Материальные носители информации

1. Носитель информации как материальная составляющая документа

Сама информация не выступает достаточным признаком документа. Материальная составляющая — одно из двух необходимых и обязательных слагаемых документа, без которого он существовать не может. Материальная составляющая документа — это его вещественная (физическая) сущность, форма документа, обеспечивающая его способность хранить и передавать информацию в пространстве и времени. Материальную составляющую документа определяет материальный носитель информации — материальные объекты, в которых сведения (данные) находят свое отражение в виде символов, образов, сигналов, технических решений и процессов.

Предназначенность документа для хранения и передачи информации в пространстве и времени обусловливает его специфическую материальную конструкцию, представленную в виде книг, газет, буклетов, микрофиш, фильмов, дисков, дискет и т. п.

Эта специальная конструкция обеспечивает выполнение документами их главной функции, давая возможность быть удобными для перемещения в пространстве, устойчивыми для хранения информации во времени, приспособленными для физиологических возможностей чтения сообщения.

Информация, содержащаяся в документе, обязательно закреплена на каком-то специальном материале (бумага, кино-, видео-, аудио-, фотопленка и т. п.), имеющем определенную форму носителя (лента, лист, карточка, барабан, диск и т. п.). Кроме того, информация всегда фиксируется каким-либо способом записи, предусматривающим наличие средств (краска, тушь, чернила, красители, клей и т. п.) и инструментов (ручка, печатный станок, видеокамера, принтер и т. п.).

Материальная основа документа — совокупность материалов, использованных для записи сообщения (текста, звука, изображения) и составляющих носитель информации. В зависимости от материальной основы документы делятся на две большие группы: естественные и искусственные. Искусственные в свою очередь подразделяются на бумажные документы и документы на небумажной основе — полимерные документы (полимерно-пленочные и полимерно-пластиночные).

Наиболее массовым типом являются носители на бумажной основе. Большинство современных документов, функционирующих в обществе, выполнены на бумажной основе или заменителях бумаги. Их называют бумажными, т. е. имеющими бумажный носитель.

В этих носителях информация отображается в виде символов и образов. Такая информация отнесена к разряду документированной информации и представляет собой различные виды документов.

К бумажным относятся деловые документы, научно-техническая документация, книги, журналы, газеты, рукописи, карты, ноты, изоиздания, перфоленты, перфокарты и др.

Бумага соответствует многим требованиям: относительно проста в изготовлении, доступна, в меру прочна, достаточно долго хранится и позволяет легко фиксировать информацию. Самое ценное качество бумаги — она позволяет тиражировать информацию. Массовое распространение информации с помощью книгопечатания стало возможным лишь в результате промышленного изготовления бумаги.

Появление искусственных носителей на полимерной основе (шеллак, полихромвинил, полупроводник, биомасса) пополнило видовое разнообразие документов, способных нести звуковую речь, музыку, движущееся и объемное изображение. Были созданы грампластинки, магнитные пленки, фотои кинопленки, магнитные и оптические диски — материальные носители такой информации, которая не может быть зафиксирована на бумаге.

К полимерно-пленочным документам относятся: кинодокументы (кино-, диа-, видеофильм), фотодокументы (диапозитив, микрофильм, микрокарта, микрофиша), фонодокументы (магнитные фонограммы для записи изображения и звука), документы для использования в ЭВМ (перфоленты).

Группу полимерно-пластиночных документов составляют: гибкий магнитный диск, магнитная карта, гибкая и жесткая грампластинка, оптический диск — как жесткий, так и мягкий.

Передача документированной информации во времени и пространстве непосредственно связана с физическими характеристиками её материального носителя. Документы, будучи массовым общественным продуктом, отличаются сравнительно низкой долговечностью. Во время своего функционирования в оперативной среде и особенно при хранении они подвергаются многочисленным негативным воздействиям, вследствие перепадов температуры, влажности, под влиянием света, биологических процессов и т. д.

Поэтому не случайно проблема долговечности материальных носителей информации во все времена привлекала внимание участников процесса документирования. Уже в древности наблюдается стремление зафиксировать наиболее важную информацию на таких сравнительно долговечных материалах, как камень, металл.

В процессе документирования наблюдалось стремление использовать качественные, стойкие краски, чернила.

Однако, решая проблему долговечности, человек сразу же вынужден был заниматься и другой проблемой, заключавшейся в том, что долговечные носители информации были, как правило, и более дорогостоящими. Поэтому постоянно приходилось искать оптимальное соотношение между долговечностью материального носителя информации и его стоимостью. Эта проблема до сих пор остаётся весьма важной и актуальной.

Наиболее распространённый в настоящее время материальный носитель документированной информации — бумага — обладает относительной дешевизной, доступностью, удовлетворяет необходимым требованиям по своему качеству и т. д. Однако в то же время бумага является горючим материалом, боится излишней влажности, плесени, солнечных лучей, нуждается в определённых санитарно-биологических условиях. Использование недостаточно качественных чернил, краски приводят к постепенному угасанию текста на бумаге.

В конце 20-го века с развитием компьютерных технологий и использованием принтеров для вывода информации на бумажный носитель вновь возникла проблема долговечности бумажных документов. Дело в том, что многие современные распечатки текстов на принтерах водорастворимы и выцветают. Более долговечные краски, в частности, для струйных принтеров, естественно, являются и более дорогими, а значит — менее доступными для массового потребителя. Материальные носители документированной информации требуют, таким образом, соответствующих условий для их хранения.

Таким образом, под материальной составляющей документа имеют в виду: 1) материальную основу документа; 2) форму носителя информации и 3) способ документирования или записи информации.

Носители информации самым тесным образом связаны не только со способами и средствами документирования, но и с развитием технической мысли. Отсюда — непрерывная эволюция типов и видов материальных носителей.

2. Форма материального носителя электронной информации

Научно-технический прогресс привел к появлению так называемой электронной документации. Ее специфика заключается в том, что человек не может воспринять электронный документ в том физическом виде, в каком он зафиксирован на носителе.

Кроме того, электронные документы находятся в прямой зависимости от информационных технологий, которые имеют необратимую тенденцию изменяться и устаревать по мере научно-технического прогресса в области техники и программного обеспечения. В этой связи велика опасность утраты доступа к таким документам через определенный промежуток времени.

Несмотря на массовое использование в литературе и практической деятельности термина «электронный документ», его определение еще не устоялось. Вместе с тем, ряд авторов считают, что электронный документ — это «документ, носителем которого является электронная среда — магнитный диск, магнитная лента, компакт-диск и т. д.»

В понятии электронного документа можно выделить три известные составляющие: зафиксированная информация, носитель, идентификационные реквизиты, что не выходит за рамки существующего определения документа.

К сожалению, в отличие от информации, зафиксированной на бумажном носителе, информация на машиночитаемом носителе может быть легко изменена без желания ее автора в результате несанкционированного доступа к ней постороннего лица, причем без всяких следов такого вмешательства.

Возникла проблема установления доказательственной силы машиночитаемого документа.

Классическая правовая трактовка термина документ (от лат. documentum — доказательство) связана с письменной формой хранения информации. Действительно, в традиционных бумажных документах реквизиты и содержание документа неразрывно связаны с материальным носителем документа.

В электронных же документах каждая из этих составляющих относительно самостоятельна, что обусловлено особенностями их изготовления, обработки, хранения и передачи. Эта особенность во многом определяет специфику правового статуса электронных документов.

В качестве юридических признаков документа на машинном носителе выступают:

· машинный носитель информации;

· компьютерная информация;

· реквизиты, позволяющие идентифицировать форму и содержание компьютерной информации.

Для категории электронного документа особое значение имеет четкое законодательное урегулирование его реквизитов, т. к. именно они придают информации на материальном носителе статус документа.

Технология изготовления, хранения и передачи электронных документов коренным образом отличается от письменных документов и уже в силу этого реквизиты, успешно выполняющие свои функции в традиционных документах (подпись руководителя, печать, банковские реквизиты сторон, фирменные бланки и пр.), далеко не всегда приемлемы для них. В отношении электронных документов только электронная цифровая подпись в полной мере может выполнять функции реквизита.

Распространение документированной информации, снабженной электронной цифровой подписью, в системах связи и телекоммуникации аналогично распространению оригинала документов на бумажном носителе традиционными способами.

Распространение же документированной информации на машиночитаемом носителе без электронной цифровой подписи или других аналогичных средств идентификации подобно передаче или устной информации, идентичность которой гипотетическому оригиналу может быть подтверждена показаниями свидетелей, или копии документа, по отношению к которой требуется возможными способами доказать соответствие ее оригиналу.

Таким образом, для управленческого документа существенным является носитель информации. Носители документной информации изменяются в ходе технического прогресса. С развитием новых информационных технологий появляются так называемые электронные документы, носители информации которых принципиально отличаются от «бумажных».

Человек способен воспринимать электронный документ только с помощью специальных технологических процедур и программных средств. Электронные документы имеют физическую и логическую структуру, не совпадающую с прежними представлениями о документе как жесткой, неизменяемой конструкции информации и ее носителя.

Перевод информации на машиночитаемые носители вместо бумажных потребовал введения новых механизмов обеспечения «юридической силы» или «доказательственной силы» документа на таком носителе, например, электронной цифровой подписи.

3. Классификация документов на современных материальных носителях

Информатизация общества, бурное развитие микрографии, компьютерной техники и проникновение ее во все сферы человеческой деятельности определили появление документов на небумажных носителях информации.

Эти документы в отличие от традиционных, т. е. бумажных, как правило, требуют для воспроизведения информации использования технических средств. К этой группе принадлежат документы в виде фильмов, микрофиш, звуковых магнитных записей, а также в виде дискретных носителей для компьютерного чтения (дисков, дискет) и т. п.

Носители информации на перфолентах, перфокартах, магнитных и оптических носителях, а также прочие документы, предназначенные для перевода на другую языковую систему, принято относить к группе матричных документов. Документы на эти носителях информации, как правило, не поддаются непосредственному восприятию, считыванию.

Информация хранится на машинных носителях, а часть документов создается и используется непосредственно в машиночитаемой форме.

По предназначенности для восприятия рассматриваемые документы относятся к машиночитаемым. Это документы, предназначенные для автоматического воспроизведения находящейся в них информации. Содержание таких документов полностью или частично выражено знаками (перфорация, матричная магнитная запись, матричное расположение знаков, цифр и т. п.), приспособленными для автоматического считывания. Информация записывается на перфорационных картах или лентах, магнитных лентах, картах, дискетах, специальных бланках и подобных носителях.

Документы на современных носителях информации относятся к классу технически-кодированных, содержащих запись, доступную для воспроизведения только с помощью технических средств, в том числе звуковоспроизводящей, проекционной аппаратуры или компьютера.

Из всего массива существующих документов рассматриваемая группа выделяется по способу записи и считывания информации. В соответствии с этим признаком документы на новейших носителях информации делят на:

· документы на перфорированных носителях информации (перфорированные документы), в состав которых входят перфокарты, перфоленты, апертурные карты;

· документы на магнитных носителях информации (магнитные документы), в состав которых входят магнитные ленты, магнитные карты, магнитные диски гибкие (дискеты) и жесткие, а также видеодиски;

· документы на оптических носителях информации (оптические документы), группу которых составляют микрографические документы (микрофильмы, микродиски, микрокарты) и оптические диски;

· документы на голографических носителях информации (голографические документы). К ним относят голограммы.

По характеру связи документов с технологическими процессами в автоматизированных системах различают:

· машинно-ориентированный документ, предназначенный для записи и считывания части содержащейся в нем информации средствами вычислительной техники (заполненные специальные формы бланков, анкет и т. п.);

· машиночитаемый документ, пригодный для автоматического считывания содержащейся в нем информации с помощью сканера (текстовые, графические и другие виды записи, почтовый индекс);

· документ на машиночитаемом носителе, созданный средствами вычислительной техники, записанный на машиночитаемый носитель: магнитную ленту (МЛ), магнитный диск (МД), дискету, оптический диск и т. п. — и оформленный в установленном порядке;

· документ-машинограмма (распечатка), созданный на бумажном носителе с помощью средств вычислительной техники и оформленный в установленном порядке;

· документ на экране дисплея, созданный средствами вычислительной техники, отраженный на экране дисплея (монитора) и оформленный в установленном порядке;

электронный документ, содержащий совокупность информации в памяти вычислительной машины, предназначенный для восприятия человеком с помощью соответствующих программных и аппаратных.

4. Характеристика материальных носителей информации и их развитие

Появление письменности стимулировало поиски и изобретение специальных материалов для письма. однако на первых порах человек использовал для этой цели наиболее доступные материалы, которые можно было без особых усилий найти в окружающей среде: пальмовые листья, раковины, древесную кору, черепаховые щитки, кости, камень, бамбук и т. д. к примеру, философские наставления Конфуция (середина 1 тыс. до н.э.) первоначально были записаны на бамбуковых дощечках. в Древней Греции и Риме, наряду с деревянными дощечками, покрытыми слоем воска, использовались также металлические (бронзовые либо свинцовые) таблицы, в Индии — медные пластины, а Древнем Китае — бронзовые вазы, шелк.

На территории Древней Руси писали на коре березы — бересте. К настоящему времени найдено свыше I тыс. берестяных грамот того времени, древнейшая из которых относится к первой половине XI века. археологи обнаружили даже миниатюрную берестяную книжечку из двенадцати страниц, в которой двойные листы сшиты по сгибу. Подготовка бересты к процессу записи была несложной. Предварительно ее кипятили, затем соскабливали внутренний слой коры и обрезали по краям. в результате получался материал основы документа в виде ленты или прямоугольника. Грамоты сворачивались в свиток. При этом текст оказывался с наружной стороны.

На бересте писали не только в Древней Руси, но и в Центральной и Северной Европе. Обнаружены берестяные грамоты на латыни. Известен случай, когда в 1594 г. 30 пудов бересты для письма было даже продано нашей страной в Персию.

Основным материалом для письма у народов Передней Азии первоначально являлась глина, из которой изготавливались слегка выпуклые плитки. После нанесения нужной информации (в виде клинообразных знаков) сырые глиняные плитки высушивались или обжигались, а затем помещались в специальные деревянные или глиняные ящики либо в своеобразные глиняные конверты.

Использование природных материалов для целей письма имело место и в более поздние времена. Например, в отдаленных уголках России даже в 18 веке иногда писали на бересте.

Исторически первым материалом, который специально изготовлялся для письма, был папирус. Его изобретение примерно в середине третьего тысячелетия до н.э. стало одним из важнейших достижений египетской культуры. Главными преимуществами папируса были компактность и легкость. Папирус производился из рыхлой сердцевины стеблей нильского тростника в виде тонких желтоватых листов, которые затем склеивали в полосы длиной в среднем до 10 м (их размеры достигали 40 и более м) и шириной до 30 см. Из-за большой ломкости запись на папирусе велась с одной стороны, и хранили ее в виде свитка.

Папирус использовался не только в Древнем Египте, но и в других странах Средиземноморья, причем в Западной Европе — вплоть до 20 века.

Другим материальным носителем растительного происхождения, была тапа. По преимуществу тапа использовалась в экваториальной зоне (в Центральной Америке, на Гавайских островах). Она изготавливалась из лыка, луба, в частности, бумажного шелковичного дерева. Лыко промывалось, очищалось от неровностей, а затем отбивалось молотком, разглаживалось и просушивалось. Самым известным материалом животного происхождения, специально изготавливавшемся для целей письма и получившим широкое распространение в эпоху древности и средневековья, был пергамент. В отличие от папируса, производившего только в Египте, пергамент можно было получить в любой стране, так как изготавливался он из шкур животных путем очистки, промывки, просушки, растяжки с последующей обработкой мелом и пемзой. В нашей стране пергамент тали изготовлять только в 15 веке, а до этого его привозили из-за границы.

на пергаменте можно было писать с обеих сторон. Он был гораздо прочнее и долговечнее папируса. Однако пергамент являлся весьма дорогим материалом. Этот существенный недостаток пергамента удалось преодолеть лишь в результате появления бумаги.

Бумага (от итал. «» — хлопок) была изобретена в Китае во 2 веке до н.э. В 105 г. китаец Цай Лунь усовершенствовал процесс ее изготовления, предложив использовать в качестве сырья молодые побеги бамбука, кору тутовых деревьев, ивы, а также пеньку и тряпье.

Лишь в начале 7 века секрет изготовления бумаги стал известен в Корее и Японии, затем и в других странах Востока, а в XII веке — и в Европе.

На Руси использование этого материала для письма началось в XIV веке. Первоначально бумага была привозной, однако в период правление Ивана IV в России была построена первая «бумажная мельница» около Москвы, которая просуществовала малое количество времени. Но уже в XVII столетии в стране работало 5 бумагоделательных предприятий, а в XVIII веке — 52.

До середины XIX века практически вся европейская, в том числе и российская, бумага изготавливалась из льняного тряпья. Его промывали, проваривали с содой, едким натром или известью, сильно разбавляли водой и размалывали на особых мельницах. Затем жидкую массу черпали специальной прямоугольной формой с прикрепленной к ней сеткой из проволоки. После стекания воды на металлическом сите оставался тонкий слой бумажной массы. Полученные таким образом влажные бумажные листы укладывали между отрезами грубого сукна или войлока, с помощью пресса отжимали воду и просушивали.

Металлические нити сетки оставляли на бумаге, изготовленной ручным способом, следы, видимые на просвет, поскольку бумажная масса в местах ее соприкосновения с проволокой была менее плотной. Эти следы получили название филиграней или водяного знака.

К настоящему времени известно около 175 тыс. филиграней, сделанных в разное время на бумажных мельницах и мануфактурах. Водяные знаки являлись торговой маркой, а также одним из средств защиты от подделки документов.

Между тем бумажное производство совершенствовалось и постепенно механизировалась. В 1670 г. в Голландии был изобретен ролл — механизм для измельчения волокон. Французский химик Клод Луи Бертолле в 1789 г. предложил способ отбеливания тряпья хлором, способствующий улучшению качества бумаги. А в 1798 г. француз Н. Л. Роббер получил патент на изобретение бумагоделательной машины. В России первая такая машина была установлена в 1818 г. на Петергофской бумажной фабрике. В настоящее время принцип работы бумагоделательных машин остается тем же, что и сотни лет тому назад. Однако современные машины обладают гораздо большей производительностью.

Важнейшим шагом в развитии бумагоделательного производства стало изготовление бумаги из древесины начиная с 1845 г. Это открытие связано с именем саксонского ткача Ф. Келлера. Древесное сырье становится основным в бумажной промышленности.

В 20 веке продолжалось совершенствование бумажного носителя информации. С 1950;х гг. в производстве бумаги стали применяться полимерные пленки и синтетические волокна, в результате чего появилась принципиально новая, синтетическая бумага — бумага — пластикат. Она отличается повышенной механической прочностью, стойкостью к химическим воздействиям, термостойкостью, долговечностью, высокой эластичностью и некоторыми другими ценными качествами.

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980;х годов, всё более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации при помощи лазерного луча.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом.

Впервые оптический диск был разработан и продемонстрирован в 1979 г. фирмой Philips. Первая оптическая запись звуковых программ для бытовых целей осуществлена в 1982 г. фирмой Sony в лазерных проигрывателях на компакт — дисках, которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disk).

В середине 1980;х гг. были созданы компакт — диски с постоянной памятью — CD — ROM (Compact Disk — Read Only Memory). C 1995 г. стали использоваться перезаписываемые оптические компакт — диски: CD — R (CD Recordable) и CD — E (CD Erasable).

Оптический документ аккумулирует в себе преимущества различных способов записи информации и материалов носителя. Важным достоинством данного носителя информации является, во-первых, его универсальность, т. е. возможность записи и хранения в единой цифровой форме информации любого вида — звуковой, текстовой, графической, видео. Во-вторых, оптический документ дает возможность организации и хранения информации в виде баз данных на едином оптическом носителе. В-третьих, этот документ обеспечивает возможность создания интегрированных информационных сетей, обеспечивающих доступ к таким базам данных.

Оптический документ — это интегральный вид документа, способный вобрать в себя достоинства и возможности книги, видеофильмов, аудиозаписи одновременно. Он необходим для длительного хранения больших массивов информации.

Самым перспективным видом оптического документа, выделяемым по форме носителя и особенностям пользования, является оптический диск — материальный носитель, на котором информация записывается и считывается с помощью сфокусированного лазерного луча.

Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытым тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака, на котором обычно печатается этикетка.

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

1. Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM — Write — Once, Read — Many — один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ.

2. Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW, CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения.

3. Цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием, так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

Таким образом, внедрение оптической технологии в документно-информационную сферу может рассматриваться как начало новой эры в распространении, хранении, использовании документированной информации.

Классификация материальных носителей магнитной записи:

· геометрической форме и размерам (форма ленты, диска, карты и т. д.);

· по внутреннему строению носителей (два или несколько слоёв различных материалов);

· по способу магнитной записи (носители для продольной и перпендикулярной записи);

· по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи).

Самым первым носителем магнитной записи, на котором фиксировалась информация в аппаратах Поульсена на рубеже 19−20 вв., была стальная проволока диаметром до 1 мм. В начале 20 столетия для этих целей использовалась также стальная катаная лента. Однако качественные характеристики этих носителей были весьма низкими. Достаточно сказать, что для производства 14-часовой магнитной записи докладов на Международном конгрессе в Копенгагене в 1908 г. потребовалось 2500 км проволоки весом около 100 кг. Кроме того, в процессе использования проволоки и стальной ленты возникала трудноразрешимая проблема соединения отдельных их кусков. Стальной магнитный диск, первый патент на который был выдан еще в 1906 г., не получил тогда применения.

Лишь со второй половины 1920;х гг., когда была изобретена порошковая магнитная лента, началось широкомасштабное применение магнитной записи. Патент на технологию нанесения ферромагнитного порошка на пленку получил в 1928 г. Фриц Пфеймер в Германии. Первоначально магнитный порошок наносился на бумажную подложку, затем — на ацетилцеллюлозу, пока не началось применение в качестве подложки высокопрочного материала — полиэтилентерефталата (лавсна). Совершенствовалось также и качество магнитного порошка. Стали использоваться, в частности, порошки оксида железа с добавкой кобальта, оксида хрома, металлические магнитные порошки железа и его сплавов, что позволило в несколько раз увеличить плотность записи. На подложку рабочий слой наносится путем вакуумного напыления или электролитического осаждении в виде магнитного порошка, связующего вещества, растворителя, пластификатора и различных добавок.

Кроме гибкой основы рабочего магнитного слоя в ленте могут быть и дополнительные слои: защитный — на поверхности рабочего слоя и антифрикционный — на тыльной стороне ленты, с целью предохранения рабочего слоя от механического износа, повышения механической прочности ленты и для улучшения ее скольжения по поверхности магнитной головки. Антифрикционный слой снимает также электрические заряды, которые накапливаются на магнитной ленте. Промежуточный (подслой) между основой и рабочим слоем служит для улучшения сцепления рабочего и антифрикционного слоев с основой.

В отличие от носителей механической звукозаписи, магнитная лента пригодна для многократной записи информации. Число таких записей очень велико и ограничивается только механической прочностью самой магнитной ленты. Первые магнитофоны, появившиеся в 1930 — е гг., были катушечными. В них магнитная лента наматывалась на катушки.

В 1963 г. фирмой Philips была разработана кассетная запись, позволившая применять очень тонкие магнитные ленты. Их максимальная толщина составляет всего 20 мкм при ширине 3,81 мм. В кассетных магнитофонах обе катушки находятся в специальном компакт-кассете и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке. Запись на компакт-кассетах составляет обычно 60, 90 и 120 минут.

В конце 1970;х гг. появились микрокассеты размером 50*33*8 мм, т. е. величиной в спичечную коробку, для портативных диктофонов и телефонов с автоответчиками, а в середине 190-х гг. — пикокассеты — втрое меньше микрокассет.

С 1952 г. магнитная лента стала использоваться для хранения информации в электронно-вычислительных машинах. Преимуществом магнитной ленты является возможность осуществлять запись плотностью за счет того, что общая площадь поверхности магнитного слоя у ленты значительно выше, чем у остальных типов носителей, и ограничена только длинной ленты. Накопители на кассетной магнитной ленте — картриджи могут достигать емкости до 40 Гбайт.

В электронно-вычислительных машинах на первых порах использовались также магнитные барабаны.

С начала 1960;х гг. широкое применение, прежде всего в запоминающих устройствах ЭВМ, получили магнитные диски, в настоящее время они наиболее используемые в работе с документированной информацией.

Магнитный диск — носитель информации в виде диска с ферримагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жесткие и гибкие (дискеты).

Жесткий магнитный диск (винчестер) — это круглая плоская пластинка, изготовленная из твердого материала (металла), покрытого ферримагнитным слоем. Он предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики емкости, надежности и скорости доступа к информации. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристики диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз данных, организации многозадачного режима работы, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти.

Гибкий диск (флоппи-диск) или дискета — это диск, изготовленный из пластика, покрытого ферримагнитным слоем. Гибкий магнитный диск широко используется в персональных компьютерах и является сменным носителем документированной информации. Он хранится вне компьютера и устанавливается в накопитель по мере необходимости.

В настоящее время чаще всего используются дискеты емкостью 1,44 Мбайт. Они позволяют переносить документ и программы с одного компьютера на другой, хранить информацию, не используемую постоянно в компьютере, делать архивные копии информации, содержащейся на жестких дисках.

Широкое применение, прежде всего в банковских системах, нашли так называемые пластиковые карты, представляющие собой устройства для магнитного способа хранения информации и управления данными.

Пластиковая карта представляет собой документ, выполненный на основе металла, бумаги или пластика стандартной прямоугольной формы, хотя бы один из реквизитов которого находится в форме, доступной восприятию средствами электронно-вычислительной техники и электросвязи. Пластиковые карты бывают двух типов: простые и интеллектуальные. В простых картах имеется лишь магнитная память, позволяющая заносить данные и изменять их. В интеллектуальных картах, которые иногда называют смарт-картами (от англ. smart — умный), кроме памяти, встроен ещё и микропроцессор. Он даёт возможность производить необходимые расчёты и делает пластиковые карты многофункциональными.

Технологии и материальные носители магнитной записи постоянно совершенствуются. В частности, наблюдается тенденция к увеличению плотности записи информации на магнитных дисках при уменьшении его размеров и снижении среднего времени доступа к информации.

На перфорированном документе информация записана путем перфорирования (пробивки) отверстий (перфораций) или вырезки соответствующих участков материального носителя.

В зависимости от назначения документы на перфоносителях подразделяют на три типа:

1. для управления автоматическими устройствами при выполнении различных операций в процессе изготовления и контроля спроектированных изделий;

2. для управления, обработки, преобразования информации при проектировании изделий на ЭВМ;

3. для использования в процессе обработки и преобразования.

Запись информации на перфорированных документах может быть выполнена на непрерывной ленте или на карточках, представляющих собой как бы отрезки такой ленты, или на плоскости, на которой запись информации производится способом перфорирования. Поэтому по материальной конструкции носителя перфорированные документы делят на карточные (перфокарты, апертурные карты) и ленточные (перфоленты).

Перфокарты и перфоленты можно сгруппировать в виды по следующим признакам:

· каналу восприятия — перфокарты и перфоленты относятся к визуальным документам;

· материальной основе — искусственные, бумажные, реже пластмассовые (перфокарты) и целлулоидные или лавсановые (перфоленты);

· предназначенности для восприятия различают машиночитаемые (перфокарты машинной сортировки) и человекочитаемые (перфокарты ручной сортировки);

· расположению матрицы различают перфокарты с краевой и внутренней перфорацией;

· способу кодирования — вырезные с перфорацией, вырезаемой в процессе кодирования, и пробивные с перфорацией, получаемой при кодировании;

· способу обработки — перфокарты ручной и машинной сортировки;

по целевому назначению перфорированные документы могут быть разделены на учетные, справочные, библиографические, информационные, диагностические, учебные.

Перфорационная карта, перфокарта — это перфорированный носитель информации в виде прямоугольной карточки из тонкого картона, плотной бумаги или пластмассы, предназначенной для записи информации путем пробивки отверстий (перфораций) или вырезки ее соответствующих участков.

Перфокарты применяются, в основном, для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплексах. Существует большое число видов перфокарт, различающихся формой, размерами, объемом хранимой информации, формой и расположением отверстий.

Перфорационная лента, перфолента — носитель информации в виде ленты (бумажной, целлулоидной или лавсановой), на которую данные наносятся определенной последовательностью кодовых комбинаций отверстий. Каждая кодовая комбинация кодирует один знак и размещается на ленте перпендикулярно направлению ее движения.

Перфоленту можно использовать:

· при передаче или приеме телеграфных депеш;

· при работе на вычислительных машинах и другой организующей технике (пишущей, суммирующей, бухгалтерской, и т. д.), на специальных дешифраторах или в выходном устройстве ЭВМ;

· как запись информации научного и технического характера и т. д. на различных машинах и приспособлениях.

В XIX веке, в связи с изобретением технотронных способов и средств документирования, широкое распространение получили многие принципиально новые носители информации. Исторически первыми из них были фотографические носители, появившиеся в первой половине XIX века. Фотоматериалы представляют собой гибкие пленки, пластинки, бумаги, ткани. По существу это — сложные полимерные системы, состоящие, как правило, из следующих слоев: подложка (основа) толщиной около 0,06 мм (в случае, если используется полиэтилентерефталат), на которую наносится подслой (толщиной примерно 1 мкм), а также светочувствительный эмульсионный слой — желатина с равномерно распределенными в ней микрокристаллами галогенида серебра (на цветных фотопленках до 0,05 мм, на фотобумагах — до 0,012 мм) и противоореольный слой.

Цветные фотографические носители имеют более сложное строение, поскольку содержат также сине-, желто-, зелено-, красночувствительные слои. Впервые трехслойные цветные фотоматериалы были разработаны и выпущены в 1935 г. американской фирмой «Истмен Кодак». В дальнейшем совершенствование многослойных цветных материалов продолжалось. Важное значение имели разработки 1950;х гг., явившиеся одним из качественных скачков в истории фотографии, предопределив быстрое развитие и широкое распространение цветной фотографии.

В последние годы появились новые научные идеи, создающие основу для значительного роста светочувствительности материалов и доведения ее до светочувствительности человеческого глаза.

Помимо светочувствительности, важнейшими характеристиками фотографических материалов, в частности фотопленок, являются также зернистость, контрастность, цветочувствительность.

До недавних пор в научных и репродуктивных целях использовались также фотопластинки, где рабочий слой наносился на прозрачную стеклянную основу, которая не деформируется при химико-фотографической обработке и обеспечивает точную передачу изображения в позитиве.

Кинопленка является фотографическим материалом на гибкой прозрачной подложке, имеющей с одной или обоих краев отверстия — перфорации. Исторически первые светочувствительные ленточные носители были на бумажной основе. Использовавшаяся на первых порах нитратцеллюлозная лента представляла собой очень горючий материал. Однако уже в 1897 г. немецким ученым Вебером была изготовлена пленка с негорючей основой из триацетата целлюлозы, получившая широкое распространение, в том числе в отечественной киноиндустрии. Впоследствии подложка стала изготовляться из полиэтилентерефлата и других эластичных полимерных материалов. В нашей стране первые образцы кинопленки были изготовлены в 1919 г., а с 1930 г. началось ее промышленное производство.

По сравнении. с фотопленкой кинопленка обычно состоит из большого количества слоев. На подложку наносится подслой, который служит для закрепления светочувствительного слоя (или нескольких слоев) на основе. Кроме того, кинопленка обычно имеет противоореольный, противоскручивающий, а также защитный слой.

Кинопленки бывают черно-белые и цветные. Цветные кинопленки также представляют собой многокомпонентные полимерные системы.

Кинопленки делятся на:

· негативные;

· позитивные (для контактного и проекционного печатания);

· обращаемые (могут использоваться для получения негативов и позитивов);

· контратипные (для копирования, например, для массового изготовления фильмокопий);

· гидротипные;

· фонограммные (для фотографической записи звука).

Черно-белая фотографическая пленка шириной 16 и 35 мм выступает в качестве наиболее распространенного носителя для изготовления микрофильмов. Микрофильм представляет собой микроформу на рулонной светочувствительной пленке с последовательным расположением кадров в один или два ряда. Основными типами микрофильмов являются микрофильмы рулонные и в отрезке. Микрофильмы в отрезке — это часть рулонной пленки длинной не менее 230 мм, на которой размещается до нескольких десятков кадров.

К числу документов на микроформах относятся также микрокарты, микрофиши и ультрамикрофиши, являющиеся фактически плоскими форматными микрофильмами:

· микрокарта — документ в виде микроформы на непрозрачном форматном материале, полученный копированием на фотобумагу или микроофсетной печатью;

· микрофиша — лист прозрачной фотопленки формата 105*148 мм с последовательным расположением кадров в несколько рядов;

· ультрамикрофиша — микрофиша, содержащая копии изображений предметов с уменьшением более чем в 90 раз. К примеру, емкость ультрамикрофиши размером 75*125 мм составляет 936 страниц книжного формата.

Несмотря на широкое распространение в последние десятилетия цифрового фотои видеодокументирования, традиционные фотографические носители продолжают сохранять свою нишу на отечественном и зарубежном рынке материальных носителей информации, обеспечивая высокое качество при сравнительно низкой цене.

В массиве документов особое место занимают носители информации, содержащие одно или несколько микроизображений, получившие общее название микрографических документов или микроформ.

Микрографический документ выполняется на микроносителе микрокопии или оригинала документа. Этот класс документов составляют микрофильмы микрофиши и микрокарты.

Микрографические документы или микроформы производятся в компактной форме на фото -, кино -, магнитоленте или оптическом диске. Их отличительными особенностями являются малые физические размеры и вес, значительная информационная емкость, компактность хранения информации, необходимость специальной аппаратуры для ее считывания. Прогнозируемый срок службы микроформ — 500 и более лет.

Микрофильм — уменьшенная копия документа, полученная фотографическим способом. Он содержит одно или несколько текстовых и графических микроизображений, объединённых общностью содержания.

Микрофиша — плоская микроформа с расположением микроизображений в форме сетки. Микрофиша представляет собой отрезок фото -, диазоили везикулярной плёнки стандартного формата, на которой в заданной последовательности располагается микроизображение. Читать микрофишу можно на читальном аппарате при помощи диапроектора.

Микрокарта — носитель информации на фотопленке, вставляемый в апертурную или кляссерную карту. Это документ изготовленный на непрозрачной основе (на отрезке фотографической или обычной бумаги, а также на металлической основе). Читают микрокарту на читальных аппаратах при помощи эпипроектора (т.е. в отраженном свете). В микрокарте можно использовать и лицевую, и оборотную стороны, разместив на одной стороне поисковый образ документа, библиографическое описание, аннотацию или реферат документа, а на другой — микроизображение всего документа.

Один из самых современных и перспективных носителей информации — твердотельная флэш-память, представляющая собой микросхему на кремниевом кристалле. Это особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Название связано с огромной скоростью стирания микросхемы флэш-памяти.

Для хранения информации флэш-носители не требуют дополнительной энергии, которая необходима только для записи. Причем по сравнению с жесткими дисками и носителями CD — ROM для записи информации на флэш-носителях требуется в десятки раз меньше энергии, поскольку не нужно приводить в действие механические устройства, как раз и потребляющие большую часть энергии. Сохранение электрического заряда в ячейках флэш-памяти при отсутствии электрического питания обеспечивается с помощью так называемого плавающего затвора транзистора.

Носители на базе флэш-памяти могут хранит записанную информацию очень длительное время (от 20 до100 лет). Будучи упакованы в прочный жесткий пластиковый корпус, микросхемы флэш-памяти способны выдерживать значительные механические нагрузки (в 5−10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков). Надежность такого рода носителей обусловлена и тем, что они не содержат механически движущихся частей. В отличие от магнитных, оптических и магнитооптических носителей, здесь не требуется применение дисководов с использованием сложной прецизионной механики. Их отличает также бесшумная работа.

Кроме того, эти носители очень компактны. Уже первые карты CompactFlash (CF) имели размеры 43*36*3,3 мм. А вскоре появились один из самых маленьких устройств хранения информации — MultiMediaCard величиной всего лишь с почтовую марку и весом менее двух граммов.

Информацию на флэш-носителях можно изменять, т. е. перезаписывать. Помимо носителей с единственным циклом записи, существует флэш-память с количеством допустимых циклов записи / стирания до 10 000, а также от 10 000 до 1 000 000 циклов. Все эти типы принципиально не отличаются друг о друга. Отличия имеются лишь в архитектуре.

Несмотря на миниатюрные размеры, флэш-карты обладают большой емкостью памяти, составляющей многие сотни Мбайт. Они универсальны по своему применению, позволяя записывать и хранить любую цифровую информацию, в том числе музыкальную, видеои фотографическую.

Флэш-память исторически происходит от полупроводникового ROM (Read Only Memory) (или ПЗУ — постоянно запоминающее устройство). Технология флэш-памяти появилась около 20 лет назад, а промышленное производство началось с середины 1990;х гг. В 1997 г. флэш-карты впервые стали применяться в цифровых фотокамерах. Практически сразу же они вошли в разряд основных носителей информации, широкоиспользуемых в самых разных цифровых мультимидийных устройствах — в портативных компьютерах, в принтерах, цифровых диктофонах, сотовых телефонах, электронных часах, записных книжках, телевизорах, кондиционерах, микроволновых печах, стиральных машинах, МР3 — плеерах, игровых приставках, в цифровых фотои видеокамерах и т. д.

Флэш-карты являются одним из наиболее перспективных видов материальных носителей информации. Уже разработаны карты нового поколения — Secure Digital, обладающие криптографическими возможностями защиты информации и высокопрочным корпусом, существенно снижающим риск повреждения носителя статическим электричеством.

Выпущены кары емкостью 4 Гбайт. На них можно поместить около 4000 снимков высокого разрешения, или 1000 песен в формате МР3, или же полный DVD — фильм. Тем временем уже разработана флэш-карта емкостью 8 Гбайт.

Налажено производство так называемых неподвижных флэш-дисков (в действительности они имеют отличающуюся от диска форму) емкостью в сотни Мбайт, тоже представляющих собой мобильные устройства для хранения и транспортировки информации. К примеру, флэш-диск Canyon Flash Drive имеет размеры 63*15*8,1 мм, а вес всего лишь 8 г. Эти носители легко подключаются к компьютеру.

Таким образом, совершенствование технологии флэш-памяти идет в направлении увеличения емкости, надежности, компактности, многофункциональности носителей, а также снижения их стоимости.

Объемное изображение информации в настоящее время записывается на голографических носителях. Для голографической съемки используются специальные пластинки или пленки. Они позволяют уплотнить информацию на материальном носителе. Так, на одной голограмме размером 101*126 мм можно разместить более тысячи микроголограмм диаметром всего лишь 102 мм, что соответствует нескольким тысячам страниц текста.

Качество голографического изображения зависит от разрешающей способности фотографического материала и определяется числом интерференционных линий, фиксируемых на 1 мм. Дело в том, что длина световой волны очень мала, следовательно, расстояние между интерференционными максимумами тоже невелико и достигает всего лишь 1 мкм. Отсюда, чем больше число интерференционных линий, тем выше качество изображения. Поэтому для фиксации информации в голографии используются мелкозернистые фотоэмульсии, обладающие высоким разрешением (1000 линий на 1 мм и более).

В настоящее время ведутся поиски беззернистых фотоматериалов, способных записывать непрерывное распределение яркости интерференционной картины, в отличие от дискретного, которое дат зернистые фотографические эмульсии, представляющие собой взвесь светочувствительных зерен.

5. Влияние типа носителя информации на долговечность, стоимость и емкость документа

Передача информации во времени и пространстве непосредственно связана с характеристиками ее материального носителя. Не случайно проблема долговечности материальных носителей информации во все времена привлекала внимание участников процесса документирования. Уже в древности наблюдается стремление зафиксировать наиболее важную информацию на долговечных материалах, как камень, металл.

В процессе фиксирования информации наблюдалось стремление использовать качественные краски, стойкие чернила. Во многом благодаря этому до нас дошли многие важные текстовые исторические памятники. И, наоборот, использование недолговечных материальных носителей привели к безвозвратной утрате большинства документов далекого прошлого.

Однако, решая проблему долговечности, практически сразу же появилась проблема, заключавшаяся в том, что долговечные носители информации были, как правило, более дорогостоящими. Поэтому постоянно приходилось искать оптимальное соотношение между долговечностью материального носителя информации и его стоимостью. Эта проблема до сих пор остается весьма важной и актуальной.

Наиболее распространенный в настоящее время материальный носитель информации — бумага. Она обладает относительной дешевизной, доступностью. Однако в то же время бумага является очень недолговечным материалом, который может подвергаться различным воздействиям.

До середины 19 века бумага изготавливалась из тряпичного сырья, содержала длинноволокнистый материал с большим содержанием чистой клетчатки, обеспечивавшей ей высокую механическую прочность и долговечность. В середине 19 столетия, по мнению специалистов, наступил первый кризисный период в истории бумажного документа. Он был связан с переходом к изготовлению бумаги из древесины, с применением химических процессов обработки волокна, с использованием синтетических красителей, с широким распространением машинописи и средств копирования.

В результате долговечность бумажного документа сократилась с тысяч до двухсот — трехсот лет. Особенно недолговечны документы, изготовленные на бумаге низких по качеству видов и сортов.

Таким образом, обнаружилась определенная закономерность: усовершенствование технологии бумажного производства сопровождается снижением долговечности выпускаемых видов бумаги. Между прочим, ни один вид бумаги не смог превзойти долговечность папируса. Возраст папирусных свитков, хранящихся в настоящее время в библиотеках, музеях ряда стран, составляет несколько тысячелетий.

В конце 20 века с развитием компьютерных технологий и использованием принтеров для вывода информации на бумажный носитель вновь возникла проблема долговечности бумажных документов. Она обусловлена такими факторами как химическая стабильность краски, водостойкость, стойкость к физико-механическим воздействиям, вызывающим стирание, осыпание и другие дефекты.