Magnetyczny optyczny media elektroniczne. Rodzaje nośników informacyjnych, ich klasyfikacja i cechy. Wymiary i możliwości nowoczesnego dysku twardego

Nagrywanie magnetyczne.

Digital Magnetic Record jest wykonany na magnetycznie wrażliwych materiałach, które obejmują pewne odmiany żelaza, niklu, kobaltu, związków o rzadkich elementach ziemnych z kobaltu, magnetoplastów i magnetoelast z tworzyw sztucznych i wiązania gumowe, materiały mikroelektryczne. W zależności od zawartości tlenków żelaza kolor materiału magnetycznego może mieć typowy ciemnobrązowy odcień. Powłoka magnetyczna jest bardzo cienka (kilka mikrometrów), a niż jest cieńsza, tym większa jakość rekordu magnetycznego. Powłoka jest nakładana na podstawę nie magnetyczną, która dla taśm magnetycznych i elastycznych dysków wykorzystuje różne tworzywa sztuczne, a dla dysków twardych - kręgów aluminiowych lub szklanych. Wymiary (czynniki) napędów twardych (zwane również napędami twardymi): 3,5 cale (rys. 1.9 po lewej), 2,5 cale (do laptopów, rys. 1.9 po prawej),), 1 cal ("Microdraive" - Dla kamer, komputerów kieszonkowych, graczy itp.).

Figa. 1.9. 3,5-calowy formator Sumsung Spinpoint T133 (400 GB, 3 płytki, po lewej) i 25 cali Sumsung Spinpoint M60 (120 GB, 1 płyta, prawa)

Aby zwiększyć pojemność dysków twardych, wskazane jest, aby nie zwiększyć liczby powierzchni i głowic magnetycznych (zwiększa to hałas podczas pracy, ogrzewania i procentu błędów podczas pisania i odczytu danych) i zmniejsza rozmiar cząstek ferromagnetycznych. Spółka samsung opracowała napędy magazynowe 400 GB (Rys. 1.19 po lewej) dla komputerów stacjonarnych i serwerów i 120 GB dla laptopów (rys. 1.19 po prawej), stosując magnetyczne głowice TMR w oparciu o technologię efektu magnetycznego Tunnel (Tluning Magneto Ressoranse, TMR).

Powłoka płytowa składa się z wielu najmniejszych domen magnetycznych - jednolicie namagnesowane obszary oddzielone od sąsiednich obszarów o cienkich warstwy przejściowej (granice domeny). Na rys. 1.10 przedstawia rozkład wektory magnetycznego indukcji atomów w domenach ferromagnetów. Z zmniejszeniem wymiarów ferromagnesu, wahania termiczne cząsteczki prowadzą do spontanicznej utraty orientacji domen, w celu zmniejszenia tego efektu, stosować podłoże antyfirektoryczne. W AQUEROMAGNET, momenty magnetyczne sąsiednich atomów są kierowane przewiewnie, tak że całkowity magnetyczny moment dowolnego obszaru wynosi zero. Praktyczna maksymalna pojemność jednej płyty (3,5 cala) z podłużną orientacją domen (rys. 1.11 w lewo) wynosi 150-200 GB.

Wyższa gęstość nagrywania zapewnia połączenie domen (Rys. 1.10 i 1.11 w prawo). Pierwsze napędy magazynowe na dyskach twardych (Winchesters) przy użyciu wpisu prostopadłego zostały utworzone w 2005 roku.
(Rys. 1.22). Hitachi Global Storage Technology planuje przynieść pojemność 3,5-calowego napędów do 1 TB (1 (1000 GB).

Figa. 1.10. Dystrybucja wektory indukcyjnych magnetycznych w domenach Ferromagnet

Figa. 1.11. Schemat wzdłużnej (lewej) i poprzecznej (prawej) rekordu na dysku magnetycznym: warstwa ferromagnetyczna, b - podłoże antyfirektoryczne, w głowicy elektromagnetycznej. .

Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego własne pola magnetyczne domen są zorientowane zgodnie z kierunkiem linii energetycznych magnetycznych. Po ekspozycji na pola zewnętrzne na powierzchni domeny utworzone są resztkowe strefy magnetyzacji - informacje o polu magnetycznym działo na dysku. Zmiana kierunku prądu nagrywania powoduje, że odpowiednia zmiana w kierunku strumienia magnetycznego w rdzeniu głowicy, co prowadzi do wyglądu na powierzchni nośnika obszarów o przeciwnym namagnesowaniu (rys. 1.13).

Figa. 1.12. Mocos 5400.3 Winchester (2,5 cala, 160 GB, prędkość obrotowa 5400 obrotów na minutę) z prostopadłym nagrywaniem produkcji seagatu

Figa. 1.13. Zmiana kierunku strumienia magnetycznego w uzwojeniu głowicy odczytu / zapisu

Raz na obrót dysku naprzeciwko luki głowicy magnetycznej, takie witryny prowadzą do niej podczas odczytu siły elektromotorycznej (np. E.D.). Zmiana kierunku EDS Przez pewien czas identyfikuje się z jednostką binarną, a brak tej zmiany - z zero. Określony okres czasu nazywany jest elementem bitowym.

Aby prawidłowo nagrywać informacje wymaga wstępnego formatowania - partycjonowanie dysku logicznego na ścieżkach i sektorach (rys. 1.14 po lewej stronie), stosując tagi, aby pomóc znaleźć niezbędne pozycje nagrywania. Szybki dostęp Do dowolnej części powierzchni elastycznego lub twardego jest zapewnione przez obracanie i ruch magnetycznej głowicy odczytu / zapisu na promieniu dysku (rys. 1.14 po prawej stronie).

Figa. 1.14. Ślady i sektory magnetyczne (po lewej) i organizacja bezpośredni dostęp do informacji (po prawej)

Dzięki szybkim obrocie dysku opóźnienie podczas przejścia z jednego punktu dowolnej części okręgu dysku do drugiego jest małe. Prędkość obrotu elastycznego dysku (dyskietka) 300-360 obr./min, dysków twardych 5400 i 7200 obr./min.

Tarcze magnetyczne odnoszą się do bezpośredniego dostępu do mediów, ponieważ można bezpośrednio odwołać się do dowolnej części zarejestrowanych danych (rys. 1.24). Powierzchnia dysku jest podzielona na koncentryczne pierścienie - ścieżki rekordów (rys. 1.24), począwszy od zewnętrznej krawędzi. W elastycznych dyskach magnetycznych (3,5 ", 1,44 MB) liczba ścieżek wynosi 80, aw dyskach twardych waha się od kilkuset do kilku tysięcy. Ślady są identyfikowane według numeru (zewnętrzny utwór ma numer zerowy). Pierścień ścieżkowy jest podzielony na obszary (zwykle 17-18), zwane sektory (rys. 1.24). Rozmiar sektora sektora 512 bajtów jest traktowany jako standard. Sektory na torze są przypisywane liczby zaczynające się od podstaw. Sektor z numerem zerowym na Każdy utwór jest zarezerwowany w celu zidentyfikowania informacji nachodowych, a nie przechowywać danych. Najmniejsza sekcja dysku, która działa system operacyjny Podczas dystrybucji miejsca na nagrywanie pliku, nazywa się klaster. Składa się z kilku sektorów. Dysk twardy (Winchester) jest zwykle opakowanie (montaż) kilku dysków (rys. 1.19 po lewej stronie). Części dysków są identyfikowane przez liczby, począwszy od podstaw (górna strona). Wszystkie utwory w tym samym czasie pod głowicami odczytu / zapisu nazywane są cylindrem. W tym przypadku utwory z górnej strony dysku są przesuwane do środka względem ścieżek na spodzie.

W latach 2002-2003 przejście z interfejsu dysku równoległego Eide lub interfejsu równoległego (rata) (seryjny ATA 1.0, SATA), a pierwsze dyski z tym interfejsem zostały zwolnione, kartki sterownika PCI i mikrokiriuches z osadzonymi sterownikami SATA. Od dyski twarde i dyski optyczne. Dzięki temu interfejsowi urządzenia grzechotające są szybsze. W 2006 r. Przewiduje się gwałtowny spadek produkcji Winchesterów ATA. Następna generacja interfejsu dysku szeregowego Serial ATA II będzie zawierał osiem nowych funkcji, wśród których natywna kolejkowanie poleceń poleceń polecenia algorytm optymalizacji algorytmu i wzrost prędkości transmisji informacji do 3 GB / C (300 MB / C) wdrożono w Wykonano wiele modeli. Przykładami są Winchesters Samsung SATA 3 GB / C pokazane na FIG. 1.19, które są również dostępne z interfejsem równoległym Ultra ATA / 100 do kompatybilności z wcześniej produkowanymi komputerami. Zgodnie z testami twardego i miękkiego czasopisma, najlepsza wydajność w 2005 roku została wykazana przez 3,5 cala Sumsung Spinpoint P120S (pojemność 250 i 200 GB, 2 płytki) interfejs SATA. 3 GBPS i wsparcie technologii NCQ i kosztuje 0,5 USD / GB.

Nagrywanie optyczne.

Podczas nagrywania informacji na płytach optycznych, obszary przemienne (uderzenia, PIT) są tworzone na nim z różnymi właściwościami odblaskowymi. Jednostka binarna jest reprezentowana na dysku w formie obramowania między dobrze i słabo odzwierciedlającymi światło, a binarny zero w postaci obszarów o tych samych umiejętnościach odblaskowych. Podczas oświetlenia obszarów dysku, laser półprzewodnikowy i rejestracja odbijanego światła są odczytywane przez czytanie. Podczas kodowania 1 bajtów (8 bitów) informacje na dysku są rejestrowane 14 bitów plus 3 bitów scalania . Podstawowa jednostka informacyjna (rama) zawiera 24 kodowane bajty lub 588 bitów (24 · (14 + 3) + 180 bitów do korekcji błędów). Cadres na sektorach i blokach dysku. Sektor zawiera 3234 kodowane bajty (2352 bajtów informacyjnych i 882 bajtów błędów i korekcji kontroli). Taka organizacja nagrywania danych na płycie CD-ROM i zastosowanie algorytmów korekcji błędów umożliwiają zapewnienie wysokiej jakości informacji o czytaniu z błędem na rower 10 -10. Zgodnie ze standardami przyjęto standardy, powierzchnia dysku jest oddzielona trzema obszarami (rys. 1.15):

· Directory wejściowy (przewód) - obszar w postaci pierścieni o szerokości 4 mm, najbliżej środka dysku. Informacje o czytaniu z dysku uruchamiają się dokładnie z katalogu wejściowego, gdzie zawartość zawartości jest zawartość (spis treści), adresy rekordów, liczba nagłówków, całkowity czas nagrywania (objętość), nazwa dysku (etykieta dysku).

· Podstawowy obszar danych lub system plików (Szeroki pierścień 33 mm).

· Katalog wyjściowy (ołowiowy) z końcem końca dysku.

Figa. 1.15. Organizacja danych na płycie CD-ROM

Uderzenia znajdują się wzdłuż śladu spiralnego, odległość między sąsiednimi zwrotami, z której wynosi 1,6 mikronów, co odpowiada gęstości 16000 obrotów / cal (625 obrotów / mm). Długość skoku wzdłuż ścieżki rekordu wynosi od 0,8 do 3,3 μm, pojemność dysku 4.72 jest 700 MB. Wyższa gęstość rekordu obejmuje format DVD (Digital Vertatle Disk), którego standard został przyjęty w 1995 r. Parametry powierzchni roboczej płyt w formatach CD-ROM i DVD (Digital Vertatle Disk) są wyświetlane na FIG. 1.16. Istnieją pojedyncze i dwustronne tarcze z pojedynczym i dwuwarstwowym nagrywaniem po każdej stronie, ich pojemność osiąga 17 GB.

Możesz zwiększyć pojemność dysków, zwiększając liczbę warstw (wkrótce do 4) i zwiększenie gęstości nagrywania za pomocą nagrywania i odczytu danych z wiązką laserową o krótszej długości fali (nie czerwony i niebiesko-fioletowy promieniowanie) . Obecnie przygotowania do masowej komercyjnej produkcji dysków nowych formatów są zakończone: Blue-Ray (Blue Ray Ze względu na określoną funkcję koloru) firmy Sony i HD DVD (DVD o wysokiej gęstości - "DVD High Gęstość" Toshiba Corporation. Różnice między formatami dotyczą głównych sposobów ochrony przed nieautoryzowanym kopiowaniem. Ze względu na wzmocnioną ochronę formatu "Blue Beam" jest wspierany przez firmy filmowe, które nie uwzględniają jego niedogodności dla konsumentów. Wręcz przeciwnie, Kompatybilny z istniejącym formatem DVD. Na koniec 2005 r. Napędy komputerowe zostały zwolnione. Blue-ray. Jednym z pierwszych modeli Pioneetr BDR-101A może odczytywać i nagrywać dyski jednowarstwowe BD-R i BD-RD Disc Revriable), 25 GB (dwuwarstwowy - 50 GB), a także odczytywanie dwuwarstwowych płyt jednowarstwowych i BD-ROM. Ponadto napęd może odczytywać i nagrywać dyski DVD ± R (w tym dwuwarstwowo) i DVD ± RW.

Figa. 1.16. Elementy powierzchni roboczej formatów CD-ROM i DVD

Płyty CD wykonane są przez stemplowanie matrycami metalowymi (które są dostarczane do 10 000 cykli czytania pożyczki) i nagrywanie (nagrywanie) Laser dysku Dysk CD-R, DVD-R (odtwarzana płyta) lub płyta CD-RW, DVD RW ( Przepisuj się - nadpisany). Dysk CD-R jest pokryta specjalną warstwą wrażliwą na ciepło z barwnikiem, a także warstwą złota. Podczas nagrywania informacji na dysku, wiązka laserowa ogrzewa warstwę złota i warstwę barwnika i powoduje reakcję chemiczną, która zmienia kolor sekcji dysku i zmniejsza jego refleksję. Dzięki warstwę barwnika i złotą warstwę odblaskową pod nią dyski CD-R Mieć zielonkawo-złoty kolor. Nagrywanie na dyskach CD-RW (ciemniejszy) odbywa się za pomocą kombinacji technologii CD-R i podwójnej zmiany w fazie substancji. Wiązka laserowa o wysokiej precyzji topnieje poszczególne sekcje powłoki płytowej, podczas chłodzenia obracają się do stanu krystalicznego (o wyższej zdolności odblaskowej) lub do amorfii (z mniejszą zdolnością odblaskową). Zapewnia to możliwość co najmniej 1000-krotnie przepisywania.

Napędy na elastyczne dyski magnetyczne: Zasada działania, specyfikacje, główne składniki. Urządzenia pamięci masowej na twardej dyskach magnetycznych: czynniki formularzy, zasada działania, typy, główne cechy, tryby pracy. Konfigurowanie i formatowanie dysków magnetycznych. Urzędy usług twardych dysków magnetycznych. Struktura logiki i format magneto-optycznych i płyt CD. Napędy płyty CD-R (RW), DVD-R (RW), ZIP: Zasada działania, główne składniki, specyfikacje. Napędy optyczne magneto, streamery, napędy flash. Przegląd głównych modeli nowoczesnych.

Student powinien wiedzieć:

Zasada działania i podstawowe składniki napędu FDD;

Charakterystyka i tryby działania napędu na sztywnych dyskach magnetycznych;

Zasada działania sterowników magneto-optycznych i płyt CD;

Formaty dysków optycznych i magneto-optycznych;

Student musi być w stanie:

Zapisz informacje o różnych przewoźnikach;

Posługiwać się oprogramowanie konserwacja dysk twardy;

Określić główne cechy dysków;

Cele:

Zapoznanie studentów z głównymi składnikami przechowywania informacji.

Sprawdź typy urządzeń do przechowywania informacji.

Edukacja kultury informacyjnej studentów, uwagi, dokładności, dyscypliny, doskonałości.

Rozwój interesów poznawczych, umiejętności samokontroli, umiejętności abstrakcyjne.

Zawód konstrukcyjny:

Część teoretyczna.

Przechowywanie danych na mediach magnetycznych

W prawie wszystkich komputerach osobistych informacje są przechowywane na przewoźnikach za pomocą zasad magnetycznych lub optycznych. Podczas stosowania magnetycznych urządzeń pamięci masowej, dane binarne "obrócić" do małych metalowych cząstek zlokalizowanych na płaskim dysku lub taśmie w postaci "wzoru". Ten magnetyczny "wzór" można następnie rozszyfrować w strumieniu danych binarnych.

Podstawą działania przewoźników magnetycznych - napędy na sztywnych i elastycznych dyskach jest elektromagnetyzm. Jego istotą jest to, że gdy prąd elektryczny jest przekazywany przez przewód wokół niego, powstaje pole magnetyczne (rys. 1). To pole wpływa na substancję ferromagnetyczną. Gdy obecny kierunek zmienia się, biegunowość polaryzacji polaryzacji pola magnetycznego. Zjawisko elektromagnetyzmu stosuje się w silnikach elektrycznych do generowania sił działających na magnesach zainstalowanych na wale obrotowym.

Istnieje jednak odwrotny efekt: w przewodniku, do którego wpływa na naprzemienne pole magnetyczne, występuje prąd elektryczny. Wraz ze zmianą polaryzacji pola magnetycznego kierunek zmian prądu elektrycznego (rys. 2).

Głowica odczytu / zapisu w dowolnym dysku składa się z rdzenia ferromagnetycznego w kształcie litery U w kształcie litery U (uzwojenia) na nim, co może płynąć prąd elektryczny. Gdy prąd jest przekazywany przez uzwojenie w rdzeniu (linie magnetyczne) głowicy, powstaje pole magnetyczne (rys. 3). Podczas przełączania kierunku prądu płynących polaryzacja pola magnetycznego również zmienia się. W istocie głowy są elektromagnetów, których polaryzacja można zmienić bardzo szybko, przełączała kierunek przenoszonego prądu elektrycznego.

Figa. 1. Gdy prąd zostanie przekazany przez przewód wokół niego utworzone jest pole magnetyczne

Figa. 2. Podczas przesuwania przewodu w polu magnetycznym generowane jest w nim prąd elektryczny.

Figa. 3. Odczyt / zapis

Pole magnetyczne w rdzeniu jest częściowo rozłożone do otaczającej przestrzeni ze względu na obecność luki "propylenu" u podstawy litery U. Jeśli inna Ferromagnet znajduje się w pobliżu szczeliny (warstwa nośna), pole magnetyczne jest w tym zlokalizowany, ponieważ takie substancje mają mniejszą odporność magnetyczną niż powietrze.. Przepływ magnetyczny przecinający luki jest zamknięty przez nośnik, który prowadzi do polaryzacji cząstek magnetycznych (domen) w kierunku pola. Kierunek pola, a zatem rezydualny namagnesowanie przewoźnika zależy od biegunowości pole elektryczne W kręcionej głowie.

Elastyczne dyski magnetyczne są zwykle wykonane na Lavsanova i sztywne - na podłożu aluminium lub szklane, do którego stosuje się warstwę materiału ferromagnetycznego. Warstwa robocza składa się głównie z tlenku żelaza z różnymi dodatkami. Pola magnetyczne utworzone przez poszczególne domeny na czystym dysku są zorientowane losowo i wzajemnie kompensują dowolny odcinek dalekobieżnych (makrosroskopijnych) powierzchni dysku, więc jego resztkowe namagnesowanie wynosi zero.

Jeśli obszar powierzchni dysku podczas rozciągania w pobliżu głowicy jest wystawiony na polu magnetycznym, domeny są wbudowane w określonym kierunku, a ich pola magnetyczne już nie kompensują się. W rezultacie na tej stronie pojawia się resztkowy magnetyzację, który można następnie wykryć. Jestem wyrażony językiem naukowym, możesz powiedzieć: rezydualny strumień magnetyczny, generowany przez tę sekcję powierzchni dysku, staje się różny od zera.

Czytaj / zapisuj wzory głowy

Ponieważ technologia napędów dysków poprawa się również głowic odczytu / zapisu. Pierwsze głowy były rdzenie z uzwojeniem (elektromagnes). Zgodnie z nowoczesnymi standardami ich wymiary były ogromne, a gęstość rekordu jest niezwykle niska. W ciągu ostatnich lat projekt głowicy minęło długą drogę rozwoju od pierwszych głów z rdzeniami ferrytowymi do nowoczesnych typów.

Najczęściej używane główki następujących czterech typów:

ü ferryt;

ü z metalem w szczelinie (MIG);

ü Cienki film (TF);

ü Magnetorezistive (MR);

ü Giant Magnesistive (GMR).

· Ferrytowe głowy

Klasyczne głowice ferrytowe zostały po raz pierwszy użyte w Winchester 30-30 IBM. Ich rdzenie wykonane są na podstawie prasowanego ferryt (na bazie tlenku żelaza). Pole magnetyczne w szczelinie występuje, gdy występuje nawijanie prądu elektrycznego. Z kolei, gdy zmieniając siłę pola magnetycznego w pobliżu szczeliny, kierowany jest siła elektromotoryczna. Tak więc głowa jest uniwersalna, tj. Może być używany zarówno do nagrywania, jak i odczytu. Wymiary i masa głowic ferrytowych są większe niż cienko; Dlatego, aby zapobiec niechcianym stykom z powierzchniami dysków, konieczne jest zwiększenie luki.

Podczas istnienia głowic ferrytowych ich początkowe (monolityczne) projekt został znacznie poprawiony. W szczególności tak zwany głośniki Glassframe (kompozytowe), którego mały rdzeń ferrytowy jest zainstalowany w przypadku ceramicznego. Szerokość rdzenia i prześwit magnetycznego takich głowic jest mniej, co umożliwia zwiększenie gęstości ścieżek nagrywania. Ponadto ich wrażliwość na zewnętrzne zakłócenia magnetyczne zmniejsza się.

· Metalowe głowice w szczelinie

Metalowe głowice w szczelinie (Metal-in-Gap - MIG) pojawiły się w wyniku poprawy konstrukcji skompozytu głowicy ferrytowej. W takich główkach luz magnetyczny umieszczony z tyłu rdzenia jest wypełniony metalem. Należym to, że zamówienia materiału podstawowego do nasycenia magnetycznego jest znacznie zmniejszona, co pozwala zwiększyć indukcję magnetyczną w szczelinie roboczej, aw konsekwencji rejestrować rekord o większej gęstości. Ponadto gradient pola magnetycznego wytworzonego przez metalową głowę w szczelinie, a oznacza to, że na powierzchni dyski utworzone są namagnesowane obszary o wyraźniej wymawianych granicach (szerokość stref zmiany znaku jest zmniejszona).

Głowice te pozwalają używać nośników z dużą siłą przymusową i warstwą roboczą cienkowarstwową. Zmniejszając całkowitą masę i poprawę, takie głowice można umieścić bliżej powierzchni nośnej.

Głowy z metalem w szczelinie są dwa gatunki: jednostronne i dwustronne (tj. Jednym i dwoma metalizowanymi szczelinami). W jednostronnych główkach warstwa stopu magnetycznego znajduje się tylko w tylnej (nieorkalnej) luki, aw dwustronnym - w obu. Warstwa metalowa jest stosowana przez natryskiwanie próżniowe. Indukcja stopu magnetycznego jest w przybliżeniu większa niż ferryt, która, jak już zauważyła, umożliwia nagrywanie na nośnikach z dużą siłą przymusową, które są używane w dyskach o dużej pojemności. Dwustronne głowy w tym zakresie są lepsze jednostronne.

· Myślenia głowy

Głowice cienkie folie - TF) są produkowane prawie przez tę samą technologię jako obwody zintegrowane, tj. przez fotolitografię. Na jednym podłożu możesz "drukować" kilka tysięcy głowic, które uzyskuje się w wyniku małych i płuc.

Prześwit roboczy w głowach cienkowarstwowych może być bardzo wąski, a jego szerokość jest regulowana w procesie produkcyjnym, zwiększając dodatkowe warstwy stopu aluminium nie magnetycznego. Aluminium w pełni wypełnia odprawę roboczą i chroni go dobrze z uszkodzeń (odpryskiwanie krawędzi) z losowymi dyskami z dyskiem. Sama rdzeń wykonana jest ze stopu żelaza i niklu, której indukcja nasycenia jest 2-4 razy więcej niż ferryt.

Sekcje magnetyzacji resztkowej na powierzchni dysku są generowane przez głowice cienkowarstwowe, co umożliwia uzyskanie bardzo dużej gęstości rekordu. Ze względu na niską wagę i małe rozmiary głowic, możliwe jest znacząco zmniejszenie światła między nimi a powierzchniami dysków w porównaniu z głowicami ferrytowymi i MIG: W niektórych dyskach jego wartość nie przekracza 0,05 μm. W rezultacie, po pierwsze, rezydencja magnetyzacji części powierzchni nośnej wzrasta, a po drugie, amplituda wzrasta sygnał, a współczynnik "sygnału-hałasu" jest ulepszony w trybie odczytu, co ostatecznie wpływa na niezawodność Nagrywanie i czytanie danych.

Obecnie w większości napędów o dużej pojemności stosuje się głowice cienko, zwłaszcza w modelach o małych rozmiarach, praktycznie wypychając głowice z metalem w szczelinie. Ich projektowanie i cechy stale się poprawiają, ale najprawdopodobniej w najbliższej przyszłości zostaną rzucone przez głowice magnetette.

· Głowice magnetyczne.

Głowice magnetyczne (magneto-oporowe - MR) pojawiły się stosunkowo niedawno. Są one opracowane przez IBM i umożliwiają osiągnięcie najwyższych wartości gęstości zapisu i prędkości dysków. Po raz pierwszy głowice magnesorevatory zostały zainstalowane na dysku twardym 1 GB (3,5 ") z firmą IBM w 1991 roku.

Wszystkie głowy są detektorami, tj. Zmiany są rejestrowane w strefach magnetyzacji i przekształcają je w sygnały elektryczne, które można interpretować jako dane. Jednak z magnetycznym rekordu jest jeden problem: ze spadkiem domen magnetycznych mediów, poziom sygnału głowicy zmniejsza się i istnieje szansa na hałas dla sygnału "rzeczywistego". Aby rozwiązać ten problem, konieczne jest posiadanie skutecznej głowicy czytania, która będzie bardziej niezawodnie w stanie określić obecność sygnału.

Głowice magnetyczne są droższe niż inne typy głowic, ponieważ istnieją dodatkowe elementy w swoich projektach, a proces technologiczny obejmuje kilka dodatkowych kroków. Poniżej wymieniono główne różnice między głowicami magnetistive z zwykłych:

v Dodatkowe przewody muszą być dostarczone do dostarczania prądu pomiarowego do czujnika rezystancyjnego;

v Proces produkcji wykorzystuje 4-6 dodatkowych masek (maski fotograficzne);

v dzięki. wysoka czułość Głowice magnetyczne są bardziej podatne na zewnętrzne pola magnetyczne, więc muszą być starannie osłonięte.

We wszystkich głowach wcześniej sprawdzonych w procesie, ta sama luka i w głowie magnetycznej ich dwóch - każdy dla ich działalności. Podczas opracowywania jednej rusznej głowicy szczelinowej konieczne jest kompromis przy wyborze szerokości. Faktem jest, że aby poprawić parametry głowicy w trybie odczytu, konieczne jest zmniejszenie szerokości luki (w celu zwiększenia rozdzielczości), a podczas pisania luki powinien być szerszy, ponieważ przepływ magnetyczny wnikuje warstwę roboczą do dużej Głębokość ("Magnetizing" IT na całej grubości). W głowach magnesetycznych z dwoma szczelinami każdy z nich może mieć optymalną szerokość. Inną cechą rozważanych głowic jest fakt, że ich nagrywanie (cienko folia) część tworzy szersze ścieżki na dysku niż konieczne jest obsługę węzła do odczytu (magnetorystive). W tym przypadku głowica czytania "zbiera" z sąsiednimi utworami jest mniejsza ingerencja magnetyczna.

· Gigantyczne głowice magnetorezistyczne

W 1997 r. IBM ogłosił nowy typ głowic magnetorezistycznych o znacznie większej czułości. Nazywano one Giant Magnetorezistive Heads (Giant Magnetoresistive - GMR). Uzyskali taką nazwę na podstawie stosowanego efektu (chociaż rozmiar był mniejszy niż standardowe głowice magnesowe). Efekt GMR został otwarty w 1988 r. W kryształach umieszczonych w bardzo silnym polu magnetycznym (około 1000 razy większe niż pole magnetyczne stosowane w dyskach twardych).

Metody kodowania danych.

Dane na nośniku magnetycznym są przechowywane w formie analogowej. Jednocześnie same dane są prezentowane w formie cyfrowej, ponieważ są one sekwencją zer i jednostek. Podczas nagrywania informacji cyfrowych, wprowadzając głowicę magnetyczną, tworzy domenami magnetycznymi dysków odpowiedniej polaryzacji. Jeśli pozytywny sygnał przybywa na głowę na głowie, domeny magnetyczne są spolaryzowane w jednym kierunku, a jeśli negatyw jest w przeciwnym. Gdy nastąpił również biegunowość zapisanego sygnału, zmiana polaryzacji domen magnetycznych.

Jeśli głowa rejestruje grupę domen magnetycznych tej samej polaryzacji podczas odtwarzania, nie generuje żadnych sygnałów; Generowanie występuje tylko wtedy, gdy głowa wykryje zmianę polaryzacji. Te chwile zmieniającej się polaryzacji nazywane są zmianą znakową. Każde zmiany znaków prowadzi do faktu, że głowa czytania daje impulsowi napięcia; To są impulsy, że urządzenie rejestruje podczas odczytu danych. Ale jednocześnie głowa czytania generuje nie do końca nagrany sygnał; W rzeczywistości tworzy wiele impulsów, z których każdy odpowiada momentowi zmiany znaku.

Aby optymalnie pozycjonować impulsy w sygnale nagrywania, dane źródło surowców są pomijane przez specjalne urządzenie zwane enkoder / dekoder (enkoder / dekoder). To urządzenie konwertuje dane binarne do sygnałów elektrycznych zoptymalizowanych w aspekcie strefy strefy strefy umieszczania na ścieżce rekordu. Podczas czytania enkoder / dekoder wykonuje odwrotną transformację: przywraca kolejność danych binarnych z sygnału. Przez lata opracowano kilka metod kodowania danych, a głównym celem programistów było osiągnięcie maksymalnej wydajności i wiarygodności informacji o rejestracji i odczytu.

Podczas pracy z danymi cyfrowymi synchronizacja nabywa specjalną wartość. Podczas czytania lub pisania bardzo ważne jest dokładne określenie momentu każdej zmiany znaku. Jeśli brakuje synchronizacji, moment zmiany znaku można określić nieprawidłowo, w wyniku czego utrata lub zakłócenia informacji są nieuniknione. Aby temu zapobiec, działanie urządzeń przesyłowych i odbierających musi być ściśle zsynchronizowany. Istnieją dwa sposoby rozwiązania tego problemu. Po pierwsze, zsynchronizuj działanie dwóch urządzeń, przekazując specjalny sygnał synchronizacji (lub sygnał synchronizacji) przez oddzielny kanał komunikacyjny. Po drugie, łączą sygnał synchronizacji z sygnałem danych i przekazać je razem na jednym kanale. Jest to dokładnie istota większości metod kodowania danych.

Chociaż opracowano wiele wielu wielu różnych metod, dziś tylko trzy z nich są naprawdę używane:

ü Modulacja częstotliwości (FM);

ü Modyfikowana modulacja częstotliwości (MFM);

ü kodowanie z ograniczeniem pola pola nagrywania (RLL).

Modulacja częstotliwości (FM)

Sposób kodowania FM (modulacja częstotliwości - modulacja częstotliwości) opracowano przed innymi i stosowano podczas nagrywania na elastycznych dyskach tak zwanej pojedynczej gęstości (pojedynczej gęstości) na pierwszym komputerze. Pojemność takich dysloków jednostronnych wynosiła tylko 80 KB. W latach 70. nagranie metodą modulacji częstotliwości zastosowano w wielu urządzeniach, ale teraz został całkowicie odrzucony.

Modyfikowana modulacja częstotliwości (MFM)

Głównym celem programistów metody MFM (modyfikowana modulacja częstotliwości - modyfikowana modulacja częstotliwości) była redukcją liczby stref strefowych do rejestracji tej samej ilości danych w porównaniu z kodowaniem FM, a odpowiednio zwiększenie potencjalnej pojemności przewoźnika. W tej metodzie nagrywania liczba stref zmiany znaku stosowanego tylko do synchronizacji jest zmniejszona. Przejścia synchronizujące są zapisywane tylko do początku komórek z zerowym bitem danych i tylko wtedy, gdy jest poprzedzony bitem zerowym. We wszystkich innych przypadkach strefa synchronizacji zmiany znaku nie jest utworzona. Ze względu na ten spadek liczby stref znaku znaku, przy czym ta sama dopuszczalna gęstość ich umiejscowienia na dysku, zdolność informacyjna w porównaniu z aplikacją zgodnie z metodą FM podwaja się.

Dlatego dyski nagrane za pomocą metody MFM są często nazywane podwójną gęstością (podwójna gęstość). Ponieważ pod metodą nagrywania na tej samej liczbie objawów znaku znaku, istnieje dwa razy więcej "przydatnych" danych niż z kodowaniem FM, szybkość czytania i informacji o zapisaniu na przewoźniku jest również podwojona.

Kodowanie z ograniczeniem pola pola nagrywania (RLL)

Do tej pory metoda kodowania jest najpopularniejsza wraz z ograniczeniem pola nagraniowym (Run Długość LIMITED - RLL). Umożliwia umieszczenie na dysku po jednym i pół razy więcej informacji niż podczas nagrywania metodę MFM i trzy razy więcej niż z kodowaniem FM. Korzystając z tej metody, koduje nie oddzielne bitów, ale w wyniku czego powstają pewne sekwencje stref zmian znaków.

Metoda RLL została opracowana przez IBM i po raz pierwszy użyto w dyskach dużych maszyn. Pod koniec lat 80. zaczął go używać w napędziach na dyskach twardych komputera, a dziś jest używany w prawie wszystkich komputerach.

Pomiar zbiornika napędu

W grudniu 1998 r. Międzynarodowa Komisja Elektryczna (IEC), zaangażowana w standaryzację w dziedzinie inżynierii elektrycznej, przedstawił system tytułów i symboli jednostek pomiarowych jako oficjalny standard stosowania w przetwarzaniu i transmisji danych. Do niedawna, z jednoczesnym stosowaniem systemów pomiarowych dziesiętnych i binarnych, jeden megabajt może być równy zarówno 1 mln bajtów (106), jak i 1,048 576 bajtów (220). Standardowe redukcje jednostek stosowanych do pomiaru napędów magnetycznych i innych napędów przedstawiono w tabeli. jeden.

Zgodnie z nowym standardem 1 MIB (Mebibyte) zawiera 220 (1 048 576) bajtów i 1 MB (megabajta) - 106 (1 000 000) bajtów. Niestety, nie ma ogólnie przyjętego sposobu na rozróżnienie binarnych wielu jednostek pomiaru od dziesiętnego. Innymi słowy, angielski skrót MB (lub m) może wyznaczyć oba miliony bajtów i megabajtów.

Z reguły, ilości pamięci mierzy się w jednostkach binarnych, ale pojemność magazynowania - i dziesiętna i binarna, która często prowadzi do nieporozumień. Należy również pamiętać, że w angielskiej wersji bitów (bitów) i bajtów (bajtów) różnią się rejestrem pierwszej litery (może być linia lub kapitał). Na przykład, przy oznaczeniu milionów bitów, ma małą literę "B", w wyniku czego jednostka pomiaru miliona bitów na sekundę jest wskazywana przez MBP, podczas gdy Mbps oznacza milion bajtów na sekundę.

Co hDD.

Najbardziej potrzebne, a jednocześnie najbardziej tajemniczym komponentem komputera jest dysk twardy. Jak wiesz, jest przeznaczony do przechowywania danych, a konsekwencje jego awarii są często katastrofalne. Aby prawidłowo obsługiwać lub ulepszyć komputer, konieczne jest, aby wyobrazić sobie dobrze, co jest - dysk twardy.

Głównymi elementami napędu są kilka okrągłych płyt aluminiowych lub nie krystalicznych szklistów. W przeciwieństwie do elastycznych dysków (flop), nie mogą być wygięte; Stąd pojawiła się nazwa dysku twardego (rys. 4). W większości urządzeń są one nie zdejmowane, więc czasami takie napędy są nazywane (stały dysk). Dyskuje również dyski z wymiennymi dyskami, takimi jak Iomega Zip i Jaz.

Najnowsze osiągnięcia

Przez prawie 20 lat, które minęły, ponieważ dyski twarde stały się zwykłymi składnikami komputerów osobistych, ich parametry zmieniły się radykalnie. Aby dać trochę pomysł, jak daleko jest proces poprawy dysków twardych, dajemy najjaśniejsze fakty.

Maksymalna pojemność napędów 5,25 cala wzrosła z 10 MB (1982) do 180 GB i więcej za 3,5 cala napędów pół-wysokości (Seagate Barracuda 180). Pojemność 2,5-calowego napędów o wysokości nie więcej niż 12,5 mm, które są stosowane w komputerach przenośnych, wzrosły do \u200b\u200b32 GB (IBM Travelstar 32GH). Dyski twarde z objętością mniejszą niż 10 GB w nowoczesnym komputery biurkowe. Praktycznie nie używany.

Wskaźnik transferu danych wzrósł z 85-102 KB / s w komputerze IBM XT (1983) do 51,15 MB / s w najbardziej szybkich systemach (Seagate Cheetah 73LP).

Przeciętny czas wyszukiwania (tj. Czas instalacji głowy na żądanej ścieżce) zmniejszył się z 85 ms w komputerze IBM XT (1983) do 4,2 ms w jednej z najbardziej szybkich dysków (Seagate Cheetah X15).

W 1982 r. Pojemność 10 MB kosztuje ponad 1500 USD (150 dolarów za megabajt). Obecnie koszt dysków twardych zmniejszył się do połowy centów na megabajt.

Figa. 4. Widok napędu na dyskach twardych z usuniętym górną pokrywą

Zasady dysków twardych

W dyskach na dyskach twardych dane są napisane i odczytywane przez uniwersalne głowice odczytu / zapisu z powierzchni obracających się dysków magnetycznych, uszkodzonych na ścieżki i sektory (512 bajtów), jak pokazano na FIG. pięć.

W dyskach zazwyczaj zainstalowano kilka dysków, a dane są zapisywane po obu stronach każdego z nich. Większość napędów ma co najmniej dwa lub trzy dyski (co pozwala na nagrywać na cztery lub sześć bokach), ale istnieją również urządzenia zawierające do 11 lub więcej dysków. Ten sam typ (równie zlokalizowany) ścieżki ze wszystkich stron dysków są łączone do cylindra (rys. 6). Dla każdej części dysku znajduje się utwór ścieżki odczytu / zapisu, ale wszystkie głowice są zamontowane na wspólnym pręcie lub stojaku. Dlatego głowy nie mogą poruszać się niezależnie od siebie i poruszają się tylko synchronicznie.

Napędy twarde obracają się znacznie szybciej niż elastyczne. Częstotliwość ich rotacji nawet w większości pierwszych modeli wynosiła 3600 obrotów na minutę (tj. 10 razy więcej niż w napędzie na dyskach elastycznych) i do niedawna była to prawie standard dla dysków twardych. Ale obecnie częstotliwość obrotu dysków twardych wzrosła. Na przykład, w przenośnym komputerze Toshiba, obraca się 3,3 GB obraca się z częstotliwością 4 852 obrotów na minutę, ale istnieją już modele z częstotliwościami 5 400, 5 600, 6400, 7200, 10 000, a nawet 15.000 obr./min. Szybkość działania dysku twardego zależy od częstotliwości jego obrotu, prędkość przenoszenia systemu głowicy i liczby sektorów na torze.

Dzięki normalnemu działaniu dysku twardego głowicy odczytu / nagrywania nie dotykaj (i nie powinien dotykać!) Tarcz. Ale gdy moc jest wyłączona i zatrzymuje dyski, spadają na powierzchnię. Podczas pracy urządzenia pomiędzy głowicą a powierzchnią obrotowej dysku jest utworzona bardzo mały luz powietrza (poduszka powietrzna). Jeśli odkurzanie spadnie do tej szczeliny lub wystąpi wstrząs, głowa "zderz się" z obracaniem dysku "w pełnym kursie". Jeśli cios będzie wystarczająco silny, wystąpi uszkodzenie głowy. Konsekwencje tego mogą być różne - od utraty kilku bajtów danych przed niepowodzeniem całego napędu. Dlatego, w większości urządzeń pamięci masowej powierzchnie dysków magnetycznych są przydzielane i pokryte specjalnymi smarami, co pozwala urządzeniom wytrzymać codziennie "UPS" i "Lądowanie" głowy, a także poważniejsze wstrząsy.

Figa. 5. Sektory ścieżek i przechowywania na dyskach twardych

Figa. 6. Dysk cylindryczny.

na dyskach twardych.

Utwory i sektory.

Tor to jeden "pierścień" danych z jednej strony dysku. Ścieżka rekordu dysku jest zbyt duża, aby użyć go jako jednostki pamięci masowej. W wielu dyskach jego pojemność przekracza 100 tysięcy bajtów i odwrócić taki blok do przechowywania małego pliku jest niezwykle marnotrawny. Dlatego ścieżki dysków są uszkodzone w ponumerowane segmenty, zwane sektory.

Liczba sektorów może być inny w zależności od gęstości ścieżek i rodzaju napędu. Na przykład ścieżka elastycznych dysków może zawierać od 8 do 36 sektorów, a ścieżka dysku twardego wynosi od 380 do 700. Sektory utworzone przez standardowe oprogramowanie Formatowanie, ma pojemność 512 bajtów, ale możliwe jest, że w przyszłości ta wartość się zmieni.

Numeracja sektorów na torze rozpoczyna się od jednostki, w przeciwieństwie do głowic i cylindrów, których odliczanie jest przechowywane od podstaw. Na przykład, 3,5-calowa dyskietka HD (wysoka gęstość) (1,44 MB) związków 80 cylindrów, ponumerowanych od 0 do 79, dwie głowice są instalowane w napędzie (z liczbami 0 i 1) i każdej ścieżki cylindra jest złamany przez 18 sektorów (1-18).

Podczas formatowania dysku na początku i na końcu każdego sektora tworzone są dodatkowe obszary, aby nagrać ich liczby, a także inne informacje o serwisie, dzięki czemu kontroler identyfikuje początek i koniec sektora. Pozwala to odróżnić niesformatowaną i sformatowaną pojemność dysku. Po formatowaniu pojemności dysku zmniejszają się, a to musi się z nim znosić, ponieważ zapewnić normalna praca Napęd niektóre miejsce na dysku powinny być zarezerwowane dla informacji o serwisie.

Na początku każdego sektora jego tytuł (lub przedrostek - przedrostek) jest rejestrowany, co określa numer początkowy i sektorowy, a na końcu - Wniosku (lub przyrostek - część sufiks), w której wymagana jest suma kontrolna (CHECKSUM) Aby przetestować integralność danych. W większości nowych dysków zamiast tytułu używany jest tak zwany rekord NO-ID, który rozszerza większą ilość danych. Oprócz określonych obszarów informacji o serwisie, każdy sektor zawiera obszar danych o pojemności 512 bajtów.

Dla jasności wyobraź sobie, że sektory są stronami w książce. Każda strona zawiera tekst, ale nie są one wypełnione całą przestrzenią strony, ponieważ ma pola (górne, dolne, prawy i w lewo). Na polach znajdują się informacje o usłudze, takie jak szefowie rozdziałów (w naszej analogii, będzie odpowiadać liczbom utworów i cylindrów) i numery stron (co odpowiada numery sektorów). Obszar na dysku podobnym do pól na stronie są tworzone podczas formatowania dysku; Następnie informacje o usłudze są w nich rejestrowane. Ponadto podczas formatowania dysku obszar danych każdego sektora jest wypełnione fikcyjnymi wartościami. Formatowanie płyty, można nagrywać informacje w obszarze danych w zwykły sposób. Informacje zawarte w nagłówkach i konkluzjach sektora nie zmieniają się podczas zwykłych operacji rekordów danych. Możesz go zmienić, przeformując tylko dysk.

Formatowanie płyty

Odróżnij dwa typy formatowania dysku:

ü Formatowanie fizyczne lub niskiego poziomu;

ü Formatowanie logiczne lub wysokiego poziomu.

Podczas formatowania elastycznych dysków za pomocą programu Eksplorator Windows. Polecenia w formacie 9x lub DS są prowadzone zarówno operacje, ale dla dysków twardych, operacje te powinny być wykonywane oddzielnie. Ponadto dla dysku twardego znajduje się trzeci krok, który jest wykonywany między dwoma określonymi operacjami formatowania, jest awaria dysku do sekcji. Tworzenie partycji jest absolutnie konieczne, jeśli zamierzasz korzystać z kilku systemów operacyjnych na jednym komputerze. Formatowanie fizyczne Jest zawsze ważny w równym stopniu, niezależnie od właściwości systemu operacyjnego i parametrów formatowania wysokiego poziomu (które mogą być różne dla różnych systemów operacyjnych). Pozwala to połączyć wiele systemów operacyjnych na jednym dysku twardym.

Podczas organizowania kilku partycji na jednym dysku każdy z nich może być używany do pracy z systemem operacyjnym lub reprezentuje oddzielną głośność (objętość) lub napęd logiczny (dysk logiczny). Tom lub dysk logiczny jest tym, co system przypisuje oznaczenie alfabetu.

W ten sposób, formatowanie twardego Dysk jest wykonywany w trzech etapach.

1. Niski formatowanie.

2. Organizacja partycji na dysku.

3. Formatowanie wysokiego poziomu.

Magnetyczne i optyczne napędy

Student powinien wiedzieć:

zasada działania i podstawowe składniki napędu FDD;
charakterystyka i tryby działania napędu na sztywnych dyskach magnetycznych;
zasada działania sterowników magneto-optycznych i płyt CD;
formaty dysków optycznych i magneto-optycznych;

Student musi być w stanie:

zapisz informacje o różnych przewoźnikach;
użyj oprogramowania do konserwacji dysku twardego;
określić główne cechy dysków;

Cele:

- Przedstaw uczniów głównymi składnikami przechowywania informacji.
- Zbadaj rodzaje informacji napędza ich cechy.
- Edukacja kultury informacyjnej studentów, uwagi, dokładności, dyscypliny, doskonałości.
- Rozwój interesów poznawczych, umiejętności samokontroli, zdolność do zarysowania.

Część teoretyczna.

Przechowywanie danych na mediach magnetycznych

Figa. 2. Podczas przesuwania przewodu w polu magnetycznym generowane jest w nim prąd elektryczny.
Figa. 3. Odczyt / zapis

Pole magnetyczne w rdzeniu jest częściowo rozłożone do otaczającej przestrzeni ze względu na obecność luki "propylenu" u podstawy litery U. Jeśli inna Ferromagnet znajduje się w pobliżu szczeliny (warstwa nośna), pole magnetyczne jest w tym zlokalizowany, ponieważ takie substancje mają mniejszą odporność magnetyczną niż powietrze.. Przepływ magnetyczny przecinający luki jest zamknięty przez nośnik, który prowadzi do polaryzacji cząstek magnetycznych (domen) w kierunku pola. Kierunek pola, aw konsekwencji rezydualny namagnesowanie nośnika zależy od polaryzacji polaryzacji polarnej elektrycznej w uzwojeniu głowy.

Czytaj / zapisuj wzory głowy

Najczęściej używane główki następujących czterech typów:

ferryt;
z metalem w szczelinie (MIG);
tonclosure (TF);
magnetorezistive (MR);
giant Magnetorezistive (GMR).
Ferrytowe głowy

Metalowe głowice w szczelinie

Myślenia głowy

Głowice magnetyczne.

należy one być dostarczane z dodatkowymi przewodami do dostarczania prądu pomiarowego do czujnika rezystancyjnego;
proces produkcji wykorzystuje 4-6 dodatkowych masek (Photoshoplands);
ze względu na wysoką czułość głowice magnesowe są bardziej podatne na zewnętrzne pola magnetyczne, więc muszą być starannie osłonięte.

Gigantyczne głowice magnetorezistyczne

Metody kodowania danych.

Chociaż opracowano wiele wielu wielu różnych metod, dziś tylko trzy z nich są naprawdę używane:

modulacja częstotliwości (FM);
modyfikowana modulacja częstotliwości (MFM);
kodowanie z ograniczeniem długości pola nagrywania (RLL).

Modulacja częstotliwości (FM)

Modyfikowana modulacja częstotliwości (MFM)

Kodowanie z ograniczeniem pola pola nagrywania (RLL)

Pomiar zbiornika napędu

Co to jest dysk twardy

Najnowsze osiągnięcia

Maksymalna pojemność napędów 5,25 cala wzrosła z 10 MB (1982) do 180 GB i więcej za 3,5 cala napędów pół-wysokości (Seagate Barracuda 180). Pojemność 2,5-calowego napędów o wysokości nie więcej niż 12,5 mm, które są stosowane w komputerach przenośnych, wzrosły do \u200b\u200b32 GB (IBM Travelstar 32GH). Dyski twarde o objętości mniejszej niż 10 GB na nowoczesnych komputerach stacjonarnych są praktycznie nie stosowane.

Wskaźnik transferu danych wzrósł z 85-102 KB / s w komputerze IBM XT (1983) do 51,15 MB / s w najbardziej szybkich systemach (Seagate Cheetah 73LP).

W 1982 r. Pojemność 10 MB kosztuje ponad 1500 USD (150 dolarów za megabajt). Obecnie koszt dysków twardych zmniejszył się do połowy centów na megabajt.

Zasady dysków twardych

Figa. 6. Cylinder napędu dysku twardego

Utwory i sektory.

Liczba sektorów może być inny w zależności od gęstości ścieżek i rodzaju napędu. Na przykład ścieżka elastycznych dysków może zawierać od 8 do 36 sektorów, a ścieżka dysku twardego wynosi od 380 do 700. Sektory utworzone przy użyciu standardowych programów formatowania mają pojemność 512 bajtów, ale możliwe jest, że w przyszłości ta wartość ulegnie zmianie.

Podczas formatowania dysku na początku i na końcu każdego sektora tworzone są dodatkowe obszary, aby nagrać ich liczby, a także inne informacje o serwisie, dzięki czemu kontroler identyfikuje początek i koniec sektora. Pozwala to odróżnić niesformatowaną i sformatowaną pojemność dysku. Po formatowaniu pojemności dyskowej zmniejsza się i musi się z tym znalazł, ponieważ zapewnienie normalnego napędu, niektóre miejsca na dysku muszą być zarezerwowane do informacji o usłudze.

Formatowanie płyty

Odróżnij dwa typy formatowania dysku:

formatowanie fizyczne lub niskiego poziomu;
formatowanie logiczne lub wysokiego poziomu.

Podczas formatowania elastycznych dysków za pomocą programu Explorer Windows 9X Polecenia Polecenia formatu DS, obie operacje są wykonywane, ale dla dysków twardych, operacje te powinny być wykonywane oddzielnie. Ponadto dla dysku twardego znajduje się trzeci krok, który jest wykonywany między dwoma określonymi operacjami formatowania, jest awaria dysku do sekcji. Tworzenie partycji jest absolutnie konieczne, jeśli zamierzasz korzystać z kilku systemów operacyjnych na jednym komputerze. Formatowanie fizyczne jest zawsze ważne w równym stopniu, niezależnie od właściwości systemu operacyjnego i parametrów formatowania wysokiego poziomu (które mogą być różne dla różnych systemów operacyjnych). Pozwala to połączyć wiele systemów operacyjnych na jednym dysku twardym.

Zatem formatowanie dysku twardego jest wykonywane w trzech etapach.

Niski formatowanie.
Organizacja partycji na dysku.
Formatowanie wysokiego poziomu.

Formatowanie niskiego poziomu.

W formatowaniu niskiego poziomu ścieżki płyty sektory są podzielone na sektory. W tym samym czasie, nagłówki i wnioski sektora (przedrostki i przyrostki) są rejestrowane, a także odstępy między sektorami a utworami. Obszar danych każdego sektora jest wypełniony fikcyjnymi wartościami lub specjalnymi zestawami testowymi. W dyskach na dyskach elastycznych, liczba sektorów na ścieżce jest określona przez rodzaj dyskietki i napędu; Liczba sektorów na ścieżce dysku twardego zależy od interfejsu napędu i kontrolera.

Prawie wszystkie dyski IDE i SCSI wykorzystują tak zwaną rekord strefy ze zmienną liczbą sektorów na torze. Śledzi, bardziej usuwane z centrum, a zatem dłużej, zawierają większą liczbę sektorów niż blisko środka. Jedną z metod zwiększenia pojemności zbiornika jest oddzielenie zewnętrznych cylindrów dla większej liczby sektorów w porównaniu z cylindrami wewnętrznymi. Teoretycznie cylindry zewnętrzne mogą zawierać więcej danych, ponieważ mają większą długość obwodu. Jednakże w dyskach, które nie stosują metody rejestracji strefy, wszystkie cylindry zawierają taką samą ilość danych, pomimo faktu, że długość obwodu cylindrów zewnętrznych może być dwa razy więcej niż wewnętrzna. W rezultacie utracona jest przestrzeń utworów zewnętrznych, ponieważ jest używana bardzo nieefektywnie (rys. 7).

W ramach rekordu strefy cylindry są podzielone na grupy, które są nazywane strefami, a gdy ścieżka utworu jest regulowana do zewnętrznej krawędzi, utwór jest podzielony na rosnącą liczbę sektorów. We wszystkich cylindrach należących do tej samej strefy, liczba sektorów na torach jest taka sama. Możliwa liczba stref zależy od rodzaju napędu; Większość urządzeń wynosi 10 lub więcej (rys. 8).

Figa. 7. Standardowy wpis: liczba sektorów jest równie na wszystkich utworach

Figa. 8. Nagrywanie strefy: liczba sektorów na ścieżkach zmienia się, gdy porusza się z środka dysku

Inną własnością nagrywania strefy jest to, że szybkość wymiany danych z napędem może się różnić i zależy od strefy, w której główki znajdują się w określonym punkcie. Dzieje się tak, ponieważ sektory w strefach zewnętrznych są większe, a prędkość kątowa obrotu dysku jest stała (tj. Liniowa prędkość ruchomych sektorów w stosunku do głowy podczas odczytu i zapisu danych na ścieżkach zewnętrznych jest wyższa niż na wewnętrzny).

Organizacja partycji na dysku

Gdy dysk rozbity na obszarach, zwanych partycjami, w każdym z nich można utworzyć system plików odpowiadający konkretnym systemie operacyjnym. Obecnie trzy systemy plików są częściej używane w działaniu systemów operacyjnych.

FAT (tabela alokacji plików - tabela umieszczania plików). Jest to standardowy system plików dla DOS, Windows 9X i Windows NT. W sekcjach tłuszczowych pod DOS, dopuszczalna długość nazw plików wynosi 11 znaków (8 znaków w rzeczywistości i 3 symbol rozszerzenia), a objętość objętości (dysk logiczny) wynosi do 2 GB. W systemie Windows 9x i Windows NT 4.0 i powyżej dopuszczalnej długości nazwy pliku - 255 znaków.

FAT32 (tabela alokacji plików, 32-bitowy - 32-bitowy tabelę umieszczania plików). Używane w systemie Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 i Windows 2000. Numery 32-bitowe odpowiadają tabelom 32-bitowym. Dzięki takiej strukturze pliku objętość objętości (dysk logiczny) może osiągnąć 2 TB (2,048 GB).

NTFS (system plików Windows NT - system plików Windows NT). Dostępne tylko w systemie operacyjnym Windows NT / 2000. Długość nazw plików może osiągnąć 256 znaków oraz rozmiar sekcji (teoretycznie) - 16 enque (16H1018 bajt). NTFS zapewnia dodatkowe funkcje, które nie są dostarczane przez inne systemy plików, takie jak urządzenia zabezpieczające.

System plików FAT otrzymał teraz największą dystrybucję, ponieważ większość istniejących systemów operacyjnych jest obsługiwany przez większość istniejących systemów operacyjnych.

Tworzenie partycji dysków jest wykonywane przy użyciu programu FDISK dostarczonego z systemem operacyjnym, przy użyciu, które można wybrać (zarówno w megabajtach, jak i procentowych warunkach) rozmiar głównych i dodatkowych sekcji. Nie ma trudnych wytyczni do tworzenia partycji na dysku - konieczne jest uwzględnienie objętości dysku, a także zainstalowany system operacyjny.

Po utworzeniu partycji należy sformatować wysoki poziom za pomocą narzędzi systemu operacyjnego.

Formatowanie wysokiego poziomu.

Podczas formatowania wysokiego poziomu system operacyjny (Windows 9X, Windows NT lub DOS) tworzy struktury do pracy z plikami i danymi. W każdej sekcji (Dysk logiczny) sektor objętościowy - VBS wprowadza się (VBS), dwie kopie tabeli umieszczania plików (FAT) i katalogu głównego (katalog główny). Korzystając z tych struktur danych, system operacyjny dystrybuuje miejsce na dysku, śledzi lokalizację plików, a nawet "obejście", aby uniknąć problemów, uszkodzonych obszarów na dysku.

W istocie formatowanie wysokiego poziomu nie jest tak wiele formatowania, jak tworzenie treści tabeli i tabeli umieszczania plików. Obecne formatowanie jest formatowaniem niskiego poziomu, w którym dysk jest podzielony na ścieżki i sektory. Korzystanie z polecenia Format DS dla dysku elastycznego, obie rodzaje formatowania są przeprowadzane natychmiast, a dla twardych - tylko formatowanie wysokiego poziomu. Aby wykonać formatowanie dysku twardego na niskim poziomie, potrzebny jest specjalny program, zwykle dostarczany przez producenta dysków.

Główne składowiska dysków twardych

Istnieje wiele różnych typów napędów na dyskach twardych, ale prawie wszystkie z nich składają się z tych samych głównych węzłów. Projekty tych węzłów i jakość stosowanych materiałów mogą być różne, ale główne cechy wydajności i zasady funkcjonowania są takie same. Główne elementy typowego urządzenia pamięci masowej na dysku twardym (rys. 9) obejmują następujące elementy:

dyski;
czytaj / zapisuj głowice;
mechanizm dysku głowy;
silnik napędowy;
płytka drukowana z schematami kontroli;
kable i złącza;
elementy konfiguracji (zworki i przełączniki).

Dyski, silnik napędowy, główki i mechanizm napędowy głowy są zwykle umieszczane w zamkniętym przypadku, który nazywa się HDA (zespół głowicy - głowice blokowe i dyski). Zwykle urządzenie jest uważane za pojedynczy węzeł; Prawie nigdy nie ujawnia. Inne węzły, które nie są zawarte w bloku HDA (płytka drukowana, panel przedni, elementy konfiguracyjne i części montażowe) są zdejmowane.

Dyski

Zazwyczaj napęd zawiera jedną lub więcej dysków magnetycznych. W ciągu ostatnich lat ustawiono szereg standardowych rozmiarów napędów, które są określane głównie przez dyski, a mianowicie:

5,25 cala (w rzeczywistości - 130 mm lub 5,12 cala);
3,5 cala (w rzeczywistości - 95 mm lub 3,74 cala);
2,5 cala (w rzeczywistości - 65 mm lub 2,56 cali);
- 1 cal (w rzeczywistości - 34 mm lub 1,33 cale).

Istnieją również napędy z większymi dyskami, takimi jak 8 cali, 14 cali, a nawet więcej, ale z reguły, urządzenia te nie są używane na komputerach osobistych. Teraz w pulpicie i niektórych przenośnych modelach, najczęściej instalowane są 3,5 cala urządzeń pamięci masowej, a urządzenia małych rozmiarów (2,5 cala i mniej format) są w przenośnych systemach.

Większość napędów jest ustawiona co najmniej dwa dyski, chociaż w niektórych małych modelach jest jeden po drugim. Liczba dysków jest ograniczona przez fizyczne wymiary napędu, a mianowicie wysokość obudowy. Największa liczba dysków w magazynie formatu 3,5 cala wynosi 11.

Warstwa pracy

Niezależnie od tego, który materiał jest używany jako podstawę dysku, jest pokryta cienką warstwą substancji zdolną do utrzymywania resztkowego magnetyzacji po ekspozycji na zewnętrzne pole magnetyczne. Ta warstwa nazywana jest pracowaniem lub magnetycznie, a to jest w nim zapisane informacje. Najczęstsze są dwa rodzaje warstwy roboczej:

tlenek;
myślący.

Warstwę tlenkową jest powłoką polimerową o wypełniaczu tlenku żelaza.

Cienki warstwa robocza ma mniejszą grubość, jest silniejsza, a jakość jego powłoki jest znacznie wyższa. Technologia ta opierała się na produkcji napędów nowej generacji, w której możliwe było znacząco zmniejszyć ilość luki między głowicami a powierzchniami dysków, co umożliwiło zwiększenie gęstości zapisu.

Ocynkowana warstwa obróbka cienkowarstwowa otrzymuje się przez elektroliza. Zdarza się prawie tak samo, jak przy chromowaniu zderzaka samochodu. Podłoże aluminiowe dysku jest kolejno zanurzone w wannie z różnymi rozwiązaniami, w wyniku czego jest pokryta kilkoma warstwami folii metalowej. Warstwa robocza służy jako warstwa stopu kobaltu o grubości tylko o około 1 mikrokuum (około 0,025 mikronów).

Czytaj / pisz głowy

W dyskach na dyskach twardych dla każdej z boków każdego dysku znajduje się własna głowa odczytu / zapisu. Wszystkie głowy są montowane na wspólnej ramy mobilnej i poruszają się jednocześnie.

Na rys. 10 przedstawia standardową konstrukcję mechanizmu napędowego z ruchomą cewką.

Po wyłączeniu napędu głowice dotykają dysków pod działaniem sprężyn. Gdy płyty są promowane, ciśnienie aerodynamiczne pod głowicami wzrasta i wychodzą z powierzchni roboczych ("Zdejmij"). Gdy dysk obraca się z pełną prędkością, szczelina między nim a głowic może wynosić 0,5-5 mikroków (0,01-0.5 μm), a nawet więcej.

Figa. 10. Głowice do czytania / zapisu i napęd obrotowy z ruchomą cewką

Mechanizmy napędu jazdy.

Być może jeszcze ważniejsze szczegóły napędu niż same głowy, jest mechanizmem, który ustawia ich do właściwej pozycji i nazywa się napędem napędowym. Jest to pomoc, że głowa porusza się z centrum do krawędzi dysku i są zainstalowane na danym cylindrze. Istnieje wiele wzorów mechanizmów napędowych, ale można je podzielić na dwa główne typy:

z silnikiem krokowym;
z ruchomą cewką.

Rodzaj napędu w dużej mierze określa szybkość i niezawodność napędu, dokładność odczytu danych, jego stabilność temperatury, wrażliwość na wybór pozycji roboczej i wibracji. Powiedzmy, że napędy z napędami opartymi na silnikach krokowych są znacznie mniej wiarygodne niż urządzenia z dyskami z ruchomych cewek.

Silnik krokowy

Silnik krokowy jest silnikiem elektrycznym, którego wirnik może obracać się tylko krok po kroku, tj. Na ściśle określony kąt. Jeśli ręcznie przekręcisz jego wał, możesz usłyszeć krótkoterminowe zegary (lub pęknięcia szybkiej obrotu), które występują, gdy wirnik przechodzi następną stałą pozycję.

Ruchomy napęd cewki

Napęd z ruchomą cewką jest używany w prawie wszystkich nowoczesnych dyskach. W przeciwieństwie do systemów z silnikami krokowymi, w których ruch głowic jest przeprowadzany na ślepo, sygnał sprzężenia zwrotnego jest stosowany w napędzie z ruchomą cewką, dzięki czemu można dokładnie określić pozycje głowic w stosunku do utworów i dostosować je, jeśli je niezbędny. Taki system pozwala zapewnić większą prędkość, dokładność i niezawodność niż tradycyjny napęd z silnikiem krokowym.

Napęd z ruchomą cewką działa na zasadzie elektromagnetyzmu. Mechanizmy napędu z ruchomą cewką to dwa typy:

liniowy;
obrócenie.

Typy te różnią się jedynie fizyczną lokalizacją magnesów i cewek.

Dysk liniowy przesuwa głowę w linii prostej, ściśle wzdłuż linii promienia dysku. Cewki znajdują się w luzach magnesów trwałych. Główną zaletą napędu liniowego jest to, że gdy jest stosowany, błędy azymutalne charakterystyczne dla napędu obrotowego nie występują. (Azymut jest rozumiany jako kąt między głową głowy a kierunkiem ścieżki nagrywania). Podczas przemieszczania się z jednego cylindra nie włącza się na inną głowę, a ich azymut nie zmienia się.

Jednak napęd liniowy ma znaczącą wadę: jego projekt jest zbyt masywny. Aby zwiększyć wydajność dysku, musisz zmniejszyć masę mechanizmu napędowego i same głowy. Łyska mechanizm, z wysokim przyspieszeniem, może poruszać się z jednego cylindra do drugiego. Napędy liniowe są znacznie cięższe niż obrotowy, więc w nowoczesnych dyskach nie są używane.

Napęd obrotowy działa na tej samej zasadzie, co liniowy, ale końce głowic głowic są przymocowane do przenoszonej cewki. Gdy cewka porusza się w stosunku do magnesu trwałego, dźwignie ruchu głowy obracają się, przesuwając głowę do osi lub do krawędzi dysków. Ze względu na małą masę, taki projekt może poruszać się z wysokim przyspieszaniem, co pozwala na znacząco zmniejszyć czas dostępu do danych. Szybki ruch głowy przyczynia się do faktu, że ramiona dźwigni są różne: wtedy głowy są zamontowane, ma dużą długość.

Wady tego napędu obejmują fakt, że głowy podczas przemieszczania się z zewnętrznych cylindrów do wewnętrznych obrotów i kąta między płaszczyzną luki magnetycznej a kierunkiem utworu jest zmieniony. Dlatego szerokość obszaru roboczego dysku (strefy, w których znajdują się utwory), jest często ograniczone (w kolejności pojawiających się błędy azymutalne nieuchronnie). Obecnie napęd obrotowy jest używany w prawie wszystkich dyskach z ruchomą cewką.

Automatyczne głowice parkingowe.

Gdy moc jest wyłączona, dźwignie z głowicami są obniżane na powierzchni dysków. Napędy są w stanie wytrzymać tysiące głowy "startów" i "lądowania", ale pożądane jest, aby odbywały się na specjalnie zaprojektowanych sekcjach powierzchni płyt, na których dane nie są rejestrowane. Wraz z tymi startami i wyładunkami, zużycie (ścieranie) warstwy roboczej odbywa się, ponieważ ma miejsce, ponieważ "kluby przeciwpyłowe", składające się z cząstek warstwy roboczej przewoźnika, wylatują z głowic; Jeśli napęd wystąpi podczas startu lub lądowania, prawdopodobieństwo uszkodzenia głowic i dysków znacznie wzrośnie.

Jedną z zalet jazdy z ruchomą cewką jest automatyczne parking głowy. Po włączeniu zasilania głowice są umieszczone i utrzymywane w pozycji roboczej ze względu na interakcję pola magnetycznego ruchomej cewki i magnesu trwałego. Po wyłączeniu zasilania pole posiadające głowicę na określonym cylindrze znika i zaczynają przesuwać się niekontrolowanie na powierzchniach nie zatrzymanych płyt, które mogą powodować uszkodzenia. Aby zapobiec możliwym uszkodzeniu napędu, głowica obrotowa głowicy jest podłączona do sprężyny powrotnej. Gdy komputer jest włączony, interakcja magnetyczna zwykle przekracza elastyczność sprężyny. Ale gdy zasilanie jest odłączone, sprężyny są przenoszone do strefy parkingowej przed zatrzymaniem płyt. Jako częstotliwość obrotu dysków głowy z charakterystycznym trzaskiem jest "ląd" w tej strefie. Tak więc w dyskach z napędem z ruchomej cewki, mechanizm nagłówka głowy wystarczy po prostu wyłączyć komputer; Nie są potrzebne specjalne programy. W przypadku nagłego zniknięcia posuwu głowa jest automatycznie zaparkowana.

Drive Drive Drive.

Silnik, który obraca napędy, jest często nazywany wrzecionem (wrzeciono). Silnik wrzeciona jest zawsze związany z osią obrotu dysków, żadne pasy napędowe nie są do tego stosowane. Silnik musi milczeć: wszelkie wibracje są przesyłane do dysków i mogą prowadzić do błędów podczas odczytu i zapisu.

Częstotliwość obrotu silnika powinna być ściśle zdefiniowana. Zwykle waha się od 3 600 do 7200 obrotów na minutę lub więcej, a jego stabilizacja obwód sterujący z informacją zwrotną (automatyczna regulacja) służy do osiągnięcia wysokiej dokładności.

Tablica sterowania

W każdym napędzie, w tym dyskach twardych, jest co najmniej jedną opłatę. Na nim są zamontowane elektroniczne obwody Aby kontrolować silnik wrzeciona i napędy napędowe, a także do wymiany danych z kontrolerem (przedstawionym w wstępnie uzgodnionym formularzu). W dyskach IDE sterownik jest zainstalowany bezpośrednio w napędzie, a dla SCSI, należy użyć dodatkowej płyty przedłużającej.

Napędy kable i złącza

W większości dysków twardych znajduje się kilka złączy interfejsu do podłączenia do systemu, zasilania, a czasem zmielanie obudowy. Większość napędów ma co najmniej trzy typy złączy:

złącze interfejsu (lub złącza);
złącze zasilania;

Złącza interfejsu mają największą wartość, ponieważ dane i polecenia i polecenia są przesyłane przez nie. Wiele standardów interfejsów zapewnia łączenie wielu dysków do jednego kabla (opona). Oczywiście w tym przypadku musi być nie mniej niż dwa; W interfejsie SCSI pozostawiono do podłączenia do siedmiu napędów do jednego kabla (szeroki SCSI-2 obsługuje do 15 urządzeń). W niektórych standardach (na przykład w ST-506/412 lub ESDI), poszczególne złącza są dostarczane do sygnałów danych i sterowania, więc napęd i sterownik są podłączone do dwóch kabli, ale większość nowoczesnych urządzeń ISE i SCSI są podłączone pojedynczy kabel.

Złącza napędowe twarde na dyskach twardych są zazwyczaj takie same jak napędy do dysków elastycznych. W większości napędów stosuje się dwa napięcia zasilające (5 i 12 V), ale modele małych, zaprojektowanych do komputerów przenośnych, wystarczające napięcia 5 V.

Charakterystyka napędów twardych

Jeśli zamierzasz kupić nowy dysk lub po prostu dowiedzieć się, jakie różnice między urządzeniami różnych rodzin, porównują swoje parametry. Poniżej znajdują się kryteria, dla których zwykle oszacują jakość dysków twardych.

Niezawodność.
Prędkość.
Wstrząsy zawieszenie.
Koszt.

Niezawodność

W opisach dysków można znaleźć taki parametr jako średni czas między awarkami (MTBF), co zwykle waha się od 20 do 500 tysięcy godzin lub więcej. Nigdy nie zwracam uwagi na te liczby, ponieważ są czysto teoretyczne.

MĄDRY. (Technologia samokontroli, analizy i raportowania - technologia samodzielna, analiza i raportowanie) to nowy standard przemysłowy opisujący metody przewidywania dla wyglądu błędów dysku twardego. Aktywowanie s.m.a.r.t. Dysk twardy zaczyna śledzić pewne parametry, które są wrażliwe na błędy przechowywania lub wskazujące je. W wyniku takiego śledzenia można przewidzieć awarie rozwiązywania problemów.

Prędkość

Ważnym parametrem napędu pamięci na dysku twardym jest jego prędkość. Ten parametr dla różnych modeli może się znacznie różnić. I tak często, najlepszym wskaźnikiem prędkości dysku jest jego cena. Prędkość napędu można oszacować przez dwa parametry:

Średni czas szuka (średni czas szukania);
prędkość przesyłu danych.

W ramach średniego czasu wyszukiwania, który jest mierzony w milisekundach, jest rozumiany jako średni czas ruchu głowic z jednego cylindra do drugiego (a odległość między tymi cylindrami może być arbitralna). Możesz zmierzyć ten parametr, wykonując wystarczającą ilość operacji wyszukiwania przez losowo wybrane utwory, a następnie dzieląc całkowity czas wydany na tę procedurę dla liczby doskonałych operacji. W rezultacie zostanie uzyskany średni czas na jednorazowe wyszukiwanie.

Koszt

Ostatnio "określona wartość" dysków na dyskach twardych spadła do 2 centów na megabajt (a nawet niższa). Koszt dysków nadal spadają, a po chwili wydawał się, że nawet połowa na megabajty jest zbyt drogi. Właśnie z powodu redukcji cen napędy o pojemności mniejszej niż 1 GB są teraz praktycznie niedostępne, a optymalny wybór będzie pojemnością na dysku powyżej 10 GB.

nieformowana pojemność w milionach bajtów;
sformatowany pojemnik w milionach bajtów;
nieformowany pojemnik w megabajtach (MB);
sformatowany pojemnik w megabajtach (MB).

Pytania do samokontroli

Jaki jest elastyczny dysk?
Jaka jest istota kodowania magnetycznego informacji o binarnych?
Jak napędy działają na elastycznych dyskach magnetycznych i dyskach na sztywnych dyskach magnetycznych?
Jakie są zalety i wady napędów na płytach CD?

Grebenyuk E.I., Grebenyuk n.a. Środki techniczne Informatyzacji Wydawnictwo "Akademia" -Moskwa, 2007 / RUBB.51-82 /

Pierwszy przewoźnik zapisu magnetycznego, na którym informacje odnotowano w urządzeniach Poulsen na przełomie XIX-CHW, był stalowy drut średnica do 1 mm. Na początku XX wieku był również używany do tych celów. stalowa wstążka. Jednak cechy jakościowe tych przewoźników były bardzo niskie. Wystarczy powiedzieć, że do produkcji 14-godzinnych magnetycznych zapisów raportów na Międzynarodowym Kongresie w Kopenhadze w 1908 r. 2500 km drutu waży około 100 kg. Ponadto, w procesie korzystania z przewodów i taśmy stalowej, wystąpił trudny problem łączenia poszczególnych elementów. Na przykład drut z dzianiny z dzianiny nie przejdzie przez głowicę magnetyczną. Ponadto jest łatwo zdezorientowany, a cienka taśma stalowa cięta ręce. Stal dysk magnetyczny, Pierwszy patent, który został wydany w 1906 r., Nie otrzymał użycia 1.

Tylko z drugiej połowy lat 20., kiedy został wymyślony taśma magnetyczna proszkowa Rozpoczęła się stosowanie na dużą skalę rekordu magnetycznego. Pacjent do technologii stosowania proszku ferromagnetycznego do folii otrzymanej w 1928 roku. Fritz Pfeimer w Niemczech. Początkowo proszek magnetyczny zastosowano do podłoża papierowego, następnie na acetylocelulozie, aż do stosowania wysokiej wytrzymałości jako substratu

1 Vasilevskiy Yu. A. Magnetyczne media nagrania. M., 1989. P. 5-6.

materiał - tereftalan polietylenowy (LAFNA). Poprawiła się również jakość proszku magnetycznego. W szczególności proszki z tlenku żelaza z dodatkowym kobaltem, tlenkiem chromu, metalowych proszków żelaznych i stopów, które mogą zwiększyć gęstość rekordu kilka razy. Warstwę roboczą stosuje się do podłoża przez natryskiwanie próżniowe lub wytrącanie elektrolityczne w postaci lakieru magnetycznego, który składa się z proszku magnetycznego, spoiwa, rozpuszczalnika, plastyfikatora i różnych dodatków.

Oprócz elastycznej podstawy i robotnej warstwy magnetycznej w taśmie, mogą występować dodatkowe warstwy: ochronne - na powierzchni warstwy roboczej i antyifrykcji - na tylnej stronie taśmy, w celu ochrony warstwy roboczej przed mechanicznym Nosić, zwiększyć wytrzymałość mechaniczną taśmy i poprawić jego slajd na powierzchni głowic magnetycznych. Warstwę antyifrykcyjną usuwa również ładunki elektryczne, które gromadzą się na taśmie magnetycznej. Związek pośredni (Subleer) między podstawą a warstwą roboczą służy do poprawy przyczepności warstw pracy i antyifrykcji z podstawą.

W przeciwieństwie do mechanicznych nośników nagrywania, taśma magnetyczna nadaje się do wielu nagrywania informacji. Liczba takich zapisów jest bardzo duża i ograniczona do mechanicznej wytrzymałości taśmy magnetycznej.

Pierwsze przedstawienie taśmy pojawiły się w latach trzydziestych., Była cewką. W nich taśma magnetyczna została rana na cewce. A na początku była ogromna szpulki o szerokości 1 cala (25,4 mm). Podczas nagrywania i grania film został przewijany z wypełnionej cewki na pustym.

W 1963 r. Philips opracował tak zwany rekord kasety, który może zastosować bardzo cienkie taśmy magnetyczne. Ich maksymalna grubość wynosi tylko 20 mikronów o szerokości 3,81 mm. W kasetach Nagrywarki Oba cewki są w specjalnym płyta CD A koniec filmu jest ustalony z wyprzedzeniem na pustej cewce. Innymi słowy, tutaj taśma magnetyczna i kaseta są jednym mechanizmem funkcjonalnym. Nagrywanie na kasetach kompaktowych - dwustronne. Całkowity czas nagrywania wynosi zwykle 60, 90 i 120 minut.

Pod koniec lat siedemdziesiątych. pojawiło się mikrokastyki. Rozmiar 50x33x8 mm, tj., Wielkość zapałek, do przenośnych rejestratorów głosowych i telefonów z automatyczną sekretarką, aw połowy lat 80-tych. - picocasters. - trzy razy mniej mikrokastety.

Od 1952 r. Taśma magnetyczna zaczęła być wykorzystywana do nagrywania i przechowywania informacji w elektronicznych komputerach. Zaletą taśmy magnetycznej jest możliwość rejestracji ze zwiększoną gęstością ze względu na fakt, że całkowita powierzchnia powierzchni warstwy magnetycznej w taśmie jest znacznie wyższa niż w przypadku innych rodzajów przewoźników i jest ograniczona tylko do długości taśmy. Napędy taśmy magnetycznej kasety - wkłady Osiągnij pojemność kilku TB, aw niedalekiej przyszłości ich zdolność będzie dziesiątki TB. Wstążki do wkładów odebranych nazwę streamery (z angielskiego, strumienia - strumień). Zgodnie z zasadą działania są one podobne do magnetofonu.

W tym samym czasie taśma magnetyczna jest również nieodłączna w poważnej wadu. Nie zezwala na bezpośredni dostęp do nagranych informacji. W tym celu taśma musi najpierw przewijać w żądanej lokalizacji, co znacznie zwiększa od niego czas czytania. Kasety magnetyczne (wkłady) charakteryzują się również dużymi rozmiarami. Dlatego są one obecnie stosowane głównie w systemach. kopia rezerwowa W ośrodkach magazynów, w przedsiębiorstwach, w dużych centrach informacyjnych, a także do przechowywania informacji na serwerach i stacjach stacji stacji pulpitu, gdzie jest najważniejsze znaczenie, niezawodność, stabilność, duża pojemność, stosunkowo niewielka koszt. Systemy tworzenia kopii zapasowych umożliwiają zapewnienie bezpieczeństwa informacji w przypadku błędów, błędów lub klęsk żywiołowych.

Na taśmie magnetycznej można nagrywać nie tylko dźwięk, ale także informacje wideo. Taśma do fotografowania wideo Jeśli chodzi o jego strukturę, wstążka do nagrań audio. Jednak jego warstwa robocza jest zwykle bardziej złożoną strukturą. Faktem jest, że sygnały wideo o wysokiej częstotliwości są rejestrowane na powierzchni warstwy roboczej. Dla nich można użyć małych cząstek metali. Niskie częstotliwości są lepiej przekazywane przez duże cząstki, które są wskazane na głębokością. Dlatego warstwa robocza taśmy magnetycznej do fotografowania wideo może składać się z dwóch warstw. Taśma magnetyczna do dokumentów wideo jest również tankowania na specjalne kasety, które zapewniają go ochronę przed efektami mechanicznymi, zanieczyszczeniem i szybkim ładowaniem w sprzęcie wideo. Powszechny w latach 80. - 1990. Taśmy wideo aktualnie ustawiały drogę do bardziej obiecujących mediów informacji wideo.

Wysłano na początku maszyn komputerowych elektronicznych bębny magnetyczne. W szczególności w krajowej dużej elektronicznej maszynie do rachunkowości (BESM-6), stosowano bębny magnetyczne o waży około 8 kg, ale z pojemnością pamięci tylko 1 MB.

Od początku lat 60. XX wieku. Szerokie użycie, głównie w urządzeniach pamięci tarcze magnetyczne.Są to dyski aluminiowe lub plastikowe o średnicy 30 do 350 mm, powlekane warstwą roboczą proszek magnetycznych w grubości wielu mikronów. Powłoka magnetyczna początkowo składała się z tlenku żelaza, następnie - z dwutlenku chromowego.

W napędzie, jak w magnetofonie, informacje są zapisywane z głowicą magnetyczną, tylko wzdłuż taśmy, ale na koncentrycznych ścieżkach magnetycznych znajdujących się na powierzchni dysku obrotowego, z reguły, po obu stronach. Tarcze magnetyczne są sztywne i elastyczne, wymienialne i wbudowane komputer osobisty. Ich główne cechy to: kontener informacyjny, czas dostępu do informacji i prędkość odczytu z rzędu.

Twarde niechmowane dyski Komputer jest konstruktywnie połączony w jednym bloku z napędem. Są one łączone w pakiety na jednej osi. Pakiet dysku umieszcza się w obudowie hermetycznej, co zapewnia niezbędną czystość i stałe ciśnienie powietrza oczyszczonego z pyłu. Obecnie, zamiast powietrza, hel jest używany jako wypełniacz gazu obojętnego, umożliwiającym jej niższą gęstość znacznego zwiększenia efektywności energetycznej.

Każdy dysk zawiera taką samą liczbę kolejnych ścieżek (utworów). Szerokość ścieżki magnetycznej wynosi około 1 μm. Pierwszy model dysku twardego utworzonego w 1973 roku miał 30 utworów 30 sektorów, które przypadkowo zbiegły się z Kalibrom "30/30" słynnego karabinu myśliwskiego "Winchester" i dał początek sztywnej nazwy dysków twardych magnetycznych - "Winchester "," Winchesters ". Ślady to koncentryczne kręgi odpowiadające strefom resztkowego magnetyzacji utworzonej przez głowice magnetyczne. Z kolei każda z utworów jest podzielona na sekwencyjnie zlokalizowane sektory.

W opracowywaniu dysków twardych główny trend jest wyraźnie śledzony - stopniowy wzrost gęstości zapisu, którym towarzyszy zwiększenie prędkości obrotowej głowicy wrzeciona i zmniejszyć czas dostępu do informacji, a ostatecznie zwiększenie wydajności. Pojemność dysku, pierwotnie osiągnęła kilku GB, po środku drugiej dekady XXI wieku osiągnął 10 tb (roczny wzrost szczelnych dysków komputerowych wynosi 35-40 procent). Umieszczenie tej ilości informacji było możliwe na dyskach z prostokrotną metodą nagrywania, który pojawił się w 2007 r. W niedalekiej przyszłości, ta metoda pozwoli zwiększyć pojemność do 85 tb (można nagrywać 86 milionów zdjęć kolorowych lub 21,5 tys. filmy).

Dyski twarde są przeznaczone do stałego przechowywania informacji, w tym Niezbędne podczas pracy z komputerem (oprogramowanie systemowe, pakiety aplikacji itp.). Na podstawie dysków twardych dostępne są również zewnętrzne urządzenia pamięci masowej o pojemności do kilku TB.

Elastyczne plastikowe dyski magnetyczne (dyskietki, Z języka angielskiego, dyskietek - swobodnie wiszące) zostały wykonane ze sztucznego filmu - Mailara pokrytego odpornym na zużyciem Ferrolakiem i został umieszczony w specjalnych twardych plastikowych przypadkach - kaset, które zapewniają mechaniczną ochronę mediów. Kaseta z dyskietką jest nazywana dyskietka.

Pierwszy elastyczny dysk pojawił się w 1967 roku. Miał średnicę 8 cali i pojemność 100 KB. W 1976 r. Rozmiar dyskietki udało się zmniejszyć do 5,25 cali, aw 1980 r. Soni opracował dyskietkę i napęd napędowy o 3,5 cala, które są głównie wydawane w następnych dziesięcioleciach.

Specjalne urządzenie elektroniczne-mechaniczne służy do odczytu i zapisu informacji - napędu, w którym umieszcza się dyskietka. Dyskietka ma centralny otwór wrzeciona napędowego napędu, a otwór jest wykonany w zamknięciu obudowy z metalową otwórą kurtynową do uzyskiwania dostępu do głowic magnetycznych, przez które są wykonane do odczytu i zapisu. Nagrywanie na dyskietce odbywa się zgodnie z tą samą zasadą, co w magnetorze. Istnieje również bezpośredni mechaniczny styk głowicy z magnetyczną warstwą roboczą, która prowadzi do stosunkowo szybkiego zużycia nośnika materiału.

Pojemność jednej dyskietki 3,5 cala była zwykle od 1,0 do 2,0 MB. Standardowe dyskietki miały pojemność 1,44 MB. Opracowano jednak 3,5-calowe dyskietki do 250 MB.

Dyskietki okazały się dostatecznie arogancko. Są one mniej odporne na zużycie, a nie dyski twarde, są narażone na pola magnetyczne i podwyższone temperatury. Wszystko to często doprowadziło do utraty nagranych danych. Dlatego dyskietki były używane głównie do operacyjnego przechowywania udokumentowanych informacji. Obecnie są one usuwane przez bardziej wiarygodne i wydajne media oparte na pamięci flash.

W ostatnim kwartale XX wieku w wielu krajach świata i z lat 90. XX wieku. - A w Rosji tak zwana jest szeroko stosowana plastikowe karty, Prezentowanie urządzeń do magnetycznej metody przechowywania informacji i zarządzania danymi.

Poprzednikami kart plastikowych były kartami produkowanymi z kartonu, aby potwierdzić zdolność kredytową posiadacza poza bankiem. W 1928 r. Jedna z amerykańskich firm zaczęła produkować metalowe karty o wielkości 63 o 35 mm. Zostały one ściśnięte przez nazwę właściciela, nazwę miasta, stanu i innych informacji. Takie karty są wydawane stały klienci W dużych sklepach. Płacąc towary, sprzedający przewrócił kartę za pomocą specjalnego urządzenia, w wyniku czego litery ściśnięte na nim i liczbach zostały nadrukowane na czeku handlowym. Następnie to sprawdzenie z kwotą wpisaną przez ilość zakupu zostało wysłane do spłaty banku. Pierwsza nowoczesna karta kredytowa, na podstawie której pojawił się system płatności VISA, został wydany w 1958 r. Przez Bank of America.

Karty plastikowe składają się z trzech warstw: podstawy poliestrowej, na której stosowana jest cienka warstwa robocza, a warstwa ochronna. Jako podstawowa jest zwykle stosowana chlorek winylu, który jest łatwo przetwarzany, odporny na działanie temperaturę, chemiczno-mechaniczne. Jednak w niektórych przypadkach podstawa kart magnetycznych jest tak zwana pseudoplastyka - gęsty papier lub karton z dwustronnym laminowaniem.

Warstwa robocza (proszek ferromagnetyczny) jest stosowany na plastiku metodą gorącego wytłaczania w postaci pojedynczych wąskich pasków. Magnetyczne paski zgodnie z ich właściwościami fizycznymi i zakresem zastosowania są podzielone na dwa typy: wysokie klejenie i niskie echo. Wysokie paski elektowe są czarne. Są odporne na pola magnetyczne. Za ich rekord potrzebuje wyższej energii. Używany jako karty kredytowe, licencje kierowcy itp., I. W przypadkach wymagany jest zwiększenie odporności na zużycie i bezpieczeństwo. Niski paski magnetyczne mają brązowy. Są one mniej chronione, ale jest łatwiejsze i szybsze napisane. Używane na ograniczonych kartach ważności.

Warstwa ochronna kart plastikowych składa się z przezroczystej folii poliestrowej. Jest zaprojektowany, aby zapobiec zużyciu warstwy roboczej. Czasami używane są powłoki, które chronią przed fałszowaniem i kopiowaniem. Warstwa ochronna zapewnia dwie dziesiątki tysięcy cykli nagrywania i czytania.

Należy zauważyć, że oprócz magnetycznego istnieją inne sposoby na zapisanie informacji na plastikowej karcie: nagrywanie graficzne, wzdłużne (wytłaczanie mechaniczne), kodowanie kreskowe, rekord laserowy.

Obecnie elektroniczne żetony są coraz częściej w plastikowych kartach zamiast pasków magnetycznych. Takie karty, w przeciwieństwie do prostego magnetycznego, zaczęły być nazywany inteligentnym lub karty inteligentne. (z angielskiego, inteligentny-whaned). Mikroprocesor osadzony w nich umożliwia przechowywanie znacznej ilości informacji, umożliwia produkcję wymagane obliczenia W systemie płatności bankowych i handlowych, obracając plastikowe karty do mediów wielofunkcyjnych.

W drodze dostępu do mikroprocesora (interfejs) kart inteligentnych może być:

- z interfejsem kontaktowym (tj. Podczas wykonywania operacji, karta jest włożona do terminalu elektronicznego);
- Z podwójnym interfejsem (może działać zarówno kontakt, jak i bezstykowe, tj. Wymiana danych między kartą a urządzeniami zewnętrznymi można przeprowadzić przez kanał radiowy).

Wymiary kart z tworzyw sztucznych są znormalizowane. Zgodnie z normą międzynarodową ISO-7810, ich długość wynosi 85,595 mm, szerokość wynosi 53,975 mm, grubość wynosi 3,18 mm.

Zakres zastosowania kart z tworzyw sztucznych magnetycznych i pseudotorystowych kart, a także kart inteligentnych jest dość obszerny. Oprócz systemów bankowych są one wykorzystywane jako kompaktowe media informacji, identyfikator zautomatyzowanych systemów księgowych i kontroli, certyfikatów, pomijania, kart internetowych, kart SIM komunikacja komórkowa, bilet na podróż do transportu, paszport elektroniczny (biometryczny) itp.

Magnetyczne nośniki materiału są stale ulepszane wraz z technologiami dokumentacji elektromagnetycznej. Istnieje tendencja do zwiększenia gęstości nagrania informacji na nośnikach magnetycznych podczas zmniejszania ich rozmiaru i zmniejsza dostęp do informacji. Takie technologie są opracowywane, że już w najbliższej przyszłości zwiększy ilość standardowej pamięci multimedialnej kilku tysiące razy w porównaniu z bieżącymi urządzeniami. W bardziej odległym biegu oczekuje się, pojawienie się przewoźnika, gdzie poszczególne atomy odgrywają rolę cząstek magnetycznych. W rezultacie jego zdolność, według programistów, miliardy czasów przekroczą obecnie istniejące normy.

Vasilevsky Yu. A. Dekret. op. P. 11, 225, 227-228; Levin V. I. Dekret. O. 23-24.
Manukov S. Jak nie stać się kotłem kardiologicznym // firmy. 2009.№ 27-28. P. 52.
Frakkin V. W przeszłości, obecne i przyszłe informacje nośniki // Cena komputerowa. 2003. Nr 46.

Magnetyczny optyczny media elektroniczne. Rodzaje nośników informacyjnych, ich klasyfikacja i cechy. Wymiary i możliwości nowoczesnego dysku twardego

Przeczytaj także.

Oznaczanie obciążeń rozliczeniowych współczynnika sieci elektrycznej kombinacji maksymalnych obciążeń

Sieci wtórne sieci komunikacyjne sieci wtórne

Instalacja oficjalnego oprogramowania układowego na Samsung Galaxy S6 oprogramowanie firmware Nokia C6 00

Dzwon.