Способы хранения движущихся изображений

Классическим 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.

ЖМД (накопитель на жестких магнитных дисках). Внешний 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, можно увидеть 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 ферримагнитным слоем. Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски.

Несмотря на достоинства  магнитных лент, в качестве сменных  носителей в последние годы широкое  распространение получили внешние устройства памяти – оптические диски.

На начальном этапе  это были CD. Однако в дальнейшем их сравнительно быстро сменили DVD, которые  отличаются от обычных CD-ROM, CD-R, CD-RW большей  информационной емкостью. Здесь следует  напомнить, что DVD (Digital Versatile Disk - цифровой универсальный диск) поддерживает современный стандарт хранения информации на оптических дисках, запись данных на которые осуществляется с помощью лазерного луча.

Существуют разные варианты дисков DVD. Однако для хранения видеоинформации нашли широкое распространение диски диаметра 8 см стандартов DVD-R (однократная запись) и DVD-RW (многократная запись). Данные диски могут как односторонними, так и двухсторонними. В последнем случае информационная емкость удваивается, поскольку появляется возможность записывать информацию на обеих сторонах.

Односторонние диски DVD-R/-RW диаметра 8 см обладают емкостью 1,4 Гбайт, а двухсторонние — 2,8 Гбайт. Конкретные численные оценки времени записи/воспроизведения зависят от режимов записи, основной характеристикой которых являются скорость передачи данных — битрейт (bitrate). Этот же параметр зависит от используемых алгоритмов сжатия записываемой видеоинформации. При этом чем выше коэффициент сжатия, тем больше время записи/воспроизведения на один диск.

BD (Blu-ray - англ. blue ray — синий луч и disc — диск) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения видеоинформации высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA.В новой технологии появились кардинальные изменения в логической структуре диска, стоимости и других параметрах. Длина волны синего лазера укоротилась до 405 нм, что позволило позиционировать луч намного точнее, а следовательно, и размещать данные на диске с большей плотностью. Более короткая длина волны сине-фиолетового лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD.BD является продуктом нового поколения, наиболее прогрессивным, отвечающим "требованиям нашего времени", чем CD и DVD.

К бесспорным достоинствам оптических дисков относится то, что  после окончания записи данный носитель можно сразу установить в оптический дисковод настольного компьютера или ноутбука.

При всех достоинствах перечисленных  выше носителей работа с ними требует  механизмов, в конструкции которых  используются движущиеся элементы.

Специфика данных механизмов требует прецизионного исполнения и нередко трудоемкой настройки их компонентов. Это сказывается на цене конечных изделий, ресурс работы которых ограничивается большим количеством непрерывно движущихся элементов. И в дополнение к этому списку недостатков необходимо отметить, что работа таких механизмов сопровождается сравнительно высоким расходом энергии.

Прорыв возможен только заменой  информационных носителей на такие  типы, которые в своей работе не требуют движущихся частей. В качестве таких носителей могут выступать  элементы памяти.

К сожалению, традиционная полупроводниковая  память, используемая в компьютерах, на эту роль не годится в виду высокого соотношения цены и емкости. Вдобавок ей не хватает компактности. И такая память является энергозависимой. Это означает, что информация разрушается при выключении электропитания. Данное обстоятельство делает практически невозможным сменные носители, созданные на основе традиционных элементов.

Кроме сменных носителей, в многочисленных изделиях, рассчитанных на запись и воспроизведение видеоинформации, используются и внешние накопители на жестких магнитных дисках (HDD). Исходя из стремления к минимизации размеров видеоустройств, в их конструкции применяются комплектующие компактных форм-факторов. К ним относятся накопители с магнитными дисками диаметром 1, 1,8, 2,5 дюймов.

Емкость серийных HDD с дисками  диаметром 1 дюйм, выпускаемых миллионными  тиражами, составляет в настоящее  время 5 Гбайт. Но объявлены модели, емкость которых достигает 10 Гбайт.

Информационная емкость  массовых HDD с 2,5-дюймовыми дисками  достигла 160 Гбайт. Существуют накопители с дисками 1,8 дюймов. Указанные накопители используются в качестве новейших носителей информации, обеспечивающих как значительную емкость, так и быстрый доступ к видеоинформации.

Магнитно-оптический диск — внешний носитель информации, сочетающий свойства оптических и магнитных накопителей. В последнее время все более широкое признание получает магнитооптическая технология, которая использует магнитные и оптические механизмы записи и чтения; все чаще магнитооптические накопители используются для хранения больших объемов информации.

Карточки флэш-памяти – 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.

Они энергонезависимы, компактны  и в отличие от кассет с магнитной  лентой и оптических дисков не требуют  для своего функционирования механизмов с движущимися элементами. В дополнение к этому емкость серийных карточек флэш-памяти в настоящее время достигает уже 4 Гбайт, что пока меньше 14 Гбайт кассет MiniDV 60, но превышает 2,8 Гбайт двухсторонних 8 см оптических дисков DVD-R/-RW.

В настоящее время существует несколько типов карточек флэш-памяти, отличающихся как конструктивом, так  и стандартами подключения (интерфейсы). Однако самыми распространенными и популярными являются карточки SD (Secure Digital) и их более компактные модификации МiniSD.

Необходимо отметить, что  карточки SD и МiniSD выпускаются разными  производителями, имеют разную емкость  и разную скорость передачи данных.

Малые размеры карточек SD делают их перспективными носителями видеоинформации.

Интегральная характеристика скорости в последнее время приводится на карточке SD в виде коэффициентов кратности, например, 60х, 66х, 80х, 133х, 150х и т.п. Оптимальными в настоящее время можно считать карточки SD 1 Гбайт 80х, но, конечно, могут использоваться и другие.

Задание 2.

Протабулировать функцию  одной переменной на указанном диапазоне  с шагом и построить для  нее график.

Исходя из уравнения функции  и исходных данных, найдем значения y:

	y	x	a	b
Ряд 1	-0,45	-1,00	2,30	0,75
Ряд 2	-1,17	-0,80	2,30	0,75
Ряд 3	-1,26	-0,60	2,30	0,75
Ряд 4	-1,22	-0,40	2,30	0,75
Ряд 5	-1,13	-0,20	2,30	0,75
Ряд 6	-1,00	0,00	2,30	0,75
Ряд 7	-0,86	0,20	2,30	0,75
Ряд 8	-0,70	0,40	2,30	0,75
Ряд 9	-0,54	0,60	2,30	0,75
Ряд 10	-0,38	0,80	2,30	0,75
Ряд 11	-0,22	1,00	2,30	0,75

 

Построим график для каждого значения у:

Задание 3.

Протабулировать данную функцию  с выбором решения на указанном  диапазоне с соответствующим  шагом и построить график функции.

 

Исходя из уравнений функции  и других исходных данных, найдем значения y:

	y	x	a	b	c
Ряд 1	-2,20	1,00	1,80	-0,50	3,50
Ряд 2	0,78	1,25	1,80	-0,50	3,50
Ряд 3	0,66	1,50	1,80	-0,50	3,50
Ряд 4	0,56	1,75	1,80	-0,50	3,50
Ряд 5	0,46	2,00	1,80	-0,50	3,50

 

Построим график для каждого  значения у:

Задание 4.

Протабулировать функции  двух переменных и построить ее график.

 

Исходя из уравнений функции  и других исходных данных, найдем значения y:

	y	x	t	b
Ряд 1	-0,02	-1,00	1,00	2,20
Ряд 2	-0,01	-0,70	1,40	2,20
Ряд 3	0,05	-0,40	1,80	2,20
Ряд 4	0,33	-0,10	2,00	2,20
Ряд 5	1,31	0,20	1,00	2,20
Ряд 6	4,25	0,50	1,40	2,20
Ряд 7	12,22	0,80	1,80	2,20
Ряд 8	23,43	1,00	2,00	2,20

 

Построим график для каждого  значения у:

 

 

Заключение

В данной работе были рассмотрены  способы хранения видеоинформации  в зависимости от устройства.

 Также сделана расчетная  часть работы по средствам   программы Microsoft Excel - протабулирование  функций и построение для них графиков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной  литературы

1. Виталий Леонтьев "Новейшая энциклопедия компьютера",2009 г.;
2. Валерия Мельченко, Дмитрий Капитун "Оптимальный ПК, сборка, устройства, настройка",2003 г.;
3. Ефимова О., Морозов В., Шафрин Ю. – «Информатика и вычислительная техника» - М.: АБФ, 1998 – 655 с.;
4. Макарова Н.В. – «Информатика» - М.: Финансы и статистика, 2005 – 768 с.;
5. Фигурнов В.Э. – «IBM PC для пользователя. Краткий курс» - М.: ИНФРА-М, 1998. – 480 с.;
6. Симонович С.В. – «Информатика. Базовый курс.» - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004. — 640 с.
7. http://siriust.ru/info/digital_photo_flash/;
8. http://bog.pp.ru/hard/cdrom.html;
9. http://sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek12/lek_12.htm;
10. http://www.nestor.minsk.by/kg/1998/46/kg84620.htm.

 

¹ Современный толковый словарь русского языка Ефремовой Т.Ф.

 

² Материал из Викиучебника «Виды информации и её свойства» - http://ru.wikibooks.org/wiki/

Информатика  

19 января 2013 г.