・1.キャリア概要・
現在、市場に出回っている一般的なアーカイブ データ ストレージ キャリアには、磁気ストレージ キャリア、光ストレージ キャリア、電気ストレージ キャリア、およびフィルム ストレージ キャリア（磁気、光学、電気、およびプラスチックと呼ばれる）の 4 つのカテゴリと、それぞれのタイプがあります。のストレージ キャリアには、下の表に示すように、いくつかのサブディビジョン タイプが含まれます。
| キャリア タイプ |
サブタイプ |
セグメントタイプ |
| 磁気ストレージ |
テープ |
オーディオ テープ、ビデオ テープ、ストリーミング テープ |
| ディスク |
フロッピーディスク、ハードディスク |
|
| 光ストレージ |
CD |
CD、DVD、BD |
| 蓄電 |
SSD |
SSD（固定）、SSD（モバイル） |
| Uディスク |
Uディスク |
|
| フラッシュカード |
CFカード、SDカード、TFカードなど |
|
| フィルム収納 |
写真フィルム |
マイクロフィルム、デジタルフィルム |
以下は、さまざまなストレージ キャリアの技術原理、分類、および特性の簡単な分析と、典型的なアーカイブ データ ストレージ キャリアの特性の比較です。
2. 磁気記憶担体
······2.1 技術原理······
磁気記憶技術の動作原理は、一種の不揮発性記憶装置である、磁性粒子の極性を変えることによって磁気担体にデータを記録することです。データを読み取るとき、磁気ヘッドは記録担体上の磁性粒子の極性を対応する電気パルス信号に変換し、コンピュータが認識できるデータ形式に変換します.書き込み動作の原理も同様です.
…2.2 分類と特徴…
フロッピーディスクが市場から撤退したため、現在の磁気記憶媒体は主にテープとディスクです。
1) テープ
磁気テープは、音声、画像、デジタル、またはその他の信号を記録するための磁気層を備えた帯状の素材です。より一般的な磁気テープには、オーディオ テープ、ビデオ テープ、およびデータ ストリーム テープが含まれます。ストレージ市場でよく言及されるテープは、ストリーミング テープを指します。テープストレージ技術では, データを記録するために使用されるテープキャリアは、テープキャリアに記録されたデータ情報を読み書きするために使用されるテープドライブから分離可能です. テープキャリアは、オフラインで個別に保存できます. 読み取りおよび書き込み操作を実行する場合、テープはテープ ドライブにロードする必要があります。テープキャリアは、テープの表面にコーティングされた磁性粒子を介してデータを記録し、データの読み取りおよび書き込み方法は、シーケンシャル記録と高速位置決め読み取りです。磁気テープは、乱気流や地震などの振動の影響を受けにくく、暗号化の仕組みも優れているため、長期保存が必要な大量の静的アーカイブデータの保管に一定の利点があります。
アーカイブデータストレージの分野では、磁気テープは主に大容量のアーカイブデータのオフラインバックアップに使用されます。テープ ストレージには、主に次の長所と短所があります。
利点は次のとおりです。
→低コスト: テープ ストレージ デバイスの購入、保守、および保管コストが低く、キャリアを再利用できます。
→低消費電力: テープの保管に必要な電力が少なくて済みます。新しい「グリーン」テープ ドライブの電力は約 5 ワットです。
→小型で持ち運びに便利: 磁気テープは携帯性に優れ、リムーバブル メディアに属し、軽量で省スペースです。
デメリットとしては以下の通りです。
→高い保管環境要件: 温度、湿度、磁場、ほこりにより、テープの変形、劣化、付着、カビ、磁化、磁気層の摩耗が発生し、テープは 2 ～ 3 年ごとに巻き戻す必要があります。
→読み書き速度が遅い: テープ ライブラリがデータを読み取るとき、線形アドレス指定を使用してデータの位置を特定します. アドレス指定速度は遅く、所要時間は数分で測定されます.データへのアクセス;
→互換性が悪い: テープ フォーマットに互換性がなく、LTO は最大で 2 世代しか後方互換性がないため、古いテープ デバイスを削除すると、テープ上のデータを読み取ることができなくなります。
2) ディスク
ディスクとは、磁気記録技術を利用してデータを保存するメモリのことで、現在使用されているディスクは主にハードディスク、通称ハードディスクまたはメカニカルハードディスクです。ディスクはコンピュータの主記憶媒体であり、大量のバイナリ データを格納でき、電源を切ってもデータが失われないようにすることができます。
ディスクは主に、データ情報を格納するためのディスク、データ情報を読み書きするための磁気ヘッド、ディスクを回転させるためのモーター、磁気ヘッド コントローラー、ディスク コントローラーとデータ コンバーター、インターフェイス コンポーネント、データ キャッシュとディスク制御ソフトウェアなどで構成されています。通常、磁気ディスクには複数のディスクがあり、各ディスクの両面にデータ情報を記録できます。ディスク内のディスクの数が多いほど、各ディスクのトラック数が多いほど、または各トラックの磁気キャリアの密度が高いほど、データ情報の記憶容量が大きくなり、データの記録速度が速くなります。
ディスクは、アーカイブデータの高速な記録と読み出しを実現できるため、アーカイブデータストレージの分野では、主に大容量のアーカイブデータのオンラインストレージにディスクが使用されています。ディスク ストレージには、主に次の長所と短所があります。
利点は次のとおりです。
→高速な読み書き速度: ディスクはデータを非常に迅速に保存、アクセス、取得し、読み書き速度は 400MB/s に達します。
→大容量: ハードディスクの絶え間ない発展により、ハードディスク 1 台の容量は 20TB に達しました。
デメリットとしては以下の通りです。
→キャリア寿命が短い: ディスクの寿命は一般的に 5 ～ 8 年です。データを長期間保存するには、継続的なデータの移行とハードディスクの交換が必要です。
→高い環境要件: ハードディスクは、作業プロセス中に継続的な電力供給を必要とし、同時に環境を冷却するための冷却システムを必要とし、多くの電力エネルギーを消費します。
→低セキュリティ: アーカイブ データはオリジナル性を維持する必要がありますが、ハードディスクの記録は変更される可能性があり、ハッカーの攻撃や人為的な変更のリスクに直面します。
· 3. 光ストレージキャリア ·
······3.1 技術原理······
光記憶技術は、担体にレーザー光を照射し、レーザーと担体の相互作用により担体に物理的・化学的変化を起こさせ、情報を記憶する技術です。光記憶技術は情報をバイナリ データの形式で保存します.レーザーによって刻まれた小さなピットはバイナリの「1」を表し、空白のスペースはバイナリの「0」を表すと定義されています.
光学ドライブの主要部分は、レーザー発生器と光検出器です。光学ドライブのレーザー発生器は、実際にはレーザー ダイオードであり、対応する波長のレーザー ビームを生成し、一連の処理の後、それを光ディスクに照射し、光学検出器を介して反射信号をキャプチャして識別します。実際のデータ。ディスクがレーザー光を反射しない場合は、そこに小さなピットがあり、バイナリの「1」を認識し、レーザー光が反射された場合はバイナリの「0」を認識します。光ディスクは光学ドライブ内で高速回転し、モーターの制御でレーザーヘッドが前後に移動し、このように光ディスクに記録されたデータが連続的に読み出されます。
・・・・・・・・3.2 分類と特徴・・・・
光ディスクは、CD、DVD、BD ブルーレイ ディスクなどのいくつかのタイプに分類され、これらのタイプの光ディスクは構造が異なりますが、主な原理は同じです。CD ディスクは現在生産されていませんが、比較的多くの歴史があります; DVD ディスクはまだ生産されていますが、使用頻度は減っています; BD ディスクはプロモーションとアプリケーションの期間にあり、ますます多くの市場で使用されています。アーカイブ データ ストレージの分野。以下、主にBDディスクについて紹介します。
BD ブルーレイ ディスクは、高品質のビデオとオーディオのストレージと大容量のデータ ストレージに使用できます。ブルーレイ ディスクの名前は、読み取りと書き込みに波長 405 ナノメートルの青紫レーザー ビームを使用することに由来します (従来の DVD は波長 650 ナノメートルの赤色光リーダーを使用し、CD は780 ナノメートルの波長)。Blu-ray は光ディスクの記憶容量を大幅に改善し、1 枚のディスクの容量は 100GB 以上に達することができます.現在、市場で宣伝され使用されている最大の 1 枚のディスク BD 容量は 200GB (8 層) 、つまり両側に 4 層)。光ストレージ製品の場合、Blu-ray は飛躍的な発展の機会を提供します。
アーカイブ データ ストレージの分野では、Blu-ray ディスクは主にアーカイブ データのニアライン ストレージとオフライン バックアップに使用されます。Blu-ray ストレージには、主に次の長所と短所があります。
利点は次のとおりです。
→キャリアの長寿命：ブルーレイストレージキャリアは信頼性が高く、長寿命であり、高品質の光ストレージキャリアの耐用年数は少なくとも30年に達することができます。
→低コスト: 光ディスクは、電子ストレージ、ハードディスク、フィルムなどの他の記憶媒体と比較して、単位記憶容量あたりのコストが低いという大きな利点があります。光ストレージは、多層、マルチレベル、多次元、ナノ超解像の技術的手段を使用できます。ストレージ密度はTBレベルまで大幅に増加し、単位ストレージ容量あたりのコストはさらに削減されると予想されます。
→低環境要件: Blu-ray ストレージは、情報の保存時にエネルギーをほとんど消費せず、読み取りと書き込み時にのみエネルギーを消費し、熱を放散するために空調を必要としません。長期保管の場合、光ストレージのエネルギー消費はハードディスク ストレージのわずか 1/500 です。
→高いセキュリティ: Blu-ray ストレージは代表的な WORM (Write Once Read Many、Write Once Read Many) ストレージであり、自然災害や磁気嵐、人為的なデータ削除に強いという利点があります。
デメリットとしては以下の通りです。
→アクセス速度が遅い: CD-ROM ドライブに CD-ROM をロードする必要があるため、データを読み取るときのアクセス速度はハードディスクよりもはるかに遅くなります。
→キャリアの再利用不可：アーカイブデータ保存用のブルーレイディスクは、追記型・書き換え不可の記録方式を採用しており、キャリアの再利用はできません。
4. 蓄電キャリア
······4.1 技術原理······
蓄電担体とは、主に半導体メモリと呼ばれる半導体集積回路技術によって作られたデータ情報を記憶する固体電子デバイスを指します。これは、多数の同一の記憶装置と入出力回路で構成されています。各記憶ユニットは、異なる情報を記憶するために、２つの異なる表現状態「０」および「１」を有する。
磁気メモリと比較して、半導体メモリはアクセス速度が速い、記憶容量が大きい、サイズが小さいなどの利点があり、メモリセルアレイは主要な周辺ロジック回路と互換性があり、同じチップ上に製造できるため、入力および出力インターフェイスを簡素化します。そのため、コンピュータの高速ストレージの分野では、磁気メモリから半導体メモリへの置き換えが進んでいます。
・・・・・・・・4.2 分類と特徴・・・・
多くの電気記憶媒体の製品があり、市場に出回っている一般的なものには、ソリッドステート ハードディスク、フラッシュ メモリ、U ディスク、CF カード、SD カード、MMC カード、SM カード、メモリー スティック (メモリー スティック)、xD カードなどがあります。の上。不揮発性フラッシュ メモリ チップに基づくソリッド ステート ドライブは、半導体ストレージの主要なカテゴリです. ローエンドのハード ドライブには、キャッシュ チップ、フラッシュ メモリ チップ、およびデータを保存するためのインターフェイス回路がありません。
ソリッド ステート ドライブの長所と短所は次のとおりです。
利点は次のとおりです。
→読み書き速度が速い: フラッシュメモリをストレージキャリアとして使用し、読み取り速度は機械式ハードディスクより速く、連続読み書き速度は500MB/秒を超えます。これに関連して、アクセス時間が非常に短く、最も一般的な 7200 rpm の機械式ハード ドライブのシーク時間は 12 ～ 14 ミリ秒ですが、ソリッド ステート ドライブは簡単に 0.1 ミリ秒またはそれ以下に達することもあります。
→耐衝撃・落下防止：ソリッドステートドライブはフラッシュメモリの粒子でできているため、ソリッドステートドライブの内部に機械部品がないため、高速で移動したり、反転したり傾けたりしても、通常の使用には影響しません。また、衝突が発生した場合、衝撃によるデータ損失の可能性を最小限に抑えることができます。
→低消費電力: ソリッド ステート ドライブの消費電力は、従来のハード ドライブよりも低くなっています。
デメリットとしては以下の通りです。
→寿命: ソリッドステート ドライブに使用されているフラッシュ メモリ チップには、消去と書き込みの回数の制限に問題があります. ソリッドステート ドライブの各セクタは、100,000 回の消去と書き込みを繰り返すことができますが、特定の場合、セクターは繰り返し読み書きされます。SSD の実際の寿命はテストされていません。
→高コスト: 単位容量あたりの価格は、従来のハード ドライブの 5 ～ 10 倍 (フラッシュ メモリ ベース)、または 200 ～ 300 倍 (DRAM ベース) です。
説明する必要があるのは、ソリッド ステート ドライブの主な利点 (処理速度が速い) は、アーカイブ データの長期保存にはあまり重要ではなく、同じ容量のハード ディスクに比べて価格が比較的高いため、堅固な状態ドライブは現在、アーカイブデータの長期保存に使用されており、基本的に保存分野での用途はありません。今後、ソリッド ステート ドライブの継続的なコスト削減とコスト パフォーマンスのさらなる向上により、ソリッド ステート ドライブは徐々にハードディスクに取って代わり、アーカイブ データ ストレージの重要なキャリアになると予想されます。
5、フィルム収納キャリア
······5.1 技術原理······
従来のデータストレージの分野では、フィルムは一般にキャリアとして含まれていませんが、アーカイブデータストレージの分野では、フィルムは重要な長期ストレージおよび異種バックアップキャリアです。銀塩感光性フィルムは、主にアーカイブデータストレージに使用されます. 銀塩感光性フィルムは、実際には、ゼラチンに懸濁した感光性ハロゲン化銀粒子で構成されるゼラチン型銀塩乳剤を使用してフィルムベースにコーティングされた感光性コーティングを指します. ,光がフィルムの乳剤層に当たり、ハロゲン化銀結晶に到達すると、これらの結晶は構造変化を受け、同じく光にさらされている隣接するハロゲン化銀結晶と合体します。乳剤層が受け取る光が多ければ多いほど、より多くの結晶が合体し、光が少ないほど、結晶の変化と合体が少なくなり、光が当たらない場合、結晶の変化と合体はありません。フィルムは露光後、洗浄（現像、定着、水洗、乾燥）を経て情報記録工程が完了します。
・・・・5.2 分類と特徴・・・・
アーカイブデータストレージにおける感光性フィルムのアプリケーションには、主に2つの方法があります.1つはデジタルトランスファーフィルム（マイクロフィルム）で、もう1つはデジタルトランスファーフィルム（デジタルフィルム）です。
マイクロフィルムは、アーカイブ画像データの保存に「デジタル→プラスチック」の方式を採用しており、コンピューターファイルを読み取り可能な顕微鏡画像として直接出力し、フィルムに記録するCOM（Computer Output Microform）技術を特徴としており、スキャンした画像ファイルを対象としています。ペーパーファイルの。この方法は自動化と効率性が比較的高いですが、ファイル情報の損失につながり、ファイルの独創性が失われます. 多くのファイル形式 (データベース ファイル、3D CAD ファイル、オーディオおよびビデオ ファイルなど) ) は保存できません。
デジタルフィルムは、「数字→のり→数字」という新しいフィルム適用モードを採用し、保存するデジタルリソース（データパッケージ）を暗号化・加工することで、高密度の二次元コード画像を生成し、フィルムに印刷することができます。.将来的
フィルムキャリアの長所と短所は次のとおりです。
利点は次のとおりです。
→アーカイブフィルムは法的証拠機能を有する：「アーカイブズ法実施措置」は、アーカイブズマイクロフォームの法的地位を規定している.元のアーカイブ。効果。";
→アーカイブの異種バックアップの要件を満たす: いわゆる異種は、実際には、アーカイブ リソースに格納されている情報の形式の違いを指します (記事「アーカイブの異種バックアップの「異種」は「メディア」を指しますか?」を参照してください)。 ) であるため、「デジタル→グルー」のようなデジタル形式とアナログ形式の間の情報変換要件を満たす異種バックアップです。
→長期保管：特定の保管条件下では、フィルムは数百年保管することができ、保管期間は他のストレージメディアに匹敵しません。最初の動画セット「動いている馬」は 1878 年に撮影され、そのネガは 140 年以上にわたって現像することができます。
デメリットとしては以下の通りです。
→生産コストが高い: アーカイブ フィルム キャリア自体や洗浄液などの消耗品のコストが非常に高く、生産および処理コストが低くなく、保管環境の要件が比較的高い.貴重で重要なアーカイブ デジタル リソースの長期保存と異質性。
→読み取り速度が遅い: フィルムの読み取りも磁気テープと同様にリニアアドレス方式でデータの位置を特定しますが、通常、フィルムは包装されて箱に保管されているため、読み取り速度は遅くなります。
6. 代表的なアーカイブ保存媒体の特性比較
前述の紹介と分析から、現在、アーカイブ データ ストレージの分野（特にアーカイブ デジタル リソースの長期保存の分野）で使用されているストレージ メディアは、主に磁気テープ、ハードディスク、Blu-ray ディスクであることがわかります。 、およびアーカイブ フィルム (マイクロフィルムおよびデジタル フィルム)。以下は、下の表に示すように、これら 4 つのストレージ キャリアの特性の比較分析です。
上記の表から、各ストレージキャリアには独自の長所と短所があり、単一のキャリアではアーカイブデータの長期安全保管の問題を十分に解決できないことがわかります。実際の申請プロセスでは、アーカイブデジタルリソースの長期安全保存の要件を満たすために、適切な管理戦略と組み合わせて、さまざまなストレージキャリアを組み合わせて適用する利点を十分に発揮する必要があります。
デジタル ロゼッタ プロジェクトの公式アカウントは、中立的な第三者として、アーカイブの情報化に関する見解や意見を客観的かつ公平に表明することをお約束します。真実はますます明確になりつつあり、ますます多くの人々がアーカイブデジタルリソースの管理と保存の分野の研究に専念し、洞察を表明し、人類文明の継承のために協力することを心から歓迎します!