§ 6. Хранение информации

Определения и обозначения

Хранение информации — сохранение сведений на некоторое время для последующего использования. Это позволяет вернуться к сообщению тогда, когда оно понадобится, а не получать его заново. Сохранённые сведения могут понадобиться человеку или программе.

Носитель информации — объект или среда, на которых зафиксирована информация. Например, записи можно сохранить на бумаге, а данные компьютера — в памяти накопителя. Понятие носителя помогает понять, где именно находятся сведения.

Запоминающее устройство — техническое устройство, предназначенное для записи, хранения и чтения информации. К нему относятся, например, накопители компьютера и флеш-накопители. Оно нужно, чтобы пользователь и компьютер могли сохранять данные и обращаться к ним.

Информационная ёмкость — максимальный объём информации, который можно сохранить на носителе или устройстве. Её обычно выражают в байтах и более крупных единицах. Зная ёмкость, можно оценить, поместятся ли нужные файлы.

Как это устроено

Чтобы информация сохранилась, она должна изменить физическое состояние какого-либо материального носителя. На бумаге это могут быть следы чернил, а в электронном устройстве — состояния ячеек памяти. Если бы состояние носителя не менялось, его нельзя было бы использовать для фиксации сведений. Поэтому хранение всегда связано с материальным объектом или средой.

Запись, хранение и чтение — разные операции, но они составляют единый процесс. При записи устройство преобразует данные и фиксирует их на носителе; при хранении состояние носителя сохраняется. Во время чтения устройство распознаёт это состояние и восстанавливает данные в форме, понятной компьютеру или человеку. Без записи нечего сохранять, а без чтения сохранённые сведения нельзя использовать.

Компьютер представляет информацию двоичными кодами, состоящими из нулей и единиц. Электронным схемам проще надёжно различать два состояния, например сигнал есть или сигнала нет, чем множество похожих состояний. Эти состояния кодируют числа, текст, изображения и звук. Данные размещаются в ячейках памяти, чтобы устройство могло находить нужные фрагменты и обрабатывать их.

Внутренние устройства хранения устанавливают в компьютер или другое цифровое устройство: они обеспечивают работу программ и сохранение файлов. Оперативная память нужна для быстрого доступа к данным во время работы, а накопители обычно хранят файлы дольше. Внешние устройства подключают при необходимости, поэтому их удобнее переносить между компьютерами. Однако скорость, ёмкость и назначение конкретных моделей различаются, так что слово «внешний» само по себе не означает, что устройство лучше или хуже.

Выбор носителя зависит от задачи, потому что его свойства приходится сопоставлять. Для большого архива важны ёмкость и цена хранения, для часто используемых файлов — скорость доступа, а для переноса данных — компактность. Надёжность тоже важна: неисправность или потеря устройства может лишить доступа к файлам. Поэтому для ценных сведений полезно не только выбрать подходящий носитель, но и сохранить дополнительные копии.

Сравнение основных носителей и устройств хранения информации

Значения в таблице примерные: ёмкость и скорость зависят от конкретной модели или сервиса. Сначала определите, какой объём и скорость нужны, затем сравните переносимость, стоимость и надёжность. Для важных файлов учитывайте, как будет создана резервная копия.

Разбор задач

Задача 1. Нужно хранить большой архив фотографий и выбрать подходящий носитель, учитывая объём, надёжность и стоимость. Сравним магнитный диск, твердотельный накопитель и облачную память. Для долгого хранения особенно важно не потерять единственную копию.

1. Оценим суммарный объём фотографий и оставим запас для новых снимков.
2. Сравним варианты: магнитный диск часто позволяет недорого хранить большой архив, твердотельный накопитель быстрее и устойчивее к ударам, а облако даёт доступ через интернет.
3. Проверим надёжность: у любого устройства возможны поломка, потеря или отказ сервиса. Поэтому создадим ещё одну копию архива на отдельном носителе либо в другом месте.
4. Выберем основной вариант по бюджету и нужной ёмкости, а для защиты данных добавим резервную копию.

Ответ: для большого архива при ограниченном бюджете подойдёт магнитный диск с запасом ёмкости, но важные фотографии следует продублировать. Если важнее скорость и устойчивость к ударам, можно выбрать твердотельный накопитель, учитывая его стоимость.

Задача 2. На носитель ёмкостью 8 Гбайт нужно записать файлы размером 500 Мбайт каждый. Сколько файлов поместится, если использовать школьное соотношение 1 Гбайт = 1024 Мбайт? Сначала переведём величины в одни единицы, иначе деление даст неверный результат.

1. Переведём ёмкость: 8 × 1024 = 8192 Мбайт.
2. Разделим общий объём на размер одного файла: 8192 ÷ 500 = 16,384.
3. Файл нельзя записать частично, поэтому округлим результат вниз до целого числа.

Ответ: поместятся 16 файлов. Останется 192 Мбайт, чего недостаточно для ещё одного файла; на практике свободного места может быть немного меньше из-за служебных данных.

Задача 3. На накопителе ёмкостью 4 Гбайт есть 2,5 Гбайт свободного места. Нужно записать файлы размером 900 Мбайт, 1,2 Гбайт и 700 Мбайт. Проверим, хватит ли свободного пространства, и найдём решение, если его окажется недостаточно.

1. Переведём объёмы в мегабайты: при 1 Гбайт = 1024 Мбайт это 900 Мбайт, 1228,8 Мбайт и 716,8 Мбайт.
2. Сложим размеры: 900 + 1228,8 + 716,8 = 2845,6 Мбайт. Свободные 2,5 Гбайт — это 2560 Мбайт.
3. Сравним значения: 2845,6 Мбайт больше 2560 Мбайт, поэтому все файлы вместе не поместятся.
4. Можно удалить ненужные файлы, перенести часть данных на другой носитель или выбрать накопитель с большей ёмкостью. Сжатие поможет только в том случае, если данные удастся уменьшить достаточно сильно.

Ответ: файлам не хватает 285,6 Мбайт. Нужно освободить это место с небольшим запасом или перенести часть файлов.

Типичные ошибки

Считать носителем само устройство — ошибка: устройство организует запись и чтение, а носителем является память или среда, где закреплены данные. Так путают, потому что в быту флеш-накопитель часто называют одним словом. Проверь себя вопросом: где именно физически сохраняется информация?

Информационную ёмкость иногда принимают за объём свободного места. Но ёмкость показывает максимум, а часть пространства уже может быть занята файлами и служебными данными. Перед копированием проверь свободное место в свойствах накопителя, а не только его общий размер.

Нельзя складывать или сравнивать объёмы в разных единицах без перевода. Например, число гигабайтов нельзя напрямую вычесть из числа мегабайтов. Сначала приведи все значения к одной единице и проверь, что используешь одинаковое соотношение между ними.

Ошибочно считать, что один носитель лучше остальных по всем характеристикам. Быстрое устройство может быть дороже, а большая ёмкость не гарантирует удобного переноса или надёжного хранения. Сверь выбор с задачей: какие объём, скорость, стоимость и защита данных действительно нужны?

Связь с другими темами

Для понимания хранения нужно знать, что такое информация и сообщение, как работает двоичное кодирование, а также что обозначают бит и байт. Эти понятия помогают объяснить, как компьютер превращает сведения в коды и измеряет их объём. При изучении файлов и файловой системы станет понятно, как данные получают имена и размещаются в папках. Знания о носителях пригодятся при выборе накопителя, резервном копировании и проверке свободного места на компьютере или другом цифровом устройстве.

Что запомнить

• Хранение информации — один из основных информационных процессов.
• Любая сохранённая информация должна быть записана на некотором носителе.
• Запоминающее устройство выполняет запись, хранение и чтение данных.
• Информационная ёмкость показывает, какой объём данных можно разместить на носителе.
• В компьютере информация хранится в двоичном виде.
• Носители различаются по ёмкости, скорости, надёжности, стоимости и переносимости.