на заре развития компьютерной техники, то флеш-память стала популярной относительно недавно. Это объясняется прорывом в области технологий производства микросхем.

Существуют как дорогие твердотельные накопители большого объема, так и бюджетные устройства известные, как флешки и карты памяти. На сегодняшний день они являются, пожалуй, самыми доступными и удобными средствами для каждодневного использования. Карта памяти является полностью электронным устройством и может быть подключена к устройству через кард-ридер. В отличие от них, флеш-диски не требуют дополнительных механизмов для подключения к компьютеру.

Заявленная производителями надежность хранении информации – до десяти лет. В отличие от жестких дисков, флеш-накопители не боятся тряски и падений с небольшой высоты. Они легки, вместительны и имеют высокую емкость, достаточную для того, чтобы записать несколько фильмов или десятки тысяч документов на одно устройство.

При каждодневном использовании флеш-диски довольно часто выходят из строя, например, от статического электричества, которое выводит из строя нежную электронику. Причина может также заключаться в некачественном изготовлении и ошибках, допущенных инженерами при проектировании дешевых устройств, особенно флешек. Последние могут выйти из строя из-за поломки микроконтроллера. В этом случае информация теоретически может быть восстановлена прямо с микросхемы памяти с использованием специального оборудования. Если поврежденной оказалась сама микросхема, то восстановить данные невозможно.

Технологии не стоят на месте. И уже сегодня ученые создают такие носители информации, которые для обывателей кажутся частью научно-фантастических сюжетов. Однако при выборе средства хранения следует руководствоваться не только модными технологическими веяниями, но и здравым смыслом. Если для хранения информации вам достаточно нескольких мобильных гигабайт свободного места (размер стандартной флешки), то нет смысла покупать дорогие жесткие диски гигантского объема только для того, чтобы произвести впечатление на знакомых.

Кроме того, необходимо учитывать затраты как на покупку самого носителя, так и расходы, связанные с записью информации и обслуживанием оборудования (например, как в случае с фотопленкой). Для того чтобы обеспечить надежную сохранность данных, оптимальным решением будет выбор не одного, а нескольких средств хранения, которые смогут прийти на помощь друг другу в случае досадной порчи одного из носителей.