1.4.2.3. Электрографическая технология
Примером устройства вывода, использующего электрографическую технологию, является лазерный принтер (плоттер). Схема лазерного принтера приведена на рис. 1.32.
Наиболее важными частями лазерного принтера можно считать фотопроводящий барабан (4), полупроводниковый лазер (1) и прецизионную оптико-механическую систему, перемещающую луч (2). Лазер формирует электронное изображение на светочувствительном фотоприемном покрытии барабана последовательно для каждого цвета тонера (CMYK). Перед приемом строки изображения барабан заряжается с помощью облегающей его сетки (на рисунке не показана), которая под напряжением вызывает возникновение ионизированной области вокруг барабана, которая его и заряжает. Попадающий на барабан луч разряжает некоторые участки. После формирования строки изображения шаговый двигатель поворачивает барабан для формирования следующей строки. Когда изображение на фоточувствительном слое полностью построено, подаваемый лист заряжается таким образом, чтобы тонер из устройства 5 попадал на барабан, а затем с барабана притягивался к бумаге. После этого изображение закрепляется на ней за счет нагрева частиц тонера до температуры плавления (это осуществляется в блоке 7): тонер содержит легко плавящееся вещество (полимер или смолу); при нагревании и повышении давления порошок плавится и соединяется с бумагой. Окончательную фиксацию изображения осуществляют специальные валики, прижимающие расплавленный тонер к бумаге (не показаны).
1
3
6
2 7
5
4
1 – источник лазерного луча, включающийся и выключающийся управляющим микропроцессором;
2 – шестигранное зеркало, разворачивающее луч в строку;
3 – отражающее зеркало;
4 – печатающий барабан;
5 – валик, подающий из специального контейнера красящий материал (тонер) на барабан;
6 – очиститель валика от тонера;
7 – узел фиксации изображения.
Рис. 1.32. Схема лазерного устройства вывода
1.5. Хранение информации
1.5.1. Технологии хранения информации
Хранение информации - это перенос данных во времени путем организации долговременного размещения данных в виде информационных массивов. В случае электронных носителей, если информационный процесс автоматизирован, в роли информационных массивов выступают файлы илибазы данных(БД). При хранении данные организуются таким образом, чтобы достаточно просто и оперативно выполнить поиск нужной информации, который осуществляется по специальным ключевым реквизитам. Методика поиска определяется организацией информационных массивов. Для минимизации времени поиска часто при использовании электронных носителей вводятся дополнительные служебные массивы. При этом имеет значение экономический аспект хранения: стоимость хранения должна быть соизмерима с ценностью данных.
При хранении различают структурированные и неструктурированные данные. В структурированных данных отражаются отдельные факты предметной области. Эта форма наиболее распространена в современных БД. Неструктурированные данные произвольны по формату и содержат тексты, графику и другие форматы. Данная форма широко используется, например, в Интернет-технологиях, а сами данные предоставляются пользователю в виде отклика поисковыми системами Интернета.
Для структурированных данных файл - это совокупность однотипно построенных записей, где под записью понимают элемент линейного списка, в состав которого входит группа взаимосвязанных полей. Эта группа конструируется на основе какой-то реальной задачи и может повторяться как конструкция с изменением лишь значений отдельных полей записей.
Особенности файловой организации структурированных данных, связанные с ее недостатками:
по мере возникновения новых задач в предметной области создаются новые файлы;
организация файлов независима, поэтому нельзя представить информацию, отражающую взаимодействие файлов между собой;
использование файлов зачастую требует знания их принципа организации и языков программирования;
большое время затрачивается на получение ответа на запрос, качество решений бывает невысоким из-за отсутствия целостного представления данных;
имеет место дублирование данных;
усложнены процедуры модификации данных.
Для неструктурированных данных файл – это собственно информационный элемент, произвольный по структуре и содержанию, например, некоторый документ, подготовленный в Ms Word.
С увеличением сложности решаемых задач и расширением возможностей используемых средств вычислительной техники с начала 60-х г.г. 20-го века получает развитие концепция БД. Первоначально они были ориентированы на структурированные данные. Отличительные особенности БД:
взаимная связь данных, что упрощает их модификацию;
возможность разделения данных на данные общего пользования (формируют глобальные БД) и данные для конкретных прикладных задач (составляют локальные БД). Такая технология называется распределенной. Она может привести к некоторой избыточности в данных. Распределенная технология вызывает проблему защиты данных и управления правами доступа;
для поддержания глобальных БД и разработки общей структуры БД вводится должность администратора БД.
Для управления данными в БД разрабатывались специальные языковые средства: языки описания структур данных и языки манипулирования данными, которые составляли системы управления базами данных - СУБД. Современные СУБД, в основном, ориентированы на структурированные данные. Они характеризуются направленностью на распределенную обработку и имеют графический интерфейс для описания данных и манипулирования ими. Тем не менее, остаются встроенные языки программирования, которые позволяют решать задачи, не укладывающиеся в принятые интерфейсные средства.
В настоящее время разрабатываются СУБД и для неструктурированных данных.
Различают следующие разновидности технологий, связанных с данной фазой:
База данных (БД) – совокупность взаимосвязанных данных, используемых несколькими пользователями и хранящихся с регулируемой избыточностью. Хранимые данные не зависят от программ пользователей, для модификации и внесения изменений применяется общий управляющий метод.
Банк данных – система, представляющая определенные услуги по хранению и поиску данных определенной группе пользователей по определенной тематике.
Система баз данных – совокупность управляющей системы, прикладного ПО, БД, операционной системы и технических средств, обеспечивающих информационное обслуживание пользователей.
Хранилище данных (ХД, Data Warehouse, склад данных, информационное хранилище) – это база, хранящая данные, агрегированные по многим измерениям. Размещаются в компьютерных сетях. Основные отличия ХД от БД:
агрегирование данных,
данные из ХД никогда не удаляются,
пополнение ХД происходит на периодической основе,
автоматическое формирование новых агрегатов данных, зависящих от старых,
доступ к ХД осуществляется на основе многомерного куба или гиперкуба.
Витрина данных (Data Mart) – альтернатива ХД. Это множество тематически связанных БД, содержащих информацию, относящуюся к отдельным информационным аспектам предметной области. По сути это облегченный вариант хранилища данных, содержащий только тематически объединенные данные. Существенно меньше по объему, чем корпоративное хранилище данных, и для ее реализации не требуется мощных ресурсов.
Репозитарий (виртуальное хранилище данных) – БД, предназначенная для хранения не пользовательских, а системных данных, которые описывают источники информации (БД транзакционных систем, внешние файлы и др.), SQL-запросы для их считывания и процедуры обработки и предоставления информации. Непосредственный доступ к последним обеспечивает ПО промежуточного слоя. В этом случае избыточность данных нулевая. Конечные пользователи фактически работают с транзакционными системами напрямую. Положительная сторона этого: доступ к живым данным в реальном времени. Недостаток: интенсивный сетевой трафик, снижение производительности систем и реальная угроза их работоспособности вследствие неудачных действий пользователей. Технология репозитариев исходит из словарей данных, которые по мере обогащения новыми функциями и возможностями становятся инструментом для управления метаданными.
Хранение информации включает процедуры актуализации и обеспечения информационной безопасности.
Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью следующих операций:
добавление новых данных к уже хранимым данным,
корректировка (изменения значений или элементов структур) данных,
уничтожение данных, если они устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.
Информационной безопасностью называют меры по защите информации от неавторизованного доступа, разрушения, модификации, раскрытия и задержек в доступе. Информационная безопасность включает в себя меры по защите процессов создания данных, их ввода, обработки и вывода. Защита информации – это деятельность по предотвращению утраты и утечки защищаемой информации.
Информационная безопасность дает гарантию того, что достигаются следующие цели: конфиденциальность закрытой информации; целостность информации и процессов создания, ввода, обработки и вывода; доступность информации, когда она нужна; учет всех процессов, связанных с информацией.
В настоящее время наиболее подробным законодательным документом России в области информационной безопасности является Уголовный кодекс. В разделе "Преступления против общественной безопасности" имеется глава "Преступления в сфере компьютерной информации". Она содержит три статьи - "Неправомерный доступ к компьютерной информации", "Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ" и "Нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сетей". Уголовный кодекс стоит на страже всех аспектов информационной безопасности - доступности, целостности, конфиденциальности, предусматривая наказания за "уничтожение, блокирование, модификацию и копирование информации, нарушение работы ЭВМ, системы ЭВМ или их сетей".