Большая советсткая энциклопедия Запись и воспроизведение информации

Запись и воспроизведение информации

Запись и воспроизведение информации, процессы, посредством которых информация вносится и сохраняется в некотором физическом теле с целью её последующего получения (воспроизведения). По мере развития человеческого общества всё шире используются различные виды З. и в. и. До 19 в. запись информации осуществлялась исключительно посредством графики, т. е. преобразования человеком информации в систему зрительно воспринимаемых символов (рисунки, иероглифы, знаки, буквы, цифры, чертежи и т.д.). Все эти виды широко используются и в настоящее время. Впоследствии на их базе возникла полиграфия. Издаваемые многомиллионными тиражами книги, журналы, газеты стали мощным средством обучения и массовой информации.

Изобретения фотографии (французский изобретатель Л. Дагер, 1839) и первого звукозаписывающего аппарата — фонографа (американский изобретатель Т. А. Эдисон, 1877) произвели коренной переворот в принципах З. и в. и. Появилась возможность автоматизировать сами процессы З. и в. и.; роль оператора свелась к проведению подготовительных и вспомогательных операций. Процесс запоминания (записи) информации основан на том, что сигналы, отображающие информацию, запоминаются в виде соответствующих устойчивых изменений состояний или форм некоторого тела (носителя информации), а получение (воспроизведение) сохранённой информации осуществляется образованием новых сигналов, соответствующих этим изменениям. Указанные изменения могут производиться одновременно во всём носителе либо последовательно в его отдельных частях. К устройствам первого типа относятся аппараты для фотографирования и киносъёмки, запоминающие изображение "в целом" (см. Кинематография, Фотография), а также устройства, основанные на принципе голографии. Устройства второго типа получили название аппаратов для З. и в. и. Носитель в них может быть или неподвижным, или перемещаться относительно записывающих и воспринимающих элементов, посредством которых сигналы воздействуют на носитель (при записи) или "считываются" с носителя (при воспроизведении). Неподвижный носитель имеет дискретную структуру. Он состоит из элементов с двумя и более устойчивыми состояниями (реле, ферритовые кольца, триггеры и т.п.) и используется главным образом в запоминающих устройствах ЭВМ. Движущийся носитель макроскопически непрерывен. Им может быть магнитная лента или киноплёнка, гибкий диск и др. Аппараты для З. и в. и. с неподвижным и движущимся носителями, несмотря на различия в устройстве, имеют одинаковую структурную схему (рис.). Источник 1 записываемой информации в общем случае может создавать сигналы различной физической природы. Наиболее удобны для передачи и преобразования электрические сигналы. Поэтому в блоке 2 записываемая информация преобразуется в электрические сигналы; в блоке 3 они усиливаются и через записывающий элемент 4 (например, резец или магнитную головку) воздействуют на движущийся носитель 5, оставляя в нём след, называемый дорожкой записи. Носитель с образованной дорожкой записи называется сигналограммой, в частном случае (при записи звука) — фонограммой и видеограммой (при записи сигналов изображения). При воспроизведении движущаяся с той же скоростью, что и при записи, сигналограмма 5, непосредственно воздействуя на воспроизводящий элемент 6 (звукосниматель, магнитная головка), вырабатывает в нём сигналы, содержащие записанную информацию. Полученные сигналы в блоке 7 преобразуются в электрические сигналы; часто элемент 6 и блок 7 объединены конструктивно. После усиления и дальнейшего преобразования в блоке 8 сигналы поступают или в устройство 9, отображающее информацию в форме, доступной для восприятия человеком (звук, изображение), или на управляемый объект 10, например металлообрабатывающий станок с программным управлением. Для неискажённого воспроизведения необходимо, чтобы скорость движения носителя относительно записывающего элемента (скорость записи) равнялась скорости движения сигналограммы относительно воспроизводящего элемента (скорость воспроизведения). Иногда, впрочем, сознательно предусматривают воспроизведение со скоростью большей или меньшей, чем скорость записи. Такой приём позволяет замедленно или ускоренно исследовать записанный процесс, создать специальные звуковые и др. эффекты — такие, какие даёт замедленная или ускоренная киносъёмка.

Носители делятся на обратимые, например магнитный, допускающие полное или значительное стирание информации, содержащейся в сигналограмме, если она стала не нужна, и использование носителя для новой записи (многократное использование) и необратимые, не допускающие повторного использования для записи, например киноплёнка, перфорационная карта.

Отличительной чертой большинства аппаратов автоматической записи является то, что воспроизведение сохранённой информации осуществляется также автоматически. При этом воспроизведённая информация имеет тот же характер, что и исходная, например записанные на магнитную ленту или граммофонную пластинку звуковые сигналы воспроизводятся в виде звука, изображение — в виде изображения. Существуют аппараты З. и в. и. смешанного типа, в которых запись неавтоматическая, а воспроизведение автоматическое, или наоборот. Примером первых служит аппарат, используемый в телеграфии для записи пробиванием вручную отверстий в бумажной ленте (перфоратор). Впоследствии эта запись воспроизводится автоматически. Примером вторых являются различные регистрирующие и самопишущие приборы и устройства, запись в которых автоматическая, а воспроизведение неавтоматическое — визуальным осмотром сигналограммы (запоминающие электроннолучевые трубки, электрохимические, искровые, феррографические и т.п. методы записи. Различают понятия способа, или технического приёма, используемого для осуществления основных процессов (запись, воспроизведение и стирание), и системы, или совокупности различных способов, которые имеют общую сущность физических процессов, приводящих к основным процессам.

Применяют аналоговый и цифровой способы записи. Аналоговая запись — это запись, при которой можно зафиксировать в некотором диапазоне все значения входного сигнала. В свою очередь, аналоговую запись разделяют на прямую и модуляционную. При прямой записи сигналы не претерпевают коренных преобразований по форме, а лишь изменяются в соответствии с допущенными или предусмотренными искажениями. Примером прямой записи служит звукозапись. При модуляционной записи сигналы коренным образом преобразуются в канале записи посредством модуляции некоторого вспомогательного колебания (частотно-модулированная, амплитудно-модулированная запись и др.). В канале воспроизведения предусматривается их демодуляция. Модуляция позволяет повысить точность записи (см. Точная запись),уменьшая влияние помех, а в некоторых случаях она применяется как средство согласования параметров сигналов с параметрами каналов З. и в. и. Противоположным аналоговой записи является способ цифровой записи, при котором входные сигналы подвергаются квантованию (см. Квантование сигнала) и затем преобразуются в двоичные числа для записи на носитель в виде кода. В канале воспроизведения происходит обратное преобразование (декодирование). Цифровая запись используется главным образом в запоминающем устройстве ЭВМ.

Из систем записи наибольшее распространение получили механическая запись, фотографическая запись и магнитная запись. Реже применяют электростатическую запись и термопластическую запись. Все эти системы записи позволяют получать большое число копий записи (тиражирование) при помощи процессов, специфических для каждой системы.

Аппараты З. и в. и. широко используются в различных областях техники: в радиовещании и телевидении, где с их помощью подготавливаются программы передач; в технике связи, в том числе космической связи, для периодического накопления и передачи информации; в вычислительной технике, где они являются одной из важнейших функциональных частей любой ЭВМ; при программном управлении технологическими процессами; при научных исследованиях и др. Научное развитие и техническое совершенствование З. и в. и. Направлено на повышение достоверности (точности) записи и плотности записи, т. е. количества полезной информации, приходящейся на единицу длины, поверхности или объёма носителя.

Лит.: Пальм А., Регистрирующие самопишущие приборы, пер. с нем., М., 1955; Федорцов Б. Ф., Фототелеграфия, М. — Л., 1960; Вопросы электрографии. Сб. пер., М., 1960; Перфорированные карты и их применение в науке и технике, пер. с англ., М., 1963; Аполлонова Л. П., Шумова Н. Д., Механическая звукозапись, М. — Л., 1964; Арутюнов М. Г., Патрунов В. Г., Феррография — магнитная скоростная печать, М. — Л., 1964; Термопластическая запись. Сб. пер. ст., М., 1966; Электронные системы отображения информации, под ред. Дж. Ховарда, пер. с англ., М., 1966; Хербер т, Считывание и запись электронным лучом, "Электроника", 1966, т. 39, №11; Дэвис Г. Л., Применение точной магнитной записи, пер. с англ., М., 1967; Темников Ф. Е., Автоматические регистрирующие приборы, 3 изд., М., 1968; Микаэлян А. Л., Голография, М., 1968; Степанов И. М., Электрохимическая запись, М., 1970; Цирулена З. В., Основы звукотехники, [М., 1970]; Техника магнитной видеозаписи. М., 1970; Крайзмер Л. П., Устройства хранения дискретной информации, 2 изд., Л., 1969.

И. Е. Горой, В. Г. Корольков.