НПК по информатике на тему "История хранения информации"

Районный конкурс исследовательских проектов по информатике и ИКТ «Ершовские чтения»  Секция История информатики История хранения информации Автор:  Кавун Виктория Ученица 5 В класса МБОУ СОШ № 122 Руководитель: Учитель информатики Бронова Елена Александровна Новосибирск 2017 2 АННОТАЦИЯ Название: “История хранения информации ” Автор проекта: Кавун Виктория  Класс: 5 Консультанты проекта: Бронова Елена Александровна, учитель информатики Название, номер учебного учреждения, где выполняется проект: МБОУ СОШ № 122, Калининского района, г. Новосибирска Предметная область: информатика Время работы над проектом: январь­апрель 2017 (краткосрочный) Цель проекта: изучение истории хранения информации.  Исходя из цели, в рамках работы были поставлены следующие задачи: 1. изучить литературу и источники по истории хранения информации; 2. разработать брошюру на тему "История хранения информации". Тип проекта (по виду деятельности): поисковый, исследовательский. Используемые технологии: мультимедиа  Область   применения   результата   проекта:   учебная   (применение   материалов   на уроках информатики), социальная (привлечение школьников к изучению информатики) Форма продукта проекта: брошюра Содержание: хранение информации в древности, хранение информации в прошлом и настоящем, шесть инновационных технологий памяти, разработка брошюры. Исследование: изучение истории хранения информации Результативность: проект используется в МБОУ СОШ № 122, рекомендуется к применению учащимся 5 класса общеобразовательных учреждений. 3 Оглавление ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................4 1. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ДРЕВНОСТИ............................................5 1.1 Хранение информации при помощи памяти и передачи потомкам..............................................5 1.2 Хранение информации при помощи символов...............................................................................5 1.3 Клинопись Месопатамии.................................................................................................................5 1.4 Египетские иероглифы....................................................................................................................7 2. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ПРОШЛОМ И НАСТОЯЩЕМ.....................7 2.1 Перфорированная бумажная лента.................................................................................................7 2.2 Перфокарты......................................................................................................................................8 2.3 Магнитная лента..............................................................................................................................8 2.4 Первые съемные диски....................................................................................................................8 2.5 Ленточные картриджи.....................................................................................................................9 2.6 Печать на бумаге..............................................................................................................................9 2.7 Дискеты............................................................................................................................................9 2.8 Компакт­кассеты..............................................................................................................................9 2.9 ROM­картриджи............................................................................................................................10 2.10 Оптический диск..........................................................................................................................10 2.11 Магнитооптические носители.....................................................................................................10 2.12 Iomega и Zip Drive........................................................................................................................11 2.13 Флоппиобразные­диски................................................................................................................11 2.14 Flash..............................................................................................................................................11 2.15 Винчестер Microdrive...................................................................................................................12 2.16 USB...............................................................................................................................................12 2.17 Переход в виртуальность.............................................................................................................12 3. ШЕСТЬ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПАМЯТИ............................13 3.1 Память на ДНК ..............................................................................................................................13 3.2 Молекулярная память ...................................................................................................................13 3.3 Спинтронная память......................................................................................................................13 3.4 Флешки на квантовых точках........................................................................................................14 3.5 Голографические диски ................................................................................................................15 3.6 Магниторезистивная память..........................................................................................................16 4. РАЗРАБОТКА БРОШЮРЫ "ИСТОРИЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ".......17 ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................18 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ..................19 4 ВВЕДЕНИЕ История человечества неразрывно связана с информацией. В те времена, когда люди ещё не умели читать и писать, они хранили информацию в памяти и передавали своим потомкам,   используя   сигналы,   жесты,   рисунки   и   звуки.   Позднее,   с   появлением письменности,   люди   стали   искать   удобный   и   долговечный   материал   для   сохранения   и передачи знаний.  В   обиходе   древних   жителей   появились   каменные   плиты,   глиняные   таблички, папирусные свитки, пальмовые и бамбуковые пластины, восковые таблички, берестяные грамоты,   пергаментные   книги­кодексы.   А   с   появлением   компьютеров   увеличилось количество информации, но и возможностей для её хранения и распространения стало больше. Появились так называемые цифровые носители информации: дискеты, CD­диски, DVD­диски, карты памяти (flash).  Сегодня   не   обязательно   хранить   информацию   в   памяти   своего   компьютера,   её можно разместить в Интернете, использовать в любой точке земного шара и передавать другим людям без особого труда. Для современного человека информация очень важна. И только по­настоящему грамотный человек знает, как сделать информацию полезной для себя и других. Целью работы является изучение истории хранения информации.  Исходя из цели, в рамках работы были поставлены следующие задачи: 1. изучить литературу и источники по истории хранения информации; 2. разработать брошюру на тему "История хранения информации". 5 1. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ДРЕВНОСТИ 1.1 Хранение информации при помощи памяти и передачи потомкам Когда человек рождается с первых секунд его жизни он изучает мир! Человек учится чему то новому и запоминает это и есть хранение информации при помощи памяти. А   когда   у   него   появляются   дети   человек   передаёт   весь   накопленный   опыт   им (археологические   находки   говорят,   что   самые   ранние   попытки   зафиксировать человеческую речь были сделаны приблизительно 5400 лет назад). 1.2 Хранение информации при помощи символов Примерно за 25 тыс. лет до н.э. древние люди начали использовать рисунки для хранения информации. Первыми «написанными» словами были рисунки, и эти рисунки представляли только то, что было нарисовано.  К примеру, изображение ноги символизировало ногу или ступню, рисунок солнца обозначал солнце и ничего больше! Но и эти пиктограмы (Пиктогр мма (от лат. pictus — аа нарисованный   и   греч.   μμ   letter   —   запись)   —   знак,   отображающий   важнейшие узнаваемые черты объекта, предмета или явления, на которые он указывает, чаще всего в γρά α схематическом виде) постепенно стали превращаться в идеограммы – рисунки, которые обозначали не только то, что было изображено, но и идеи, связанные с данным рисунком . Высеченное на камне солнце могло уже представлять такие понятия, как « день», «время», « тепло», « свет», «энергия»; а рисунок ноги – такие действия, связанные с этой частью тела, как « стоять», « прогуливаться» или « уходить». 1.3 Клинопись Месопатамии Самая первая система письма была изобретена шумерами, народ с высокоразвитой культурой ( им также приписывают изобретения плуга и повозок на колёсах), жившими в низовьях   рек   Тигр   и   Ефрат,   в   долине,   которую   называют   «колыбелью   цивилизации» (современный южный Ирак ) . Древнейшие письмена (записанные пиктограммами) найдены в Ниппуре, главном религиозном и политическом центре региона, на глиняных табличках, извлечённых с уровня, относящего к культурному слою 3400 года до нашей эры. 6 Полагают,   что   шумерские   священники   изобрели   это   письмо   для   подсчёта количества приношений в храм, описей имущества, торговых сделок, таких, как продажа земли   и   рабов   .   Первоначально   записи   представляли   собой   вертикальные   колонки различных   изображений   (пиктограммы   и   идеограмм)   ­   голов   человека   или   животных, других частей тела, птиц, волов, снопов ячменя . Знаки наносились заточенной палочкой на глиняные таблички, которые позднее обжигались . Но для письма на глине такой метод подходил плохо – палочка при движении делала комки, и пишущий пачкал свои руки . Чтобы   избежать   этого,   таблички   стали   поворачивать   на   90   градусов   и   писать   не вертикально, а горизонтально, как мы пишем и по сей день. Более   радикальное   изменение   в   письме   появилось   с   изобретением   способа вдавливания   заточенной   в   виде   клина   «печатки».   Это   письмо   получило   название «клинопись» . Изображения при помощи клинописи выглядело уже довольно абстрактно и в дальнейшем потеряло всякое внешнее сходство с объектами, которые обозначало . Большая   часть   знаков   являлась   логограммами   (то   есть   знак   обозначал   слово). Примерно 100­150 знаков использовалось для обозначения слогов, и примерно такое же количество обозначало слово. К тому же, чтобы избежать путаницы, 25 логограмм использовались в качестве определителей. Помещённые перед знаком, эти определители (не произносимые при речи) показывали   класс,   к   которому   относился   предмет,   описываемый   знаком.   Например, определитель   «дерево»   обозначал   предметы,   так   или   иначе   связанные   с   деревом.   В процессе развития письменности удалось уменьшить количество знаков с первоначальных 2000 знаков – изображений до 600 клинописей иероглифов (не беря в расчёт комбинации из знаков). Хотя клинопись выглядит сложной, она была довольно эффективным средством . Клинопись переняли аккадийцы, которые присвоили знакам значения своего языка ;так же поступили   вавилоняне,   а   позднее   –   ассирийцы,   которые   упростили   клинопись   и   стали размещать «клинья» только по вертикали и горизонтали. Такая система бала принята и за пределами Месопотамии, к примеру, в Эламе ( юго­западный Иран) и у хеттов Анатолии (азиатская часть Турции). На Ближнем Востоке эта система стала средством письменного общения 7 1.4 Египетские иероглифы Древние египтяне называли свою речь «речь Бога», поскольку верили, что Тот, бог мудрости с головой ибиса, дал им как язык, так и письменность, чтобы записывать речь. Когда   греки   вторглись   в   Египет   в   332   году   до   н.   э.,   они   называли   эти   символы «иероглифами» (в переводе с греческого «священные вырезанные». Иероглифы вырезались на стенах храмов и на колоннах, на статуях и гробницах. Так же их рисовали на кораблях и орудиях   труда,   а   так   же   использовали   для   составления   научных,   законодательных   и исторических документов . Неизвестно, где и как возникла эта вторая древняя письменность. Одни полагают, что она была заимствована у ранних шумерских письмен, поскольку появилась во времена Первой династии (3110­2884 года до н.э.) уже в довольно развитом виде. Первоначально использовались   примерно   700   иероглифов;   многие   из   них   имели   формы   человека   или животных, а также объектов природы и предметов, сделанных человеком. Однако довольно быстро прибавилось значительное число новых символов, и около 500 года до н.э. этих иероглифов насчитывалось уже несколько тысяч. Они писались и читались справа налево, реже   ­   слева   направо   или   сверху   вниз.   Направление   письма   показали   иероглифы, обозначающие живые существа – они всегда смотрели на начало надписи. Традиционно иероглифы делились на три группы: идеограммы; фонограммы; определители.  2. ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ПРОШЛОМ И НАСТОЯЩЕМ С  течением времени стали появляться все более и более продвинутые носители информации. Далее рассмотрим способы хранения информации за последние сто лет. 2.1 Перфорированная бумажная лента В большинстве ранних компьютеров использовалась бумажная лента, намотанная на бобины. Информация хранилась на ней в виде дырочек. Некоторые машины, такие как Colossus Mark 1 (1944),  работали с данными, которые вводились при помощи ленты в реальном   времени.   Более   поздние   компьютеры,   например,   Manchester   Mark   1   (1949), считывали   программы   с   ленты   и   для   последующего   выполнения   загружали   их   в примитивное подобие электронной памяти. Перфорированная лента использовалась для лет. записи протяжении тридцати данных чтения   и         на 8 2.2 Перфокарты История   перфокарт   уходит   корнями   в   самое   начало   XIX   века,   когда   они использовались   для   управления   ткацкими   станками.   В   1890   году   Герман   Холлерит применил  перфокарту для обработки  данных  переписи населения  в США. Именно он нашел компанию  (будущую  IBM),  которая использовала  такие карты в своих счетных машинах. В 1950­х годах IBM уже вовсю использовала в своих компьютерах перфокарты для   хранения   и   ввода   данных,   а   вскоре   этот   носитель   стали   применять   и   другие производители. Тогда были распространены 80­столбцовые карты, в которых для одного символа отводился отдельный столбец. Кто­то может удивиться, но в 2002 году IBM все еще   продолжала   разработки   в   области   технологии   перфокарт.   Правда,   в   XXI   веке компанию интересовали карточки размером с почтовую марку, способные хранить до 25 миллионов страниц информации. 2.3 Магнитная лента Вместе с выходом первого американского коммерческого компьютера UNIVAC I (1951)  в IT­индустрии  началась  эра магнитной  пленки. Первопроходцем, как водится, снова стала IBM, потом «подтянулись» другие. Магнитная лента наматывалась открытым способом на катушки и представляла собой очень тонкую полосу пластика, покрытого магнито­чувствительным   веществом.   Машины   записывали   и   считывали   данные   при помощи специальных магнитных головок, встроенных в привод бобин. Магнитная лента широко использовалась во многих моделях компьютеров (особенно мейнфреймах и мини­ компьютерах) вплоть до 1980­х, пока не изобрели ленточные картриджи. 2.4 Первые съемные диски В 1963 году IBM представила первый винчестер со съемным диском – IBM 1311. Он представлял собой набор взаимозаменяемых дисков. Каждый набор состоял из шести дисков   диаметром   14   дюймов,   вмещавших   до   2   Мб   информации.   В   1970­х   многие винчестеры,   к   примеру,   DEC   RK05,   поддерживали   такие   дисковые   наборы,   особенно часто   их   использовали   производители   миникомпьютеров   для   продажи   программного обеспечения 9 2.5 Ленточные картриджи В   1960­х   производители   компьютерного   железа   научились   помещать   рулоны магнитной   ленты   в   миниатюрные   пластиковые   картриджи.   От   своих   предшественниц, бобин, они отличались большим сроком жизни, портативностью и удобством. Наибольшее распространение они получили в 1970­е и 1980­е. Как и бобины, картриджи оказались очень   гибкими   носителями:   если   нужно   было   записать   очень   много   информации,   в картридж просто помещалось больше ленты. 2.6 Печать на бумаге В   1970­х   благодаря   относительно   низкой   стоимости   популярность   набирают персональные компьютеры. Однако существовавшие способы хранения данных  многим оказались   не   по   карману.   Один   из   первых   ПК,   MITS   Altair   поставлялся   и   вовсе   без носителей для записи информации. Пользователям предлагалось вводить программы при помощи   специальных   тумблеров   на   передней   панели.   Тогда,   на   заре   развития «персоналок»,   пользователям   нередко   приходилось   в   буквальном   смысле   вставлять   в компьютер   листки   с   написанными   от   руки   программами.   Позднее   программы   стали распространяться в печатном виде через бумажные журналы. 2.7 Дискеты В 1971 году на свете появилась первая дискета IBM. Она представляла собой покрытый магнитным веществом 8­дюймовый гибкий диск, помещенный в пластиковый корпус. Пользователи быстро поняли, что для загрузки данных в компьютер «флоппи­ диски»  быстрее,   дешевле  и   компактнее,   чем  стопки  перфокарт.   В  1976  году  один   из создателей первой дискеты, Алан Шугарт, предложил ее новый формат – 5,25­дюймов. В таком   размер   просуществовала   до   конца   1980­х,   пока   не   появились   3.5­дюймовые дискеты Sony. 2.8 Компакт­кассеты Компакт­кассета   была   изобретена   компанией   Philips,   которая   догадалась помесить  две небольшие катушки магнитной пленки в пластиковый  корпус. Именно в таком формате в 1960­х годах делались аудиозаписи. HP использовала такие кассеты в своем   десктопе   HP   9830   (1972),   но   по   началу   такие   кассеты   в   качестве   носителей цифровой   информации   особой   популярностью   не   пользовались.   Потом   искатели недорогих носителей данных все же обернули свой взор в сторону кассет, которые с их легкой руки оставались востребованными до начала 1980­х. данные на них, кстати, можно 10 было загружать с обычного аудиоплеера. 2.9 ROM­картриджи ROM­картридж   –   это   плата,   состоящая   из   постоянного   запоминающего устройства (ROM) и коннектора, помещенных в твердую оболочку. Область применения картриджей  – компьютерные  игры  и программы.  Так, в  1976  году компания  Fairchild выпустила   ROM­картридж   для   записи   ПО   под   видеоприставку   Fairchild   Channel   F. Вскоре   под   использование   ROM­   картриджей   были   адаптированы   и   домашние компьютеры типа Atari 800 (1979) или TI­99/4 (1979). ROM­картриджи были просты в использовании, но относительно дороги, из­за чего, собственно, и «умерли». 2.10 Оптический диск Компакт­диск,   изначально   использовавшийся   как   носитель   цифровой аудиоинформации,   обязан   своим   рождением   совместному   проекту   Sony   и   Philips   и впервые появился на рынке в 1982 году. Цифровые данные хранятся на этом пластиковом носителе   в   виде   микроуглублений   на   его   зеркальной   поверхности,   а   считывается информация   при   помощи   лазерной   головки.   Оказалось,   что   цифровые   CD   как   нельзя лучше   подходят   для   хранения   компьютерных   данных,   и   вскоре   те   же   Sony   и   Philips доработали новинку. Так в 1985 году мир узнал о CD­ROMах. На   протяжении   последующих   25   лет   оптический   диск   претерпел   массу изменений,   его   эволюционная   цепочка   включает   DVD,   HD­DVD   и   Blu­ray.   Значимой вехой было появление в 1988 году CD­Recordable (CD­R), позволившего пользователям самостоятельно записывать данные на диск. В конце 1990­х оптические диски, наконец, подешевели, и окончательно отодвинули дискеты на задний план. 2.11 Магнитооптические носители Как   и   компакт­диски,   магнитооптические   диски   «читает»   лазер.   Однако   в отличие от обычных CD и CD­R большинство магнитооптических носителей позволяют многократно наносить и стирать данные. Это достигается посредством взаимодействия магнитного   процесса   и   лазера   при   записи   данных.   Первый   магнитооптический   диск входил   в   комплект   компьютера   NeXT   (1988   год,   фото   справа   внизу),   а   емкость   его составляла 256 Мб. Самый известный носитель этого типа – аудиодиск MiniDisc Sony (вверху  в  центре, 1992  год). Был у него и «собрат»  для хранения  цифровых  данных, 11 который назывался MD­DATA (слева вверху). Магнитооптические диски производятся до сих пор, однако из­за малой емкости и относительно высокой стоимости они перешли в разряд нишевых продуктов. 2.12 Iomega и Zip Drive Iomega   заявила   о   себе   на   рынке   носителей   информации   в   1980­х,   выпустив картриджи   с   магнитными   дисками   Bernoulli   Box,   емкостью   от   10   до   20   Мб.   Более поздняя   интерпретация   этой   технологии   воплотилась   в   так   называемом   носителе   Zip (1994 год), который вмещал до 100 Мб информации на недорогой 3,5­дюймовом диске. Формат   пришелся   по   душе   демократичной   ценой   и   хорошей   емкостью,   и   диски   Zip оставались на гребне популярности до конца 1990­х. Однако на уже появившиеся в то время CD­R можно было записать до 650 Мб, и когда их цена снизилась до нескольких центов за штуку, продажи Zip­дисков катастрофически упали. Iomega сделала попытку спасти технологию и разработала диски размером 250 и 750 Мб, однако CD­R к тому времени уже окончательно завоевали рынок. Так Zip стал историей. 2.13 Флоппиобразные­диски Первую супердискету выпустила компания Insight Peripherals в 1992 году. На 3,5­ дюймовом диске вмещалось 21 Мб информации. В отличие от других носителей, этот формат был совместим с более ранними традиционными приводами для 3,5­дюймовых дискет. Секрет высокой эффективности таких накопителей крылся в сочетании гибкого диска и оптики, то есть данные записывались в магнитной среде при помощи лазерной головки,   при   этом   обеспечивалась   более   точная   запись   и   больше   дорожек, соответственно, больше места. В конце 1990­х появились два новых формата – Imation LS­120 SuperDisk (120 Мб, справа внизу) и Sony HiFD (150 Мб, справа вверху). Новинки стали серьезными конкурентами Iomega Zip drive, однако в конечном итоге всех победил формат CD­R. 2.14 Flash  В   начале   1980­х   Toshiba   придумала   флеш­память   NAND,   однако   технология стала популярной только спустя десятилетие, вслед за появлением цифровых камер и PDA.   В   это   время   она   начинает   реализовываться   в   разных   формах   –   от   больших кредитных   карт   (предназначенных   для   использования   в   ранних   наладонниках)   до карточек CompactFlash, SmartMedia, Secure Digital, Memory Stick и xD Picture Card. Карты флеш­памяти удобны, прежде всего, тем, что в них нет подвижных частей. Кроме   этого,   они   экономичны,   прочны   и   относительно   недороги   при   постоянно увеличивающемся   объеме   памяти.   Первые   карточки   CF   вмещали   2   Мб,   сейчас   же   их 12 емкость достигает 128 Гб. 2.15 Винчестер Microdrive На   промослайде   IBM/Hitachi   изображен   крошечный   винчестер   Microdrive. Появился   он   в   2003   году   и   на   какое­то   время   завоевал   сердца   компьютерных пользователей.   Дебютировавший   в   2001   году   iPod   и   другие   медиа­плееры   оснащены похожими   устройствами   на   базе   вращающегося   диска,   однако   производители   быстро разочаровались в таком накопителе: слишком уж он хрупок, энергоемок и мал по объему. Так что этот формат уже почти «похоронен». 2.16 USB В 1998 году началась эпоха USB. Неоспоримое удобство USB­девайсов сделало их   практически   неотъемлемой   частью   жизни   всех   ПК­пользователей.   С   годами   они уменьшаются   в   физических   размерах,   но   становятся   все   более   емкими   и   дешевыми. Особенно популярны появившиеся в 2000 году «флешки», или USB thumb drives (от англ. thumb   –   «большой   палец»),   названные   так   за   свой   размер   –   с   человечески   палец. Благодаря   большой   емкости   и   маленькому   размеру   USB­накопители   стали,   пожалуй, самым лучшим носителем информации, придуманных человечеством. 2.17 Переход в виртуальность На протяжении последних пятнадцати лет локальные сети и интернет постепенно вытесняют портативные  носители информации  из жизни ПК­пользователей. Поскольку сегодня практически любой компьютер имеет выход в глобальную сеть, пользователям нечасто требуется переносить данные на внешние девайсы или переписывать на другой компьютер.   В   наше   время   за   перенос   информации   отвечают   провода   и   электронные сигналы.   Беспроводные   стандарты   Bluetooth   и   Wi­Fi   и   вовсе   делают   физические компьютерные соединения ненужными. 13 3. ШЕСТЬ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПАМЯТИ 3.1 Память на ДНК  Исследователи из Европейского института биоинформатики научились не только читать,   но   и   самостоятельно   синтезировать   молекулы   ДНК   с   записанной   на   них информацией. Ученые уже записали в свое биохранилище речь Мартина Лютера Кинга, сонеты Шекспира и прочую полезную информацию. Пока что перспективы этой технологии в   равной   степени   принадлежат   как   разделу   «IT»,   так   и   разделу   «Юмор».   Но   все   же потенциальная   дешевизна   средств   хранения   (а   ДНК   в   избытке   содержится   в   любой биомассе)   может   когда­нибудь   сыграть   свою   роль.   Ведь   ни   один   из   современных носителей не хранит информацию дольше нескольких веков.  3.2 Молекулярная память  В   качестве   ячейки   памяти   предполагается   использовать   одну   или   несколько молекул. Ноль или единицу в такую память можно написать, ориентировав молекулы в определенном направлении с помощью магнитного поля. Снижение размера ячейки памяти до   молекулярных   масштабов   несет   существенные   сложности,   в   частности,   отдельные молекулы слишком неустойчивы из­за теплового движения и всю схему приходится сильно охлаждать.  Совсем недавно ученые из MIT осуществили прорыв в этом вопросе, использовав искусственно сконструированные молекулы на основе графена. Впервые в серии подобных экспериментов   технология   работает   при   температуре   около   0°C.   Со   свойственным   им пренебрежением к бытовым условностям физики называют эту температуру комнатной. Скорее   всего,   это   направление   разработок   упрется   в   те   же   барьеры,   что   и магниторезистивная память, в конце концов улучшив характеристики последней.  Есть,   однако,   и   другая   возможность   –   использовать   не   магнитные   свойства молекулы,   а   фотохимические.   Некоторые   протеины   могут   изменять   свои   свойства   при воздействии света, в частности – лазерных лучей. Уже разработан механизм хранения и считывания данных, основанный на этом принципе. Время фотохимической трансформации одного белка – порядка 500 фемтосекунд, так что потенциально скорость работы подобной молекулярно­оптической памяти в несколько раз выше, чем у DRAM. Возможно, ученые задумаются о применении этой технологии в оптических компьютерах, раз уж те и так используют лазеры.  3.3 Спинтронная память Нет,   это   вовсе   не   запоминание   информации   посредством   спинного   мозга,   чем грешат некоторые студенты перед сессией. Речь идет о сохранении данных при помощи спинов.   Спин   –   это   квантовая   характеристика,   присущая   большинству   элементарных частиц и обуславливающая их магнитный момент. Спин нейтрона, протона или электрона может быть равен ½ или ­½. Получается полная аналогия с битом машинных данных. Для 14 создания   памяти – самой   миниатюрной   из   теоретически   возможных   – остается   сущая чепуха.   Надо   научиться   выставлять   спин   отдельных   частиц,   считывать   его   и   вдобавок сделать   так,   чтобы   он   не   менялся   сам   по   себе   из­за   теплового   движения   и   прочих эффектов.  Кое­какой прогресс в этой области имеется. При помощи эффекта гигантского магнетосопротивления можно создавать ток с определенной ориентацией спина, а также отфильтровывать электроны со спином, отличным от заданного. Впоследствии успешно прошедшие   такой   фильтр   электроны   можно   посчитать   при   помощи, например, электронного насоса на квантовых точках. Эксперименты с контролем спина отдельных частиц пока проходят при весьма экстремальных условиях. Нужна температура около абсолютного нуля и магнитное поле такой силы, что обладатели железных зубов в нем смогут летать, как птицы (сотрудники квантовых лабораторий к таковым обладателям обычно не относятся).  Разумным   компромиссом   между   стремлением   к   предельной   миниатюризации   и усложнением оборудования может быть работа с кластерами атомов как более устойчивой единицей. Спиновая ячейка памяти на 12­ти атомах от IBM относится  именно к таким полумерам. Тем не менее какого­то реального продукта здесь ждать еще долго – но тем шире поле для мечтателей. 3.4 Флешки на квантовых точках Флеш­память на квантовых точках, о которых Slon уже писал раньше, призвана решить две основные проблемы флешек – низкую стабильность данных и продолжительное время   записи.   Ячейка   памяти   обыкновенной   флешки   представляет   собой   «клетку»   из диоксида кремния (фактически это горный хрусталь, так что аллюзия выходит довольно романтичной),   внутри   которой   томится   взаперти   электронный   заряд.   Из­за   квантовых эффектов заряд способен просачиваться через тонкую стенку своей хрустальной темницы, причем как внутрь, так и наружу. В начале прошлого века такие же фокусы проделывал американский   иллюзионист   Гарри   Гудини.   В   отличие   от   последнего,   стимулом   для электронов служат не слава и деньги, а небольшое вспомогательное напряжение.  Со   временем   тонкая   стенка   клетки   разрушается,   из­за   чего   заряд   начинает бесконтрольно утекать и флешка приходит в негодность. Здесь и пришла ученым в голову идея заменить «клетку» «ямой». А внутрь ямы посадить не проводник, а квантовые точки. 15 У ямы нет стенок, которые могли бы разрушиться, поэтому ее долговечность существенно выше. Второе отличие ямы от клетки в том, что в яму легко попасть (но выбраться из них одинаково сложно). Получаются  ячейки  памяти, в которые  легко записать  1 и сложно записать   0.  Это   экзотическое   свойство   может   приводить  к   тому,  что  ваша   флешка   на квантовых точках будет очень быстро записывать данные и относительно долго удалять. Или, наоборот, долго записывать и быстро удалять. Это как выберут инженеры. В любом случае   эта   технология   позволяет   существенно   обойти   традиционную   flash­память   в скорости записи и долговечности.  Некоторые   даже   считают,   что   возможности   тонкой   настройки   (можно   делать память   с   быстрой   перезаписью   и   малым   временем   жизни,   можно – наоборот) позволят соперничать с DRAM – оперативкой ПК. Однако сегодня скорость доступа на запись у flash против DRAM составляет десятки микросекунд против десятков наносекунд. Так что для подобного оптимизма вряд ли есть основания.  3.5 Голографические диски  Технология  голографической  записи  стала  известна  с 1970­х  годов  и  сразу же запала в душу режиссерам фильмов жанра Sci­Fi. В реальной жизни мы встречаем ее куда реже. Запись голограммы производится за счет комбинации двух лазерных лучей, один из которых несет информацию, а другой является вспомогательным, в научной терминологии –   опорным.   Накладываясь   друг   на   друга,   световые   волны   лазеров   создают   сложную пространственную   картину   внутри   запоминающего   слоя,   который   обладает фотографической памятью – как карточка Polaroid, только объемная. Для восстановления  При голографической записи происходит то же самое, только не на поверхности воды,   а   в   пространстве.   Объемность   изображения   позволяет   записывать   на голографические носители в десятки и сотни раз больше информации, чем на лазерные и Blu­ray диски, у которых плоскость записи одна или две. Технических сложностей у такой технологии тоже больше. Основная – подбор надежного полимера для фотографического слоя, почти все они либо распадаются с течением времени, либо вступают в химические реакции. Несмотря   на   то,   что   поиск   устойчивого   полимера кажется ученым   решаемой задачей,   компания InPhase   Technologies,   уже   представившая   публике   прототип записывающего устройства, обанкротилась, так и не выпустив коммерческий продукт. 16 3.6 Магниторезистивная память На   этот   тип   памяти,   в   котором   хранение   информации   определяется намагниченностью отдельных элементов, крупнейшие производители микросхем возлагают большие надежды (и вкладывают в него большие деньги). Предположительно магнитная память, иначе MRAM, обгонит все используемые сегодня типы памяти. Она будет быстрее и стабильнее, чем flash, не потребует постоянного напряжения, как DRAM, и превзойдет SRAM в емкости.  Принцип   действия   похож   на   работу   жесткого   диска   –   направление намагниченности отдельной ячейки памяти меняет ее сопротивление. Это сопротивление несложно   измерить,   пропустив   через   ячейку   ток,   чтобы   таким   образом   прочесть записанные   данные.   Но   в   отличие   от   жесткого   диска,   доступ   к   ячейкам   MRAM производится не с помощью головки, а прямой подачей тока, что уменьшает время доступа примерно в миллион раз. Да­да, никакой ошибки нет, именно в миллион! В век квантовой электроники моторы жестких дисков – решение столько же элегантное и удобное, как посылка писем «Почтой России».  Хотя продажи чипов памяти MRAM уже ведутся, их скромные характеристики (максимум емкости коммерческого чипа – 64 Мб) не позволяют говорить о масштабном выходе   на   рынок.  Скорее   пока   это   довольно   экзотическое   устройство   с   ограниченным спектром   применения.   Но   учитывая интерес таких   компаний,   как   Toshiba   и   Samsung, прогресс обещает быть быстрым. 17 4. РАЗРАБОТКА БРОШЮРЫ "ИСТОРИЯ ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ" Microsoft   Publisher   –   приложение   для   создания   электронных   и   печатных публикаций. Программа входит в состав пакета Office, поэтому ее интерфейс аналогичен известным   вам Excel, Word и PowerPoint. Microsoft   Publisher   –   отличная   программа   для создания разных печатных изданий. В том числе с помощью нее можно создавать различные брошюры, бланки, визитки и т.п. Брошюра – это действенный способ представить информацию о проекте. 18 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Простор   для   разработки   новых   технологий   хранения   информации   практически неисчерпаем. Тем более проблема хранения колоссальных объемов сейчас стоит весьма остро, поэтому ученые с интересом занимаются поиском новых решений.  Я рассмотрела лишь крошечную часть всех существующих технологий хранения информации. Трудно представить, что же будет в дальнейшем при таком стремительном развитии высоких технологий.  Таким   образом,   я   выполнила   поставленные   мной   цель   и   задачи,   рассказав   и обобщив знания о истории хранения информации. К   числу   основных   отличительных   особенностей   работы   относится   наличие брошюры   с   небольшим   и   доступным   для   понимания   текстом,   а   также   красочными изображениями.   Она   поможет   учащимся   в   доступной   форме   узнать   историю   хранения информации. Созданный мной проект рекомендуется к применению преподавателям и учащимся общеобразовательный учреждений. 19 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ Современные информационные технологии и сети. Юнита 2. – М.: Современный 1. гуманитарный университет, 2001. с. 15. 2. 3. Гук. М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. – СПб: Питер, 2001. с. 521. Угринович Н. Информатика и информационные технологии. — М.: БИНОМ, 2001. с. 91­98. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия ПК. – М.: Проспект, 2003. с. 617. Батыгов М., Денисов О. Накопители на жестких магнитных дисках. М., 2001. с. 48. Альянах И. Н. Внешние запоминающие устройства. М, 1991. с. 74. Симонов С. Семь тысяч двести // Компьютера. – 1999. ­ №32. с. 17. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. М., 2003. с. 265. Бирюков В. Прибавь обороты // Компьютера.­ 2004. ­ №5. с. 28. 10. Тишин А.М. Память современных компьютеров. – М.: Московский государственный университет им. Ломоносова, 2001. с. 116­120. 11. Тишин А.М. Память современных компьютеров. – М.: Московский государственный университет им. Ломоносова, 2001. с. 120­121. 12. http://www.cnews.ru/news/top/2016­02­ 16_najden_sposob_hranit_tsifrovye_dannye_milliardy 13. http://24gadget.ru/1161051782­istoriya­nakopiteley.html https://republic.ru/future/chto_budet_posle_fleshki_6_innovatsionnykh_tekhnologiy_pam 14. yati­884070.xhtml?page=2#pager