На сьогоднішній день дуже широко досліджуються новітні методи збереження інформації, адже з безперервним розвитком науки з'являються можливості для розроблення зручніших, довговічніших та практичніших у застосуванні, збереженні та передачі даних матеріальних носіїв інформації. Щодо актуальності питання, варто зазначити, що сьогодні, як ніколи, наука допомагає людині робити своє життя зручнішим та комфортнішим, відтак зручнішим стає і використання сучасних носіїв інформації - USB-флеш-диски, CD-, DVD-дисків, microSD, голограм та ін. Людина має змогу зекономити місце на поличці, зберігаючи там лише декілька компакт-дисків, на яких може міститися ціла бібліотека. Але, звісно, не варто залишати поза увагою друковану книгу, яка з давнини слугує вірним та незмінним носієм різноманітної інформації. Хоча, необхідно зазначити, що сьогодні все частіше звучить поняття «електронна книга», тобто сукупність даних у пам'яті комп'ютера, або пристрій, спеціально призначений для читання текстів, збережених у цифровому виді . Дослідники вважають, що в час стрімкого розвитку науки і техніки, книга перетвориться саме в електронний документ, який можна буде відтворювати на персональних комп'ютерах, смартфонах та інших пристроях .

Наростаючий попит на збереження колосальної кількості цифрових даних підштовхнув академічних та промислових дослідників до пошуку нових технологій пам'яті. Група Каліфорнійського технологічного інституту відкрила, як вона стверджує, практичний шлях до створення стійких голограм, використання сучасної апаратури для кодування, зчитування та запису інформації на компакт-диски. Найбільшу активність у подібних дослідженнях виявляють американські вчені, такі як Ганс Куфал, Карстен Бюзі, Алі Адібі та Деметрі Псалтіс, які у журналі «Nature» повідомили про новий метод збереження повідомлення - голограму. Ця робота «є кроком у напрямі створення практичного голографічного запам'ятовуючого пристрою», - говорить Ганс Куфал з Альмаденського дослідного центру IBM, який працює в цій галузі [9]. Значними досягненнями у галузі дослідження магнітних дисків відзначилися такі вчені та науковці, як Верлань А.Ф., Широчин В.П., Євсеїв Г.А., Черемних С.В., Гиглавий А.В., Поляк Ю.Е. Ці та багато інших науковців працюють над новими пристроями та вдосконалюють уже наявні матеріальні носії інформації.

Об'єкт: матеріальна основа документа, як одна із двох невід'ємних складових документа.

Предмет дослідження: сучасні матеріальні носії документа. Голограма та оптичний диск, як новітні засоби збереження інформації.

Мета роботи: дослідити розвиток матеріальних носіїв документа, охарактеризувати сучасну матеріальну складову документа, як результат значного науково-технічного прогресу.

На основі об'єкта, предмета та мети поставлено такі завдання:

– вивчити історію розвитку природніх носіїв документа;

– здійснити характеристику штучних матеріальних об'єктів для фіксування інформації;

– здійснити аналіз оптичного диску, як носія інформації;

– охарактеризувати голограму, як новий вид матеріального носія документа;

– описати сучасний стан розвитку новітніх матеріалів, призначених для збереження інформації.

I розділ містить інформацію про історичні етапи розвитку матеріальних носіїв документа. Подається коротка характеристика природних та штучних носіїв інформації.

У II розділі йдеться про переваги використання новітніх методів зберігання інформації. Розглядаються особливості оптичного диску та нового типу збереження даних - голограми.

1. Історія розвитку матеріальних носіїв документа

1.1 Історія створення та розвитку природніх носіїв

Саме матеріальна складова документа визначає носій інформації - матеріальний об'єкт, спеціально створений людиною, посередництвом якого можна зберігати та передавати інформацію. Матеріальна основа документа (МОД) - сукупність матеріалів, що використовується для запису повідомлення (тексту, звуку, зображення) і складових носія інформації. В залежності від матеріальної основи документи поділяються на природні та штучні. Штучні в свою чергу поділяються на паперові документи та документи на непаперовій основі - полімерні документи (полімерно - плівкові та полімерно - пластикові).

В якості матеріальної основи документа спочатку використовувалися природні матеріали, котрі були під рукою: камінь, шкіра, кості, кераміка, глина, деревина, бамбук, пальма, береста. Пізніше почали створювати спеціальні матеріали, більш пригодні для фіксації інформації.

Вважається, що першими документами призначеними для зберігання та передачі інформації були шумерські глиняні таблички-бирки V-IV ст. до н.е. з назвами об'єктів та позначенням їх кількості, виконуючи облікові функції при зберіганні та транспортуванні товарів. Ці документи одночасно фіксували перші письмові знаки шумерів.

Справжнім переворотом в уявленні про розвиток історичних документів, особливо слов'янських було відкриття у Новгороді берестяних грамот. Як стало тепер очевидним, береста на Русі до винайдення паперу займала таке саме місце, як папірус у стародавньому Єгипті, навощені таблички у стародавньому Римі і т.д. Берестяні грамоти існували і в інших містах. Про це свідчить і берестяна грамота, знайдена при розкопках Смоленська. Загалом, природні матеріали не набули широкого вжитку як матеріальний носій інформації через непрактичність у використанні (об'єм, вага, складність в обробці матеріалу, тиражуванні). Відтак, технологія обробки болотяної тростини - папіура, що сягала висоти 5 метрів, була дуже складною і кропітливою, тривала декілька діб. Часто папірус досягав навіть 40 метрів і згортався у сувій.

Справжня революція в документуванні виникла в результаті винаходу паперу - універсального матеріального носія. Папір (лат. bambagia - бавовна) -багатокомпонентний матеріал, що в основному складається зі спеціально відібраних дрібних рослинних волокон тісно переплетених між собою, зв'язаних силами зчеплення різного виду та утворюючих тонкий лист.

Винайдення паперу, згідно першим згадкам, відноситься до 12 р. до н.е., а вже в 76р. папір застосовували для книг. Спосіб виготовлення паперу був відкритий у Китаї в 105 р. Цай Лунем. Він виготовив його з деревинного лубу, коноплі та ганчір'я. З часом, папір проникає в Японію, Іспанію, Італію. В Х ст. виробництво паперу здійснюється в усіх країнах Європи. В Україні вперше виробництво паперу, придатного для друкування, було організовано в Радомишлі Є. Плетенецьким у кінці першої чверті ХVІІІ ст. для друкарні Києво-Печерської лаври.

Основними компонентами паперу є волокна рослинного походження, що виділяються з деревинних, хвойних та листоподібних порід, із стеблин однорічних рослин, насіннєвих коробочок та листя деяких рослин, а також бавовни, льону, джуту і т. п.

З метою покращання якості паперу в її склад уводять наповнювачі, що покращують її міцність та білизну, сприяють утворенню гладкої поверхні. В ролі наповнювачів використовують каолін, крейду, гіпс, двоокис титану, тальк, азбест, бланкфікс. В склад друкарського, писемного, креслярського паперу для зменшення їх гігроскопічності вводять природні та штучні смоли, білкові речовини (желатин, казеїн), крохмаль та ін. Папір відповідає багатьом вимогам: відносна простота у використанні, доступність, в міру міцна, досить довго зберігається й дозволяє фіксувати інформацію. Найцінніша якість паперу - можливість тиражування інформації. Масове розповсюдження інформації за допомогою друкування стало можливим лише в результаті промислового виготовлення паперу.

1.2 Штучні носії документа, їх коротка характеристика та історія

Перші документи на штучно створених матеріальних носіях дійшли до нас з далекого минулого у вигляді глиняних табличок, сувоїв папірусу, стародавніх пергаментів. Це були штучні носії з природних матеріалів.

Поява штучних носіїв на полімерній основі (шелак, поліхромвініл, напівпровідник, біомаса) доповнило видову різноманітність документів, спроможних нести звукову мову, музику, рухоме та об'ємне зображення. Були створені грамплатівки, магнітні стрічки, фото та кіноплівки, магнітні і оптичні диски - матеріальні носії такої інформації, котра не може бути зафіксована на папері.

В ролі матеріальної основи полімерних документів використовують багатошарові полімерні системи. Ці документи іноді називають плівковими або пластинковими. Найчастіше матеріальною основою плівкових матеріалів є фотографічний матеріал - світлочутливий, призначений для отримання на ньому фотографічного зображення.

Роком народження фотографії прийнято вважати 1839р., коли французький художник Луі Жак Дагер подав до розгляду Парижській академії наук винахід, який «міг за допомогою світлового променя отримувати стійке зображення на срібній пластині в камері-обскурі». Цей винахід належить талановитому французькому винахіднику Жозефу Нісефору Н'єпсу, який у 1826 році отримав перший світловий малюнок. Врешті він проводив досліди разом із Дагером. Винахід Н'єпса і Дагера отримав назву даггеротипія. Даггеротипія як один із напрямів фотографії XIXст. Існував близько двох десятків років нарівні з калотипією (від грецького «калос» - краса), яка була майже одночасно винайдена Фоксом Тальботом, що і заклав основи сучасної фотографії. Спосіб Тальбота був набагато зручнішим і практичнішим. Він полягав у тому, що зображення в камері-обскурі виходило не на пластинках срібла, а на папері, насиченим світлочутливим розчином. Це були негативи, з яких друкувалось позитивне зображення на світлочутливому папері. Пізніше ряд вчених удосконалювали метод Тальбота і вже сьогодні ми користуємося якісно новим методом фотографування - цифровим, тобто зображення фіксується не на світлочутливій плівці, а в цифровій пам'яті фотоапарата.

Фотоматеріали поділяються на кіноплівку, фотоплівку та фонограмну кіноплівку. До полімерно-пластикових документів відносяться: кінодокументи (кіно-, діа-, відеофільми), фотодокументи (діапозитив, мікрофільм, мікрокарта, мікрофіша), фонодокументи (магнітні фонограми для запису зображення та звуку), документи для використання в ЕОМ (перфострічки).

Групу полімерно-пластикових документів складають: гнучкий магнітний диск, магнітна карта, гнучка та жорстка грамплатівка, оптичний диск - як жорсткий, так і м'який. Гнучкий диск - переносний носій інформації малої ємності, найменш надійний засіб зберігання інформації. Ступінь їх використання в наші дні дуже швидко знижується. Їх використовують для передачі невеликого об'єму інформації з одного комп'ютера на інший, а також для створення резервних копій важливої інформації. Жорсткий диск - це пристрій, постійно підключений до комп'ютера, що володіє високою ємністю і високою швидкодією. Це один із найважливіших компонентів сучасного комп'ютера. Вся інформація, що регулярно використовується, в тому числі операційна система, встановлені програми і робочі документи зберігаються саме на одному чи декількох жорстких дисків, встановлених на комп'ютері. Компакт-диски чи диски CD-ROM - це особливий вид дисків, які сьогодні використовується для розповсюдження дистрибутивних комплектів програмного забезпечення. Компакт-диски використовують для розповсюдження програмного забезпечення, музичних записів, відеозаписів та ін. Формат дисків DVD спеціально розроблений для записів відеофільмів.

Розвиток науки та техніки призвело до різкого збільшення об'ємів наукової, технічної, економічної та інших видів інформації. Носії на основі полімерних матеріалів, таких, як мікрографічні документи в компактній формі на фото-, кіно-, магнітній стрічці, оптичних та відео дисках, дозволяють передавити інформацію у часі та просторі якнайбільшими об'ємами.

2. Переваги використання сучасних матеріалів для зберігання інформації

2.1 Характеристика оптичного документа

Спрощені умови зберігання інформації порівняно з паперовими документами, для яких потрібно обов'язково дотримуватися технічних вимог: умов підтримання оптимального рівня вологості у приміщенні, температури, кислотності, боротьби з мікроорганізмами та ін., а також проблеми, що до дотримання захисту друкованої продукції від пожеж, поводей та інших бідувань. До цього слід додати дефіцит паперу при умовах потреби охорони навколишнього середовища, зокрема лісопосадок.

На сьогоднішній день, доступними та популярними у використанні є оптичні диски, які відзначаються своєю універсальністю, тобто можливістю запису та зберігання в єдиному цифровому форматі інформації будь-якого типу - звукової, текстової, графічної, відео. Компакт-диски бувають тільки для зчитування інформації (без можливості перезапису), так звані CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory), що найчастіше дуже зручно - так як на диск не «прищепиться» вірус та диски для багатократного перезапису - rewriteable CD. Оптичний документ дає можливість організації та зберігання інформації у вигляді бази даних на єдиному оптичному носії та забезпечує створення інтегрованих інформаційних систем, що забезпечує доступ до таких баз даних. Властивості оптичних дисків мають здібність вбирати в себе переваги та можливості книг, мікро-, діа-, відеофільмів, аудиозапису і т. п. одночасно. Також оптичні документи володіють відмінним співвідношенням якість/ціна, швидкодією, низькою собівартістю зберігання інформації, надійні у використанні та довговічні.

Оптичний диск - це оптичний (лазерний) носії інформації діаметром 8-12 см (4,5 ??), товщиною - 1,2 мм. Лазерний диск має пластикову основу з алюмінієвим покриттям, яке відбиває промінь лазера при зчитуванні. Закодована у двійкових числах інформація нанесена на диск у вигляді ямок та горбків. Ямка відповідає нулеві, а горбок - одиниці. Доріжка, по якій зроблено запис, має вигляд спіралі. Ця доріжка лише одна, на відміну від багатьох доріжок на магнітному диску, зроблених у вигляді концентричних кіл. Зчитування інформації з доріжки здійснюється за допомогою лазера. Час доступу до даних на лазерному диску значно менший, аніж для магнітних дисків. За одиницю швидкості береться швидкість обертання аудіо-компакт-диска. Приводи CD-ROM так і називаються: з подвоєною та зі збільшеною учетверо швидкістю. Нині випускаються моделі зі швидкістю, збільшеною у 40 разів. Обсяг інформації, що зберігається на лазерному диску, становить 600Мбайт. Для високоякісних звукових файлів це майже година звучання. На лазерний диск можна записати понад 20тис. картинок, виконаних у стиснутому форматі JPEG. Якщо ж зберігати лише текст, то на диск CD-ROM можна записати близько 1000 книжок по 300 сторінок [1,c 63-64].

2.2 Особливості використання голограми, як одного з найновітніших матеріальних носіїв

Одним із найновіших носіїв об'ємного зображення є голограма (греч. holo - весь, повний; graph - запис і gramma - письменний, лінія). Особливістю голограми є об'ємний образ предмету, який володіє всіма ознаками оригіналу, досягається повна ілюзія присутності предмету - зорове відчуття об'ємності, кольору (включаючи всі відтінки кольорів) та ракурсу. Голограма перешкодостійка, псування її деяких частин не приводить до втрати всього зображення. Не існує труднощів у фокусуванні, так як голографується не сфокусоване зображення, а хвильовий фронт об'єктного проміння. Не потрібні високоякісна оптика та високоточні системи для механічної комутації інформаційного носія. Важливою перевагою є те, що голограма представляє собою оптичний елемент, що формує зображення без допомоги зовнішньої оптики.

Голограма - документ, що містить зображення, запис та відтворення якого проводиться оптичним способом за допомогою лазерного променя без використання лінз [9]. Спрощено кажучи, голограма - це оптичний об'єкт, який змінює кольори по всьому райдужному спектру видимого діапазону світла при зміні кута зору спостерігача, може змінювати форму й видимі розміри зображень (анімація об'єктів голограми), може бути об'ємним [9].

Шматок властивого матеріалу крихітних розмірів, потенційно може зберегти голограми, які містять тисячі мільярдів бітів даних, забезпечуючи, таким чином, набагато більшу густину інформації, ніж сьогоднішні пристрої збереження даних. Крім того, голограми можна дуже швидко зчитати.

Голограма створюється за допомогою голографії - метода точного запису, відтворення та перетворення хвильових полів. Він оснований на інтерференції хвиль - явища, що спостерігається при складенні поперечних хвиль (світових, звукових та ін.) або при посиленні хвиль в одних точках документа та послабленні в інших в залежності від різності фаз інтерферуючих хвиль. На фотопластинку одночасно з «сигнальною» хвилею, розсіяний об'єктом, направляють «опорну» хвилю від того ж джерела світла. Ця інтерференційна картина, створена променями, фіксується у вигляді електричного поля у чутливому матеріалі, наприклад, ніобаті літію, легованому крихітною кількістю деякого іншого металу. Щоб зчитати голограму, на неї світять одним лазерним променем. Тоді світло дифрагує на голограмі, і утворюється картина, яка містить записані дані. Але лазерне світло також і «знебарвлює» голограму при освітленні. Якість зображення залежить від монохроматичності випромінювання лазера та роздільної здатності фотоматеріалів, що використовуються при одержанні голограм. Якщо спектр випромінювання широкий - інтерференційна картина буде нечіткою та розмитою. Тому при виготовленні голограми застосовують лазери з дуже вузькою спектральної лінією випромінювання. Голограма може бути плоскою та об'ємною. Чим більше об'єм, тим краще реалізуються всі її якості.

2.3 Сучасний етап розвитку запам'ятовуючих пристроїв

Голограму можна використовувати для найрізноманітніших цілей. Вже отримані експериментальні результати для голографічної мініатюризації документів з кратністю зменшення 200?. Однак досі голографічна пам'ять не стала комерційно життєздатною. Проте недавні досягнення групи Каліфорнійського технологічного інституту можуть невдовзі змінити ситуацію. Виробництво голограм - це наукомісткий процес, який починається з технологічно складного і засекреченого процесу виготовлення матриці (цією технологією в Україні досконало володіють лише кілька фахівців).

Постійне та досить швидке вдосконалення систем та носіїв інформації, не дивлячись на свою відносно високу собівартість, набирають швидкого розповсюдження в інформаційних колах використання, тому виникає проблема фінансового характеру - застарілі системи не можуть зчитувати та відтворювати інформацію на нових, вдосконалених носіях.

Найбільш перспективним носієм являється оптичний диск, на який інформація записується та зчитується за допомогою сфокусованого лазерного променя. Оптичні інформаційні системи - вершина сучасних досягнень в області графіки запису та пошуку інформації. До недоліків лиш можна віднести досить високу вартість обладнання.

З наведених вище характеристик штучних носіїв інформації, можна зробити висновок, що перспективними в майбутньому будуть оптичні диски із записом найрізноманітніших видів інформації, що дозволять створювати нові і нові бази даних інформації для:

- швидкого доступу до них (як до вітчизняних, так і до зарубіжних баз даних);

- автоматизацію та обробку даних;

- швидкого та зручного пошуку потрібного документа;

- полегшення відтворення та передачі інформації у часі та просторі;

- прискорить донесення нової інформації до реципієнта;

- тривалого та надійного зберігання документів.

Особливо важливий розвиток баз даних в інформаційних центрах, таких як, універсальні та спеціалізовані бібліотеки, архіви, музеї. Носії на основі нових матеріальних носіїв дозволять збільшити об'єми використання та зберігання документів.

А також за допомогою голограм полегшиться транспортування та вивчення об'ємних зображень оригіналу документів (старовинні, рідкісні експозицій, що ламкі, крихкі за фактурою).

Широкого вжитку набувають USB-флеш-диски (USB Flash Drive), запис на які відбувається за допомогою з'єднання з пристоями (ПК) через порт USB або Bluetooth. Конструкція USB Flash Drive досить проста - окрім власної флеш-пам'яті, до складу накопичувача входить контроллер, який дозволяє працювати з нею як зі звичайним диском. Цей носій має великі перспективи у майбутньому через:

– високу ємність (більше 2-х GB);

– зручність у користуванні та передачі даних;

– не потребує особливих умов зберігання (здатний витримувати дію сильних магнітних полів);

– має гарантовано довгий період (більше 10 років) зберігання інформації;

– флеш-пам'ять здатна витримувати до одного мільйона циклів стирання/перезапису та навантаження до 1000 G [6].

Постійне збільшення та вдосконалення носіїв, систем інформації дасть можливість використовувати більш економні технології для їх виробництва, що дозволить упроваджувати нові системи в кожну галузь діяльності людини, зробить їх доступними для кожного.

Висновки

Завдяки швидкому науковому прогресу на сьогоднішній день людство має змогу користуватися багатьма засобами для збереження та передачі інформації.

Неможливо побачити теперішнє матеріальних носіїв документа без історії їх розвитку. Історія природних носіїв починається з каміння, кісток, глиняних табличок, пергаменту, папірусу, берестяних грамот та ін. Найбільшим досягненням стало винайдення паперу у 105р. н.е Цай Лунем. Цей матеріал, значно вдосконалений, і досі широко використовується для збереження численних документів.

Штучними матеріальними носіями документа є грамплатівки, магнітні стрічки, магнітні та оптичні диски, фото- та кіноплівки, голограми та багато інших. Історія розвитку цих носіїв недовга, адже вони почали з'являтися лише після науково-технічного прогресу XIXст. Штучні носії були створенні внаслідок багатьох фізико-хімічних експериментів.

Одними із найпопулярніших носіїв інформації сьогодні є оптичні (лазерні) диски, які відзначаються своєю універсальністю, тобто можливістю запису та зберігання в єдиному цифровому форматі інформації будь-якого типу - звукової, текстової, графічної, відео. Існують CD-RW, CD-DVD, CD-ROM та інші диски.

Варто зазначити, що зараз здобувають прихильність також такі засоби збереження повідомлень, як голограми. Це документ, що містить зображення, запис та відтворення якого проводиться оптичним способом за допомогою лазерного променя без використання лінз. Він є на стадії вдосконалення і дасть можливість відтворювати інформацію об'ємно та в кольорі.

На сьогоднішній день чимало нових пристороїв входить до повсякденного вжитку людей. Неможливо не згадати про сучасні USB-флеш-диски, які мають чимало переваг у використанні. Перспективними є також, згадані вище, голограми та оптичні диски. Але, загалом, як відомо, наука не стоїть на місці, і, можливо навіть у даний момент вчені розробляють нові, досконаліші матеріальні носії інформації.

Список використаної літератури

1. Верлань А.Ф. Информатика и ЭВМ. - К.: Техніка, - 1987. - 343 с.

2. Гаєвський О.Ю. Інформатика: Навчальний посібник. - К.: А.С.К., - 2005. 512 с.

3. Галушка С. USB Flash Drive - реальная альтернатива дискете // Домашний ПК. - 2002. - №11. - С. 54-55

4. Евсеев Г.А. Windows 98: Полный справочник в вопросах и ответах. - М.: АСТ-ПРЕСС, - 1999. - 448 с.

5. Кушнаренко Н.Н. Документоведение. - К.: Знання, - 2006. - 459 с.

6. Мандрик Я.І. Українська культура: Історія та сучасність: Навчальний посібник. - Івано-Франківськ: Факел, - 2002. - 216 с.

7. Мартиненко В.О. Добридень, школярику! : Підручник. - К.: Інтерпрес ЛТД, - 1997. - 352 с.

8. Меледін А.Б. Фотографія для дизайнерів. -М.: Вища школа, - 1988. - 79с.

9. Тім Бердслі. Голографічна пам'ять //http://lzt.lviv.ua/holowa.html

10. Tennant Roy. Digital v. Electronic v. Virtual Libraries. Berkeley digital library//http://sunsite.berkeley.edu/mydefinitions.html