Научная статья на тему 'ВОЗМОЖНОСТИ, ПЕРСПЕКТИВЫ И СПЕЦИФИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХСТАБИЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУЗЕЙНЫХ БАЗ ДАННЫХ И ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ МУЗЕЙНЫХ ПРЕДМЕТОВ'

ВОЗМОЖНОСТИ, ПЕРСПЕКТИВЫ И СПЕЦИФИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХСТАБИЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУЗЕЙНЫХ БАЗ ДАННЫХ И ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ МУЗЕЙНЫХ ПРЕДМЕТОВ Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
159
42
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МУЗЕЙНЫЙ ПРЕДМЕТ / ЦИФРОВАЯ КОПИЯ / ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ / ЦИФРОВОЕ НАСЛЕДИЕ / НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ / НАКОПИТЕЛЬ / ОЦИФРОВКА / БАЗЫ ДАННЫХ / КВАРЦ / ОПТИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ / ДОЛГОВРЕМЕННОЕ ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ / ЦИФРОВОЙ ДВОЙНИК / СОХРАНЕНИЕ КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ / ОЦИФРОВКА КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Ахтамзян Амир Ильдарович

В статье рассматриваются возможности новых и перспективных типов носителей информации применительно к музейной деятельности по сохранению цифровых копий, цифровых двойников, произведений цифровой культуры и музейных баз данных. В вопросах сохранения информации, в том числе информации о цифровом культурном наследии, важным вопросом является выбор и технические возможности накопителя информации, его износоустойчивость и долговременность хранения информации, записанной на нем. Технология записи информации на сверхстабильные кварцевые носители при помощи фемтосекундного лазера позволяет хранить так называемые «холодные» данные дольше всех существующих на сегодняшний день носителей информации. Заявленная разработчиками длительность хранения и сохранения кварцевой структуры носителя совершенно не ограничена при нормальных условиях хранения и достигает одного часа в условиях пожара при 900oС, а также не подвержена радиации, химическим, биологическим факторам внешней среды. В публикации затрагиваются и рассматриваются актуальные вопросы при работе с такими носителями информации для хранения музейных баз данных и цифровых двойников музейных предметов: проблема и необходимость создания долговременных зон хранения кварцевых накопителей, перспективы и особенности создания инструкций для воссоздания технологического процесса для дальнейшего считывания информации (в том числе гибридных инструкций). Рассматриваются виды угроз для существующих типов носителей информации. В контексте создания баз данных в статье также рассматриваются предполагаемые типы цифрового контента для сохранения и записи: двухмерные и трехмерные цифровые копии, аудио- и видеозаписи, данные оцифровки движений. В заключение приводится возможная архитектура создания программно-технического комплекса доступа к информации при использовании систем долговременного хранения информации на кварцевых носителях.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

OPPORTUNITIES, PROSPECTS AND SPECIFICITY OF THE ULTRASTABLE OPTICAL MEMORY USING FOR STORING MUSEUM DATABASES AND DIGITAL TWINS OF MUSEUM ITEMS

This article examines new information media platforms and their use regarding to museum activities for the preservation of digital copies, digital duplicates, digital culture works and museum databases. In matters of preserving information, including all data related to digital cultural heritage, an important issue is the appropriate selection of storage technologies and technical capabilities, durability and the long-term data storage safety of the information recorded on the chosen storage. An example might be the recording information technology on ultra-stable quartz media using a femtosecond laser, which allows storing so-called “cold” data for longer periods of time compared to all existing media; the duration of storage and preservation of the quartz structure of device have no limits under normal conditions and up to an hour in a fire at 900o C, and is also not subjected to radiation, chemical, biological and environmental factors. The publication analyses key issues, such as working with new storage technologies, museum databases and adaptation previous media storage categories: the necessity to create long-term storage areas for quartz drives, prospects and features of creating instructions essential for recreating technological continuous process for further reading information (including number of hybrid instructions). The types of threats to museum items and different generation media types are also considered in the context of creating databases, besides the article discusses previously proposed media types of digital content of diversity of saving and recording formats: two-dimensional and three-dimensional digital copies, audio and video recordings, motion digitization data. In conclusion, a possible architecture and logistics for creating a software and hardware complex for access to information using systems for long-term data storage on quartz media is presented.

Текст научной работы на тему «ВОЗМОЖНОСТИ, ПЕРСПЕКТИВЫ И СПЕЦИФИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕРХСТАБИЛЬНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ МУЗЕЙНЫХ БАЗ ДАННЫХ И ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ МУЗЕЙНЫХ ПРЕДМЕТОВ»

Фотография. Изображение. Документ. Вып. 9 (9) УДК 069: 004.33

А. И. Ахтамзян

Возможности, перспективы и специфика использования сверхстабильной оптической памяти для хранения музейных баз данных и цифровых двойников музейных предметов

Получается, мы здесь вырезали в камне вещи, которых сами не понимаем, и надеемся, что когда-нибудь явятся пришельцы и смогут их расшифровать?! Лю Цысинь. Вечная жизнь Смерти

Предметам свойственно разрушаться под действием времени и внешних сил. Применение новых цифровых инструментов, которые могут оцифровать объекты как материального, так и нематериального наследия, делает возможным фиксацию их особенностей для дальнейшего обмена, воспроизведения и хранения в цифровом формате. Материальные и физические объекты, которые имеют форму и свойства протяженности, можно зафиксировать при помощи высокоточных и трехмерных сканеров, средств видеофиксации. Нематериальные могут быть зафиксированы в виде передачи текста, аудиозаписей, технологии захвата движений (Motion Capture). У материальных объектов можно зарегистрировать их оптико-цветовые и пространственные особенности. Цифровые двойники объектов, их сканы и обмеры могут пережить оригиналы в глобальной временной перспективе на тысячи лет; все, что останется со временем, — это цифровые образы музейных предметов — разумеется, при должном подходе по хранению цифровых копий. Преимущества цифровых архивов очевидны, ведь они решают одну из важных проблем сохранности объектов-оригиналов [1].

Наборы данных с оцифрованными музейными предметами, а также с сопроводительной учетной мета-информацией представляются музейными базами данных, редактирование и доступ к которым осуществляется при помощи автоматизированной информационной системы (АИС). Исторически музейные базы данных и каталоги музейных предметов были первым направлением, с которого началась музейная информатизация. Достаточно подробно история развития отечественных музейных баз данных описывается в книге Л. Я. Ноля «Информационные технологии в музее» [2].

Для понимания и правильной формулировки задач использования накопителей нужно определиться с тем, что предполагается хранить. Для этого необходимо опираться на основополагающий документ по определению цифрового наследия — «Проект Хартии о сохранении цифрового наследия», принятой на 32-й Генеральной конференции ЮНЕСКО в 2003 г. Она определяет, что «цифровое культурное наследие многообразно в формах проявления и охватывает знания о культуре, образовании, науки и технологий, ресурсов в области медицины, биологии» [3]. Достаточно интересно, что в рамках данного документа выделяются два типа цифрового наследия:

первый — объекты, полученные при помощи оцифровки оригинальный музейных объектов, а второй — объекты, которые были изначально созданы в цифровой форме.

В этом же документе приводится типологизация цифрового контента: текстовые документы, изображения и графические материалы, звуки, программное обеспечение и веб-страницы. Особо указывается, что количество и разнообразие форматов непрерывно увеличивается. Необходимо отметить, что на конец 2020 г. список действительно выглядит неполным. Несмотря на то что технически, например, трехмерные модели можно отнести к разделу «программное обеспечение» или, в случае показа на платформах по показу трехмерные моделей в интернете, — к веб-ресурсам, но фактически сейчас они являются самодостаточным и отдельным типом цифрового наследия. Относительно типов оцифрованных объектов для получения исчерпывающей информации можно обратится к книге китайских исследователей Лу Донгминг и Пань Юнхе «Цифровое сохранение культурного наследия: технологии и их использование» из серии «Современные вопросы науки и техники Китая» [4].

Если с оцифровкой оригинального предмета все более-менее ясно: точность передачи цифрового двойника зависит от разрешающей способности сканирующего оборудования, точности цветопередачи, матрицы фото- и видеоаппаратуры, чувствительности микрофонов и ряда других параметров (если обобщать, то чувствительности датчиков и сенсоров), то с носителями, на которых будет долговременно хранится цифровая копия, не все так однозначно.

Кстати, в «Хартии о сохранении цифрового наследия» есть упоминание о необходимости применения методов сохранения объектов цифрового наследия, таких как:

• обновление (создание копии на аналогичном, но более новом носителе);

• репликация (создание нескольких экземпляров на носителях, находящихся в разных местах, каждый из которых должен постоянно поддерживаться в актуальном состоянии, например в разных зданиях, в разных городах — на случай пожара, наводнения, землетрясения);

• эмуляция (создание файла, сохраняющего все значимые для программной обработки функциональные характеристики исходного материала и его носителя, на носителе другого рода);

• миграция (перенос исходного цифрового материала в новое технологическое окружение: в другой формат, в среду другой операционной системы, на другую компьютерную платформу и т. п. с сохранением всех исходных функциональных характеристик, обеспечивающих доступ к цифровым объектам независимо от смены технологий).

Можно сделать вывод, что, исходя из этих рекомендаций, перевод баз данных на более надежные и долговременные носители информации, особенно в случае физического старения носителя, — необходимая для предотвращения утраты цифровых материалов мера и идеальным носителем был бы тот, который минимально подвержен физическому старению и износу. Музейные базы данных — тип контента, оптимально подходящий под хранение в так называемых «холодных» хранилищах. Это базы данных, не требующие постоянных циклов записи и считывания, такая информация является долговременной и не должна находиться в оперативной и часто используемой памяти.

Вариативность накопителей для сохранения музейных баз данных прошла долгий путь — от перфокарт в 1960-х гг. до современных облачных распределенных высокоскоростных хранилищ и автоматизированных систем хранения на В1и-гау дисках.

На сегодняшний день хранение информации — одно из самых актуальных направлений в информатике и, наверное, самый насущный вопрос в музейной информатике. Хранение информации и поиск наиболее технологически актуальных и надежных носителей информации, таким образом, выступает первоочередной задачей. Вопросам хранения информации в гуманитарных направлениях посвящается множество исследований, например существует конференция «Сохранение электронного контента в России и за рубежом», по которой выходят сборники материалов [5].

В 1960-х гг. американский ученый Девид Венс при помощи ЭВМ университетского центра перенес описания предметов из небольшой музейной коллекции на перфокарты. Описания предметов были отсортированы по заданным категориям и распечатаны на бумаге в форме каталога. Это был первый музейный каталог, выпущенный при помощи компьютера. А в России первыми электронными каталогами стали в конце 1970-х «Петроглифы средней Азии» и каталог по коллекции античной бронзы (Я. Шер), в 1981 г. — электронная коллекция Эрмитажа по Сасанидским монетам (В. Луконин) [6].

История применения и особенности использования магнитных, оптических и твердотельных накопителей хорошо отслеживается. Так, скажем, использование компакт-дисков было популярно в начале 2000-х [7]. Поднималась проблематика их использования и в архивных и музейных целях. Например, в тезисах конференции «Автоматизация деятельности музеев и информационные технологии» (АДИТ) 1999-2003 гг. имеется довольно много статей об уместности и удобстве использования компакт-дисков для публикаций электронных коллекций музея [8]. Необходимо упомянуть, что в рамках выработки государственных стандартов по хранению документов в России в 2007 г. появился ГОСТ Р 7.02-2006 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Консервация документов на компакт-дисках. Общие требования», который подробно описывает необходимые условия хранения для этого типа носителей [9].

Наибольшей популярностью и потенциалом на данный момент пользуются твердотельные накопители и магнитные жесткие диски, оптимально подходящие для

кратковременного хранения и хранения в несколько лет данных, для использования в серверах и облачных системах хранения данных (например, в современных АИС). Исследования по использованию именно этого типа носителей для музейных баз данных отсутствуют, видимо из-за широты и распространенности применения, но есть исследования об истории развития данного типа накопителей [10]. И также есть открытые данные об использовании HDD (жестких магнитных дисков) и SSD (твердотельных накопителей) в эталоне надежного облачного хранения на сервисе Amazon Glacier [11].

Достаточно интересно, что есть публикации и о современном развитии технологии хранения информации на магнитных лентах, где авторы утверждают, что развитие данной технологии является рабочей альтернативой для хранения больших объемов информации [12].

Для того чтобы составить общее представление о надежности существующих носителей информации, можно ознакомиться с интересной обзорной статьей, содержащей сравнение типов носителей информации и сроков их эксплуатации [13].

Одним из наиболее технологичных и долговременных носителей на сегодняшний день считается система хранения данных freeze-ray на оптических дисках Blu-ray Panasonic, разработанная японской компанией в партнерстве с Facebook в 2016 г. Заявленная производителем длительность хранения составляет 50 лет. Разработчики отмечают эффективность такой системы хранения, поскольку она не использует электроэнергию для поддержки активного состояния носителей, а оптические носители меняются в считывателе при помощи автоматизированной механической системы [14].

Довольно успешной с точки зрения совместимости с существующими устройствами считывания является разработка носителя формата M-DISC. Это носитель информации на основе оптических дисков, который совместим с устройствами чтения и записи CD, DVD, Bly-ray. Заявленная производителем длительность хранения данных — около 1000 лет. Указанный тип носителя привлек внимание пользователей, заинтересованных в долговременном хранении данных. Несмотря на то что компания-разработчик Millenniata Inc. стала испытывать финансовые трудности, она передала право на использование технологии крупным производителям, таким как Verbatim и Ritek, и на эти диски сейчас на масс-маркете довольно высокий спрос. Отличительное свойство данного типа накопителей — в особом составе поверхности и изготовлении диска, который, по некоторым сведениям, сделан из стеклоуглерода, устойчивого к воздействию внешних сред (что составляет коммерческую тайну компании). Диски тестировались при температуре 90 °С и влажности 85 % и оставались работоспособными после 250 ч использования в таком режиме [15].

Сейчас наиболее актуальными представляются два типа долговременного хранения «холодной» информации: облачные и локальные. Облачные системы хранения, подобно Amazon Glacier, предлагают пользователям надежное хранение информации на своих серверах (надежность на уровне 99,999999999 <%) и предоставляют инструменты для всесторонней защиты и обеспечения соответствия самым строгим нормативным требованиям; однако они, как и все коммерческие компании, если смотреть в глобальной перспективе на десятки лет, подвержены финансовым и рыночным факторам. Поэтому большой вопрос — целесообразно ли выбирать стратегию хранения в облачных сервисах. Безусловно, в краткосрочной

Фотография. Изображение. Документ. Вып. 9 (9)

перспективе такие возможности и надежность хранения не вызывают сомнения, но, учитывая фактор политического влияния на крупные технологические компании, возможность введения международных санкций внутри каких-либо регионов, вопрос доступности на определенной территории подобных сервисов вызывает опасения [16].

Мировыми исследовательскими центрами было выработано несколько стандартов, рекомендаций и отчетов по созданию цифровых депозитариев:

• основополагающая работа по цифровому хранению рабочей группы по архивированию цифровой информации, в которой были изложены концепции, требования и основные идеи по цифровому хранению [17];

• набор рекомендаций по реализации программы сохранения «Эталонная модель для Открытой архивной информационной системы» (Open Archival Information System), который описывает этапы учета, хранения и администрирования цифровых объектов [18];

• описание модели доверенного цифрового репозитория [19];

• а также практические рекомендации — исследовательская инициатива, проводимая Университетом Британской Колумбии и направленная на решение вопросов долгосрочного хранения аутентичных цифровых записей [20].

Стоит отметить, что долговременные проекты по хранению данных в Евросоюзе используют технологию долговременного хранения на оптических лентах цифровых данных (как микрофиш, только цифровой) [21]. В качестве примера можно привести проект «Арктический всемирный архив (AWA)», основанный в 2017 г., который хранит впечатляющую коллекцию ценных цифровых артефактов и незаменимой информации со всего мира и более 15 стран-участниц [22].

Без сомнения, из-за природных катастроф или военных конфликтов культурные памятники разрушаются, и все, что может остаться после них, — описательные источники в виде «цифровых копий» музейных предметов, имеющие возможность наиболее полно передать информацию об оригинальных музейных предметах. В архитектуре такое направление называется созданием обмеров, по которым после этого проводится реставрационная или реконструкционная работа. Вопросам оцифровки и сохранения культурного наследия посвящен, например, достаточно информативный сборник материалов международной конференции «Сохранение электронной информации в информационном обществе» [23].

Так, необходимость создания защищенных хранилищ приводится в неоднократно упоминавшейся «Хартии о защите цифрового наследия», например, в ст. 3 документа «Угроза утраты»: «Существует угроза того, что цифровое наследие мира может быть безвозвратно утрачено для последующих поколений. К факторам, способствующим этому, относятся устаревание оборудования и программ, обеспечивающих доступ к цифровым материалам, неопределенность в вопросах ресурсного обеспечения, ответственности и методик обеспечения сохранности и сохранения, отсутствие соответствующих законодательных актов. Развитие технологий опережает изменение поведенческих установок. Цифровая эволюция оказалась слишком стремительной и дорогостоящей, для того чтобы правительства и учреждения смогли своевременно и опираясь на исчерпывающую информацию разработать стратегии сохранения цифрового наследия. Не до конца осознана угроза в отношении социально-экономического, интеллектуального и культурного аспектов наследия — структурообразующих элементов будущей системы». Приводятся также и рекомендации по оборудованию защищенных от внешних факторов хранилищ:

• оперативное сохранение — создание нескольких копий и хранение их в разных местах, желательно в разных зданиях; использование и регулярное обновление средств защиты от вирусов, хакерских атак и пр.;

• надежное, бесперебойное электроснабжение за счет резервных источников электропитания, устройств бесперебойного электропитания (UPS), фильтров, стабилизаторов и пр.;

• оборудование специализированных помещений для хранения (ограниченный доступ, охранная сигнализация, климат, современные средства пожаротушения и пр.);

• создание инфраструктуры сохранения или передача на хранение во внешние депозитарии.

Глобальные катаклизмы, стихийные бедствия, угрозы военных конфликтов — все это налагает риски на сохранность культурного наследия по всему миру. Помимо уничтожения и потери оригинального и материального культурного наследия, существует угроза уничтожения и цифровых копий, «цифровых двойников» музейных предметов. На сегодняшний день имеется несколько типов угроз хранению баз данных в облачных сервисах. Их деятельность сопряжена с успешностью на финансовых рынках и в перспективе столетий вызывает множество вопросов в отношении надежности информации в облаках; также нельзя не учитывать, что государственные регуляторы способны умышленно ограничивать доступ к облачным сервисам и что эти сервисы могут быть подвержены рискам, связанным с политической ситуацией в стране.

Существует несколько интересных исследовательских проектов и работ, рассматривающих создание защищенных хранилищ, обязательно размещающихся в безопасных зонах, не подверженных внешним факторам, действие которых может привести к разрушению носителей информации.

В их числе и уже упоминавшийся проект «Арктический всемирный архив» (AWA), дата-центры которого находятся на мысе Шпицберген, недалеко от Всемирного семенохранилища. Его задачей является недопущение уничтожения семян в результате возможных глобальных катастроф, таких как падение астероида, ядерная война или глобальное потепление. Места внутри достаточно для 4,5 млн образцов семян [24].

Отдельно нужно рассказать про возможности хранения информации в кварцевом стекле — это новый и перспективный способ хранения «холодной» информации. Заявленная разработчиками длительность хранения и сохранения кварцевой структуры носителя совершенно не ограничена при нормальных условиях хранения и достигает одного часа в условиях пожара при 900 0С, а кроме того, не подвержена радиации, химическим, биологическим факторам внешней среды. Нет необходимости обеспечивать какие-либо условия хранения — влажность, температуру, защиту от факторов внешней среды, не нужно затрат энергии и других форм «заботы» об архивах. Такой тип хранения позволяет глобально и стратегически переосмыслить хранение информации на сверхстабильных оптических носителях, эта технология получила название Eternal 5D и заключается в использовании фемтосекунд-ного лазера для записи информации в структуре кварцевого носителя [25]. Исследователи отмечают большую надежность кварцевых оптических накопителей по сравнению с Blu-ray дисками [26].

Можно привести цитату профессора Питера Казанского, одного из разработчиков данной технологии: «Очень интересно думать, что мы создали технологию для надежной записи документов и информации и хранения

ее в пространстве для будущих поколений. Эта технология может обеспечить последние свидетельства нашей цивилизации: все, что мы узнали, не будет забыто» [27].

Нужно отметить перспективность и глобальность использования указанной технологии: фактически впервые в истории развития человечества появилась технология, которая позволяет сохранить информацию в неизменном виде сотни тысяч лет, и даже больше. Одной из самых релевантных в контексте такого вопроса выступает информация о деятельности человека, научных данных, произведений культуры, данных библиотек, архивов, музейных собраний. И весь объем информации постоянно находится под угрозой полного или частичного уничтожения.

Плюсы использования технологии кварцевых накопителей очевидны: носителям и записанной в них наноструктуре с информацией не страшны радиация, высокие или низкие температуры, электромагнитное излучение. Сегодня это самый долговременных способ хранения.

На данный момент есть исследовательские проекты, которые занимаются использованием указанной технологии. В первую очередь можно назвать интереснейший проект ArchMission, который ставит перед собой глобальную задачу: «...создать несколько дублирующих хранилищ человеческих знаний в Солнечной системе, в том числе на Земле» [28]. Он был основан Новой Спивак и Ником Славиным в 2015 г. и зарегистрирован в 2016 г. Разработчики проекта надеются наполнить космическое пространство вокруг Земли копиями архивов с данными о человеческой цивилизации, а в более долгосрочной перспективе — создать ретрансляторы на основе обмена данными между этими устройствами с помощью радиосвязи и децентрализованные хранилища. Такие заявления не выглядят совсем фантастично, особенно если учесть, что первый кварцевый диск с данными был отправлен в космос во время испытательного полета SpaceX Falcon Heavy 6 февраля 2018 г. внутри красного Tesla Roadster Илона Маска [29].

На технологию обратили внимание крупнейшие компании. Рассмотрим проект Silica, который реализован Microsoft с использованием технологии Университета Саутгемптона. Как заявляют авторы проекта, он был создан в связи с необходимостью снижения расходов на «холодное» хранение данных. Разработчики, определяя миссию проекта, пишут, что «.спрос на долгосрочное хранение данных в облаке достигает беспрецедентного уровня и продолжает расти до зеттабайтов. Существующие технологии хранения не обеспечивают экономичного решения для хранения долгоживущих данных. Работа в таких масштабах в облаке требует фундаментального переосмысления того, как мы строим крупномасштабные системы хранения, а также лежащих в их основе технологий хранения. Silica Project разрабатывает первую в мире технологию хранения для облака, начиная с носителя. Мы используем недавние открытия в сверхбыстрой лазерной оптике для хранения данных в кварцевом стекле с помощью фемтосекундных лазеров и создаем совершенно новую систему хранения, разработанную с нуля на основе этой технологии. Это открывает невероятно захватывающую возможность бросить вызов и полностью переосмыслить традиционный дизайн систем хранения, а также совместно разработать будущую аппаратную и программную инфраструктуру для облака» [30].

Существуют и примеры записи на новый тип носителя. В 2019 г. Microsoft и Warner Bros, используя технологию записи на кварце, разработанную учеными Исследовательского центра оптоэлектроники

Саутгемптонского университета, сообщили об успешно записанном фильме «Супермен» 1978 г. выпуска на куске стекла толщиной 2 мм размером 75*75 мм и емкостью в 75,6 ГБ. В пресс-релизе говорилось, что диск сохраняет рабочий режим даже в экстремальных условиях типа кипячения, воздействия микроволнового излучения и т. д. Кроме того, было заявлено, что компания работает над увеличением скорости записи и повышением емкости накопителя.

Однако самые ранние лабораторные эксперименты в Университете Саутгемптона с записью начались на несколько лет раньше. Первая тестовая запись объемом всего 300 кб была сделана еще в 2013 г. А в 2015 г. в Мехико Исследовательский центр оптоэлектроники преподнес в дар ЮНЕСКО Eternal 5D диск с записью «Всеобщей декларации прав человека». На такие же опытные диски были записаны «Оптика» Исаака Ньютона, «Магна Карта» и Библия короля Якова [31].

На сайте центра размещена информация о технических возможностях указанного носителя, отмечена перспективность использования технологии для нужд музеев: хранилище в перспективе обеспечит беспрецедентные свойства, включая емкость данных 360 ТБ на диск, термостойкость до 1000 °C и практически неограниченный срок службы при комнатной температуре (13,8 млрд лет при 190 °C), открывая новую эру вечного архивирования данных. Как очень стабильная и безопасная форма портативной памяти, эта технология может быть очень полезна организациям с большими архивами, таким как национальные архивы, музеи и библиотеки, для сохранения их информации и записей.

Технология записи на кварцевые диски сейчас проходит лабораторные тесты. Разработчики заявляют о скором выходе массовых образцов.

В РФ подобными исследованиями занимается Фонд перспективных исследований совместно с Российским химико-технологическим университетом им. Д. И. Менделеева [32].

С 2020 г. планируются работы по созданию прототипа устройства для использования в архивах. Заинтересованность в использовании технологии высказали: Российская книжная палата, Российская Государственная библиотека, архивы и фонды аудио- и видеоинформации, фонды научной информации, государственные страховые фонды документации.

Относительно технической спецификации носителя приводятся следующие данные: кварцевый диск имеет диаметр 12 см, толщину 1,2 мм, вес — около 300 г. Для записи необходим фемтосекундный лазер, а считывание осуществляется на базе динамического цифрового анализа двулучепреломления. Скорость записи составляет не менее 10 Мбит/с на один лазерный канал, а скорость чтения — 50 Мбит/с. Диск записывается однократно, без возможности перезаписи. Сам носитель уже в первых поколениях будет сопоставим по плотности записи и стоимости со стоимостью обычных жестких дисков [33].

Если рассматривать технологию кварцевого хранения в перспективе использования предполагаемых сроков хранения, а в долговременной перспективе — на сотни и тысячи лет, необходимо обозначить ряд фундаментальных, ключевых проблем эксплуатации. Упрощая, их можно описать двояко: первое — как передать и сохранить информацию о технологии считывания информации с кварцевых дисков (технологию считывания структуры диска при помощи лазера и их интерпретацию в бинарные данные); второе — как обеспечить правильную интерпретацию скопированной информации так, чтобы при ее декодировании получился набор данных, идентичный исходным.

Фотография. Изображение. Документ. Вып. 9 (9)

В целом эти две проблемы можно охарактеризовать как задачи создания технологических инструкций, которые позволят корректно восстановить и считать информацию. Если мы проведем параллели с устаревшим форматом хранения данных на видеокассетах VHS, необходимо создать набор понятных инструкций для понимания и воссоздания процесса создания видеомагнитофона, в глобальной перспективе понятность таких инструкций должна включать возможность «обнуления» технологического уровня человеческого прогресса или же, наоборот, предположить радикальную смену технологий в будущем и возможность ее устаревания. Представляется, что это две ключевые проблемы, которые целесообразно разрабатывать в будущих исследованиях и публикациях по данному вопросу.

Очевидно, целесообразным будет создание гибридной системы инструкций для считывания, такой как, например, технологии микрофиш на надежных и стабильных носителях.

Создание инструкций и описаний считывания относится также и к форматам хранения; уже сейчас крупнейшими исследовательскими центрами разрабатываются так называемые открытые стандарты хранения форматов, которые позволяют предположить сохранение инструкций в коллективной памяти и открытом доступе, инструкций по дешифровке «сырых» данных, записанных на перспективных типах носителей.

Можно предположить, что использование кварцевых накопителей было бы наиболее эффективно в составе аппаратно-программного комплекса, который включал бы в себя серверные технологии, например на платформе Amazon Glacier, а бэкапы данных и восстановление информации происходило бы с кварцевых носителей информации. Использование серверных облачных технологий позволит гарантировать высокоскоростной доступ для пользователей по всему миру, а в сочетании со сверхнадежными носителями информации —корректное восстановление данных, регулярную сверку хэш-суммы данных между оперативным и долговременным хранилищем в случае уничтожения, изменения или порчи на серверах.

Кстати, упомянутая в начале статьи «Хартия о защите культурных ценностей» отмечает, что для полной долговременной сохранности рекомендуется использовать сочетание различных методов сохранения цифровых материалов. Гибридный подход по построению архитектуры надежного хранилища цифровой информации способен помочь убрать недостатки использования отдельных типов накопителей.

Подводя итог, мы вправе сделать предположение, что в рамках решения задач по долговременному хранению «холодных» данных, таких как музейные базы данных и базы данных оцифрованных копий музейных предметов, технология записи и хранения на кварцевых носителях имеет больший потенциал, в первую очередь за счет дол-говременности и надежности хранения информации, по сравнению с существующими на сегодняшний день носителями информации. Сейчас мы судим о технологии только по ее единичным реализациям и лабораторным прототипам, но можно предположить, что с выходом массовых устройств на рынок потребительской электроники, эта технология решит вопрос сверхдолговременного и надежного хранения важных для человеческой цивилизации данных.

Литература

1. Шаповалова Г. М. Информационное общество: от цифровых архивов к цифровому культурному наследию // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 5-6 (47). С. 177-181.

2. Ноль Л. Я. Информационные технологии в деятельности музея. М.: Изд-во РГГУ, 2007. 204 с.

3. Хартия о сохранении цифрового наследия [2003] // Библиотековедение. 2004. № 6. С. 40-43.

4. Lu, D, Pan, Yu. Digital Preservation for Heritages. Heidelberg Dordrecht London New York: Zhejiang University Press & Springer, China, 2010. 219 p.

5. Сохранение электронного контента в России и за рубежом: сб. материалов Всероссийской конф. (Москва, 24-25 мая 2012 г.) / сост. Е. И. Кузьмин, Т. А. Мурована. М.: МЦБС, 2013. 151 с.

6. Ноль Л. Я. Компьютер в российских музеях: этапы большого пути // Актуальные проблемы музейного дела: сб. тр. творческой лаборатории «Музейная педагогика» кафедры музейного дела. М., 2010. Вып. 8. С. 10-18.

7. Меняев М. Ф., Земсков А. И., Денисов Б. В. Оптические диски в библиотечной технологии // Науч. и техн. библиотеки. 1997. № 3. С. 3-15.

8. Кижнер Е. Д. Мультимедийный диск как оптимальная форма представления музейной информации // Информационные технологии: доступ к культурному наследию: материалы Седьмой ежегодной конф. АДИТ-2003 (Пушкинские Горы, 5-18 апреля 2003 г.). Псков: АДИТ,

2003. С. 43-45.

9. ГОСТ Р 7.0.2-2006 СИБИД. Консервация документов на компакт-дисках. Общие требования. URL: http://docs.cntd.ru/ document/1200045442 (дата обращения: 20.10.2020).

10. Ильин И.В. История развития твердотельных накопителей // Вестник современных исследований. 2017. № 4-1. С. 65-67.

11. Возможности Amazon EBS. URL: https://aws.amazon.com/ ru/ebs/features/ (дата обращения: 20.10.2020).

12. Розоринов Н, Масуд М. Современные цифровые накопители на магнитной ленте — детище нанотехнологий // Зв'язок. 2014. № 1. С. 41-52.

13. Data storage lifespans: How long will media really last? URL: https://blog.storagecraft.com/data-storage-lifespan/ (дата обращения: 20.10.2020).

14. Система архивации данных на оптических дисках freeze-ray. URL: https://panasonic.net/cns/archiver/ (дата обращения: 20.10.2020).

15. What is M-DISC? URL: http://www.mdisc.com/ (дата обращения: 20.10.2020).

16. Вопрос. Насколько надежно хранилище Amazon S3. URL: https://aws.amazon.com/ru/s3/faqs/ (дата обращения: 20.10.2020).

17. Waters, D, Garrett, J. Preserving Digital Information: Report of the Task Force on Archiving of Digital Information. The Commission on Preservation and Access and The Research Libraries Group. Washington, 1996. 59 p.

18. Ли К. А. Эталонная модель открытой архивной информационной системы (ОАИС) // Энциклопедия библи-отечно-информационных наук. 2010. Т. 3.

19. Smith, M. K., Moore, R. Digital Archive Policies and Trusted Digital Repositories // International Journal of Digital Curation, 2007. No. 2. P. 92.

20. Duranti, L, Preston, R. International Research on Permanent Authentic Records in Electronic Systems (InterPARES) 2: Experiential, interactive and dynamic records. Padova: Associazione Nazionale Archivistica Italiana, 2008. P. 34-35.

21. Data storage on film. URL: https://www.piql.com/piql-ser-vices/data-storage-film/ (дата обращения: 20.10.2020).

22. Arctic World Archive. A safe repository for world memory URL: https://arcticworldarchive.org/ (дата обращения: 20.10.2020).

23. Сохранение электронной информации в информационном обществе: сб. материалов междунар. конф. (Москва, 3-5 октября 2011 г.) / сост. Е. И. Кузьмин, Т. А. Мурована. М.: МЦБС, 2012. 344 с.

24. Svalbard Global Seed Vault. URL: https://www.regjeringen. no/en/topics/food-fisheries-and-agriculture/svalbard-global-seed-vault/id462220/ (дата обращения: 20.10.2020).

25. Zhang, J. et al. Eternal 5D data storage by ultrafast laser writing in glass: Conference Paper SPIE LASE (4 March 2016). San Francisco, 2016. 18 p.

26. Федченко АЛ, Кузьмицкий А.И. Вечные носители информации // Вестник магистратуры. 2016. № 8-1 (59). С. 21-23.

27. Kazansky, P et al. Eternal 5D data storage via ultrafast-laser writing in glass. URL: https://www.spie.org/news/6365-eternal-5d-data-storage-via-ultrafast-laser-writing-in-glass?SSO=1 (дата обращения: 20.10.2020).

28. Humanity's Backup Plan The Arch Mission Foundation is a non-profit organization that archives the knowledge and species of Earth for future generations. URL: https://www.archmission. org/ (дата обращения: 20.10.2020).

29. Backing Up Humanity: First Arch Launched on Falcon Heavy. URL: https://insights.globalspec.com/article/7975/back-ing-up-humanity-first-arch-launched-on-falcon-heavy (дата обращения: 20.10.2020).

30. Project Silica. URL: https://www.microsoft.com/en-us/ research/project/project-silica/ (дата обращения: 20.10.2020).

31. Eternal 5D data storage could record the history of humankind. URL: https://www.southampton.ac.uk/news/2016/02/5d-da-ta-storage-update.page (дата обращения: 20.10.2020).

32. Okhrimchuk, A., Fedotov, S., Glebov, I. et al. Single Shot Laser Writing with Sub-nanosecond and Nanosecond Bursts of Femtosecond Pulses // Scientific reports. 2017. Vol. 7, no. 1. P. 1-11.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

33. Вечный архивный диск. URL: https://fpi.gov.ru/projects/ informatsionnye-issledovaniya/vechnyy-arkhivnyy-disk/ (дата обращения: 20.10.2020).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.