Nosači podataka magnetski i optički. Magnetski i optički mediji za pohranu podataka i mogućnosti njihove primjene u praksi organizacija. Pogoni tvrdog diska

Uređaji za pohranu na magnetskim i optičkim medijima

Pohrana disketa magnetski diskovi: princip rada, tehnički podaci, glavne komponente. Pogoni tvrdog magnetskog diska: faktori oblika, principi rada, vrste, glavne karakteristike, načini rada. Konfiguriranje i formatiranje magnetskih diskova. Pomoćni programi za održavanje tvrdog diska. Logička struktura i format magnetooptičkih i kompakt diskova. CD-R pogoni(RW), DVD-R (RW), ZIP: princip rada, glavne komponente, tehničke karakteristike. Magneto-optički pogoni, streameri, flash pogoni. Pregled glavnih modernih modela.

Učenik mora znati:

• princip rada i glavne komponente FDD pogona;
• karakteristike i načini rada tvrdih diskova;
• princip rada magnetooptičkih i CD pogona;
• formati optičkih i magnetooptičkih diskova;

Student mora biti sposoban:

• snimati podatke na razne medije;
• koristiti softver Održavanje tvrdi disk;
• odrediti glavne karakteristike pogona;

Ciljevi lekcije:

• – upoznati učenike s glavnim sastavnim dijelovima uređaja za pohranu informacija.
• – proučiti vrste uređaja za pohranu informacija i njihove karakteristike.
• - odgoj informatička kultura učenici, pažljivost, točnost, disciplina, upornost.
• – razvoj kognitivnih interesa, sposobnosti samokontrole i vještina vođenja bilješki.

Teorijski dio.

Pohranjivanje podataka na magnetske medije

U gotovo svim osobnim računalima informacije se pohranjuju na medij koristeći magnetske ili optičke principe. Kada koristite uređaje za magnetsku pohranu, binarni podaci se "pretvaraju" u male metalne magnetizirane čestice raspoređene u "šablon" na ravnom disku ili vrpci. Ovaj magnetski "uzorak" kasnije se može dešifrirati u tok binarnih podataka.

Rad magnetskih medija – tvrdih i disketnih pogona – temelji se na elektromagnetizmu. Njegova suština je da kada električna struja prolazi kroz vodič, oko njega se formira magnetsko polje (slika 1). Ovo polje utječe na feromagnetsku tvar koja se nalazi u njemu. Kada se promijeni smjer struje, mijenja se i polaritet magnetskog polja. Fenomen elektromagnetizma koristi se u električnim motorima za stvaranje sila koje djeluju na magnete koji su postavljeni na rotirajuću osovinu.

Međutim, postoji i suprotan učinak: u vodiču izloženom izmjeničnom magnetskom polju, struja. Kada se promijeni polaritet magnetskog polja, mijenja se i smjer električne struje (slika 2).

Glava za čitanje/pisanje u bilo kojem pogonu diska sastoji se od feromagnetske jezgre u obliku slova U i zavojnice (namota) omotane oko nje, kroz koju može teći električna struja. Kada struja prolazi kroz namot, u jezgri (magnetskom krugu) glave stvara se magnetsko polje (slika 3). Prilikom promjene smjera struje mijenja se i polaritet magnetskog polja. U biti, glave su elektromagneti čiji se polaritet može vrlo brzo mijenjati promjenom smjera električne struje kroz koju prolazi.

Riža. 2. Kad se vodič giba u magnetskom polju, u njemu nastaje električna struja
Riža. 3. Glava za čitanje/pisanje

Magnetsko polje u jezgri djelomično se širi u okolni prostor zbog prisutnosti praznine "prepiljene" u podnožju slova U. Ako se drugi feromagnet (radni sloj nosača) nalazi u blizini praznine, tada magnetsko polje je lokalizirano u njemu, budući da takve tvari imaju manji magnetski otpor od zraka. Magnetski tok koji prolazi kroz raspor zatvara se kroz nosač, što dovodi do polarizacije njegovih magnetskih čestica (domena) u smjeru polja. Smjer polja i, prema tome, zaostala magnetizacija nosača ovisi o polaritetu električnog polja u namotu glave.

Fleksibilni magnetski diskovi najčešće se izrađuju na lavsanu, a tvrdi diskovi najčešće na aluminijskoj ili staklenoj podlozi, na koju se nanosi sloj feromagnetskog materijala. Radni sloj uglavnom se sastoji od željeznog oksida s raznim dodacima. Magnetska polja koja stvaraju pojedinačne domene na čistom disku nasumično su orijentirana i međusobno se kompenziraju na bilo kojem produženom (makroskopskom) dijelu površine diska, tako da je njegova preostala magnetizacija jednaka nuli.

Ako se dio površine diska, kada se povuče blizu otvora glave, izloži magnetskom polju, tada su domene poravnate u određenom smjeru i njihova magnetska polja više se međusobno ne poništavaju. Zbog toga se u ovom području pojavljuje zaostala magnetizacija, koja se kasnije može otkriti. U znanstvenim terminima, možemo reći: rezidualni magnetski tok koji formira određeno područje površine diska postaje različit od nule.

Dizajn glave za čitanje/pisanje

Kako se razvijala tehnologija pogona diska, tako su se razvijali i dizajni glava za čitanje/pisanje. Prve glave bile su jezgre s namotima (elektromagneti). Prema modernim standardima, njihova je veličina bila enormna, a njihova gustoća snimanja iznimno niska. Tijekom godina dizajni glava su prošli dug put od prvih glava s feritnom jezgrom do današnjih tipova.

Najčešće korištene glave su sljedeće četiri vrste:

• ferit;
• s metalom u procjepu (MIG);
• tanki film (TF);
• magnetootporni (MR);
• divovski magnetorezistivni (GMR).
• Feritne glave

Klasične feritne glave prvi put su korištene u IBM-ovom pogonu Winchester 30-30. Njihove jezgre izrađene su od prešanog ferita (na bazi željeznog oksida). Magnetsko polje u rasporu nastaje kada električna struja teče kroz namot. S druge strane, kada se jakost magnetskog polja promijeni u blizini raspora u namotu, inducira se elektromotorna sila. Dakle, glava je univerzalna, tj. može se koristiti i za pisanje i za čitanje. Dimenzije i težina feritnih glava su veće od tankoslojnih; pa ih spriječiti neželjeni kontakti s površinama diskova, morate povećati razmak.

Tijekom postojanja feritnih glava, njihov izvorni (monolitni) dizajn je značajno poboljšan. Konkretno, razvijene su takozvane staklene feritne (kompozitne) glave, čija je mala feritna jezgra ugrađena u keramičko kućište. Širina jezgre i magnetski razmak takvih glava je manji, što omogućuje povećanje gustoće zapisa zapisa. Osim toga, njihova je osjetljivost na vanjske magnetske smetnje smanjena.

• Glave s metalom u procjepu

Metal-In-Gap (MIG) glave su rezultat poboljšanja u dizajnu kompozitne feritne glave. U takvim glavama, magnetski razmak koji se nalazi na stražnjoj strani jezgre ispunjen je metalom. Zbog toga je značajno smanjena sklonost materijala jezgre magnetskom zasićenju, što omogućuje povećanje magnetske indukcije u radnom rasporu i, prema tome, upisivanje na disk s većom gustoćom. Osim toga, veći je gradijent magnetskog polja koje stvara glava s metalom u procjepu, što znači da se na površini diska formiraju magnetizirana područja s jasnije definiranim granicama (smanjuje se širina zona promjene predznaka) .

Ove glave omogućuju korištenje medija s visokom koercitivnošću i radnim slojem tankog filma. Smanjenjem ukupne mase i poboljšanjem dizajna, takve se glave mogu smjestiti bliže površini medija.

Glave s metalom u razmaku dolaze u dvije vrste: jednostrane i dvostrane (tj. s jednim i dva metalizirana razmaka). U jednostranim glavama, sloj magnetske legure nalazi se samo u stražnjem (neradnom) razmaku, au dvostranim glavama - u oba. Metalni sloj nanosi se vakuumskim taloženjem. Indukcija zasićenja magnetske legure približno je dvostruko veća od indukcije ferita, što, kao što je već navedeno, omogućuje snimanje na medijima s visokom koercitivnom silom, koji se koriste u pogonima velikog kapaciteta. U tom pogledu dvostrane glave su bolje od jednostranih.

• Glave tankog filma

Thin Film (TF) glave se proizvode korištenjem gotovo iste tehnologije kao i integrirani krugovi, tj. fotolitografijom. Nekoliko tisuća glava može se "ispisati" na jednu podlogu odjednom, što rezultira malim i laganim glavama.

Radni razmak u glavama s tankim filmom može se učiniti vrlo uskim, a njegova širina se prilagođava tijekom proizvodnog procesa ugradnjom dodatnih slojeva nemagnetske aluminijske legure. Aluminij potpuno ispunjava radni zazor i dobro ga štiti od oštećenja (okrhotine rubova) uslijed slučajnog dodira s diskom. Sama jezgra izrađena je od legure željeza i nikla, čija je indukcija zasićenja 2-4 puta veća od indukcije ferita.

Područja zaostale magnetizacije na površini diska formirana glavama tankog filma imaju jasno definirane granice, što omogućuje postizanje vrlo visoka gustoća zapisa. Zbog male težine i male veličine glava, razmak između njih i površina diska može se značajno smanjiti u usporedbi s feritnim i MIG glavama: u nekim pogonima njegova vrijednost ne prelazi 0,05 mikrona. Kao rezultat toga, prvo, povećava se zaostala magnetizacija područja površine nosača i, drugo, povećava se amplituda signala i poboljšava se omjer signala i šuma u načinu očitavanja, što u konačnici utječe na pouzdanost snimanja i čitanja podataka .

Trenutačno se glave s tankim filmom koriste u većini pogona velikog kapaciteta, posebno u modelima male veličine, čime su glave praktički zamijenjene metalom u razmaku. Njihov dizajn i karakteristike se stalno poboljšavaju, ali najvjerojatnije će ih u bliskoj budućnosti zamijeniti magnetootporne glave.

• Magnetootporne glave

Magnetootporne (MR) glave pojavile su se relativno nedavno. Razvio ih je IBM i omogućuju postizanje najveće gustoće snimanja i performansi pogona. Po prvi put, magnetootporne glave ugrađene su u pogon na tvrdi diskovi s kapacitetom od 1 GB (3,5″) od IBM-a 1991.

Sve glave su detektori, tj. zabilježiti promjene u zonama magnetizacije i pretvoriti ih u električne signale koji se mogu interpretirati kao podaci. Međutim, postoji jedan problem s magnetskim snimanjem: kada su magnetske domene medija smanjene, razina signala glave se smanjuje i postoji mogućnost da se šum zamijeni za "pravi" signal. Za rješavanje ovog problema potrebno je imati učinkovitu glavu za očitavanje koja može pouzdanije utvrditi prisutnost signala.

Magnetootporne glave su skuplje i složenije od ostalih tipova glava, budući da njihov dizajn sadrži dodatne elemente, a tehnološki proces uključuje nekoliko dodatnih koraka. Slijede glavne razlike između magnetootpornih glava i konvencionalnih:

• na njih se moraju spojiti dodatne žice za dovod mjerne struje na otporni senzor;
• 4–6 dodatnih maski (foto šablona) koriste se tijekom proizvodnog procesa;
• Zbog svoje visoke osjetljivosti, magnetootporne glave su osjetljivije na vanjska magnetska polja, pa ih je potrebno pažljivo zaštititi.

U svim prethodno razmotrenim glavama isti razmak je “radio” tijekom procesa pisanja i čitanja, au magnetootpornoj glavi ih je dvoje - svaki za svoj rad. Kod projektiranja glava s jednim radnim razmakom morate napraviti kompromis pri odabiru njegove širine. Činjenica je da je za poboljšanje parametara glave u načinu čitanja potrebno smanjiti širinu razmaka (za povećanje razlučivosti), a pri pisanju razmak mora biti širi, jer u ovom slučaju magnetski tok prodire u radni sloj na veću dubinu ("magnetizirajući" ga po cijeloj debljini). U magnetootpornim glavama s dva razmaka, svaki razmak može imati optimalnu širinu. Još jedna značajka razmatranih glava je da njihov dio za snimanje (tankoslojni) oblikuje šire tragove na disku nego što je potrebno za rad jedinice za čitanje (magnetootporni). U ovom slučaju, glava za čitanje "prikuplja" manje magnetskih smetnji od susjednih staza.

• Ogromne magnetootporne glave

Godine 1997. IBM je najavio novu vrstu magnetootporne glave koja je bila puno osjetljivija. Nazvane su divovskim magnetootpornim glavama (Giant Magnetoresistive - GMR). Ime su dobile na temelju korištenog učinka (iako su bile manje veličine od standardnih magnetootpornih glava). GMR efekt otkriven je 1988. u kristalima postavljenim u vrlo jako magnetsko polje (otprilike 1000 puta veće od magnetskog polja koje se koristi u tvrdim diskovima).

Metode kodiranja podataka

Podaci na magnetskim medijima pohranjuju se u analognom obliku. Pritom se sam podatak prikazuje u digitalnom obliku, budući da se radi o nizu nula i jedinica. Prilikom snimanja, digitalna informacija koja ulazi u magnetsku glavu stvara magnetske domene odgovarajućeg polariteta na disku. Ako tijekom snimanja na glavu stigne pozitivan signal, magnetske domene se polariziraju u jednom smjeru, a ako je negativan, u suprotnom smjeru. Kada se promijeni polaritet snimljenog signala, mijenja se i polaritet magnetskih domena.

Ako tijekom reprodukcije glava registrira grupu magnetskih domena istog polariteta, ona ne stvara nikakve signale; laser se javlja samo kada glava detektira promjenu polariteta. Ti trenuci promjene polariteta nazivaju se promjenama predznaka. Svaka promjena predznaka uzrokuje da glava za čitanje proizvede impuls napona; Upravo te impulse uređaj registrira tijekom čitanja podataka. Ali u isto vrijeme, glava za čitanje ne generira točno onaj signal koji je snimljen; zapravo stvara niz impulsa od kojih svaki odgovara trenutku promjene predznaka.

Za optimalan položaj impulsa u signalu snimanja, neobrađeni podaci prolaze kroz poseban uređaj koji se naziva koder/dekoder. Ovaj uređaj pretvara binarne podatke u električne signale koji su optimizirani za postavljanje zona promjene znakova na stazu snimanja. Tijekom čitanja, koder/dekoder izvodi inverznu konverziju: rekonstruira niz binarnih podataka iz signala. Tijekom godina razvijeno je nekoliko metoda kodiranja podataka, a glavni cilj programera bio je postizanje maksimalne učinkovitosti i pouzdanosti u snimanju i čitanju informacija.

Kod rada s digitalnim podacima sinkronizacija je od posebne važnosti. Kod čitanja ili pisanja vrlo je važno točno odrediti trenutak promjene svakog znaka. Ako nema sinkronizacije, trenutak promjene predznaka može biti netočno određen, što rezultira neizbježnim gubitkom ili iskrivljenjem informacija. Kako bi se to spriječilo, rad odašiljačkih i prijamnih uređaja mora biti strogo sinkroniziran. Postoje dva načina za rješavanje ovog problema. Najprije sinkronizirajte rad dva uređaja odašiljanjem posebnog signala za sinkronizaciju (ili signala sata) preko zasebnog komunikacijskog kanala. Drugo, kombinirajte signal sata sa signalom podataka i prenesite ih zajedno na jednom kanalu. Upravo je to bit većine metoda kodiranja podataka.

Iako je razvijen širok izbor metoda, danas se zapravo koriste samo tri od njih:

• frekvencijska modulacija (FM);
• modificirana frekvencijska modulacija (MFM);
• Kodiranje ograničenja duljine zapisa (RLL).

Frekvencijska modulacija (FM)

Metoda kodiranja FM (frekvencijska modulacija) prva je razvijena i korištena je za takozvano snimanje na diskete s jednom gustoćom u ranim računalima. Kapacitet takvih jednostranih disketa bio je samo 80 KB. Snimanje frekvencijske modulacije korišteno je u mnogim uređajima 1970-ih, ali je sada potpuno napušteno.

Modificirana frekvencijska modulacija (MFM)

Glavni cilj programera metode MFM (Modified Frequency Modulation) bio je smanjiti broj zona promjene predznaka za snimanje iste količine podataka u usporedbi s FM kodiranjem i, sukladno tome, povećati potencijalni kapacitet nosača. Ovom metodom snimanja smanjuje se broj zona promjene znaka koje se koriste samo za sinkronizaciju. Prijelazi sinkronizacije upisuju se samo na početak ćelija s nultim podatkovnim bitom i samo ako mu prethodi nulti bit. U svim ostalim slučajevima ne formira se sinkronizirajuća zona promjene predznaka. Zahvaljujući ovom smanjenju broja zona promjene predznaka uz istu dopuštenu gustoću njihovog postavljanja na disk, informacijski kapacitet se udvostručuje u odnosu na snimanje FM metodom.

Zbog toga se diskovi snimljeni MFM metodom često nazivaju diskovima dvostruke gustoće. Budući da s metodom snimanja koja se razmatra, isti broj zona promjene predznaka daje dvostruko više "korisnih" podataka nego s FM kodiranjem, brzina čitanja i pisanja informacija na medij također se udvostručuje.

Kodiranje ograničenja duljine zapisa (RLL).

Danas je najpopularnija metoda kodiranja s ograničenjem dužine zapisa (Run Length Limited - RLL). Omogućuje vam da na disk postavite jedan i pol puta više informacija nego pri snimanju MFM metodom i tri puta više nego kod FM kodiranja. Pri korištenju ove metode ne kodiraju se pojedinačni bitovi, već cijele skupine, što rezultira stvaranjem određenih nizova zona promjene predznaka.

RLL metodu je razvio IBM i prvi put je korištena u disk pogonima velikih strojeva. U kasnim 1980-ima počeo se koristiti u tvrdim diskovima osobnih računala, a danas se koristi u gotovo svim osobnim računalima.

Mjerenje skladišnog kapaciteta

U prosincu 1998. Međunarodna elektrotehnička komisija (IEC), koja se bavi normizacijom u području elektrotehnike, uvela je kao službenu normu sustav naziva i simbola za mjerne jedinice za uporabu u području obrade podataka i komunikacije. Sve donedavno, uz istovremenu upotrebu decimalnih i binarnih mjernih sustava, jedan megabajt je mogao biti jednak 1 milijunu bajtova (106) ili 1.048.576 bajtova (220). Standardne kratice jedinica koje se koriste za mjerenje kapaciteta magnetskih i drugih uređaja za pohranu dane su u tablici. 1.

Prema novom standardu, 1 MiB (mebibajt) sadrži 220 (1.048.576) bajtova, a 1 MB (megabajt) sadrži 106 (1.000.000) bajtova. Nažalost, ne postoji općeprihvaćena metoda razlikovati binarne višekratnike od decimalnih jedinica. Drugim riječima, engleska kratica MB (ili M) može značiti milijune bajtova ili megabajta.

Tipično, kapacitet memorije se mjeri u binarnim jedinicama, ali kapacitet memorije se mjeri iu decimalnim i binarnim jedinicama, što često dovodi do nesporazuma. Također imajte na umu da se u engleskoj verziji bitovi i bajtovi razlikuju u slučaju prvog slova (može biti malo ili veliko slovo). Na primjer, kada se označavaju milijuni bitova, koristi se malo slovo "b", što rezultira jedinicom milijun bitova u sekundi Mbps, dok MBps znači milijun bajtova u sekundi.

Što se dogodilo HDD

Najpotrebnija i ujedno najmisterioznija komponenta računala je tvrdi disk. Kao što znate, dizajniran je za pohranu podataka, a posljedice njegovog kvara često su katastrofalne. Da biste ispravno radili ili nadogradili svoje računalo, morate dobro razumjeti što je to - tvrdi disk.

Glavni elementi pogona su nekoliko okruglih aluminijskih ili nekristalnih staklenih ploča. Za razliku od disketa (floppy diskova), ne mogu se savijati; otuda i naziv tvrdi disk (slika 4). U većini uređaja oni se ne mogu ukloniti, pa se ponekad takvi pogoni nazivaju fiksni diskovi. Postoje i pogoni s prijenosnim diskovima, kao što su Iomega Zip i Jaz uređaji.

Najnovija postignuća

U gotovo 20 godina otkako su tvrdi diskovi postali uobičajene komponente osobnih računala, njihovi parametri radikalno su se promijenili. Da bismo vam dali neku predodžbu o tome dokle je stigao proces poboljšanja tvrdih diskova, evo najupečatljivijih činjenica.

Maksimalni kapacitet 5,25-inčnih pogona povećan je s 10 MB (1982.) na 180 GB i više za 3,5-inčne pogone polovice visine (Seagate Barracuda 180). Kapacitet 2,5-inčnih pogona visine ne veće od 12,5 mm, koji se koriste u prijenosnim računalima, povećan je na 32 GB (IBM Travelstar 32GH). Tvrdi diskovi s kapacitetom manjim od 10 GB praktički se ne koriste u modernim stolnim računalima.

Brzine prijenosa podataka porasle su s 85–102 KB/s u računalu IBM XT (1983.) na 51,15 MB/s u najbržim sustavima (Seagate Cheetah 73LP).

Prosječno vrijeme traženja (tj. vrijeme potrebno za instaliranje glave na željenu stazu) smanjilo se s 85 ms u IBM XT računalu (1983.) na 4,2 ms u jednom od najbržih pogona koji su danas dostupni (Seagate Cheetah X15).

Godine 1982. pogon od 10 MB koštao je više od 1500 USD (150 USD po megabajtu). Trenutačno je cijena tvrdih diskova pala na pola centa po megabajtu.

Kako rade tvrdi diskovi

U pogonima tvrdog diska podaci se zapisuju i čitaju univerzalnim glavama za čitanje/pisanje s površine rotirajućih magnetskih diskova, podijeljenih na staze i sektore (512 bajta svaki), kao što je prikazano na slici. 5.

Pogoni obično imaju instalirano više diskova, a podaci se zapisuju na obje strane svakog diska. Većina pogona ima najmanje dva ili tri diska (što omogućuje snimanje na četiri ili šest strana), ali postoje i uređaji koji sadrže do 11 ili više diskova. Staze iste vrste (identično smještene) na svim stranama diskova spojene su u cilindar (slika 6). Svaka strana diska ima vlastitu stazu za čitanje/pisanje, ali sve su glave postavljene na zajedničku šipku ili stalak. Stoga se glave ne mogu kretati neovisno jedna o drugoj i kreću se samo sinkrono.

Tvrdi diskovi vrte se puno brže od disketnih pogona. Njihova frekvencija vrtnje, čak i kod većine prvih modela, iznosila je 3600 okretaja u minuti (tj. 10 puta više nego kod disketne jedinice) i donedavno je bila gotovo standard za tvrde diskove. Ali danas se brzina rotacije tvrdih diskova povećala. Na primjer, u prijenosnom računalu Toshiba disk od 3,3 GB vrti se pri 4852 okretaja u minuti, no već postoje modeli s frekvencijama od 5400, 5600, 6400, 7200, 10 000 pa čak i 15 000 okretaja u minuti. Brzina pojedinog tvrdog diska ovisi o njegovoj brzini rotacije, brzini kretanja sustava glave i broju sektora na stazi.

Tijekom normalnog rada tvrdog diska, glave za čitanje/pisanje ne dodiruju (i ne smiju dodirivati!) diskove. Ali kada se struja isključi i diskovi stanu, potonu na površinu. Tijekom rada uređaja stvara se vrlo mali zračni raspor (zračni jastuk) između glave i površine rotirajućeg diska. Ako zrnca prašine uđe u ovaj otvor ili dođe do udara, glava će se "sudariti" s diskom koji se okreće "punom brzinom". Ako je udarac dovoljno jak, glava će se razbiti. Posljedice toga mogu biti različite - od gubitka nekoliko bajtova podataka do kvara cijelog pogona. Stoga su u većini pogona površine magnetskih diskova legirane i obložene posebnim mazivima, što omogućuje uređajima da izdrže svakodnevna "polijetanja" i "slijetanja" glava, kao i ozbiljnije udare.

Riža. 6. Cilindar tvrdog diska

Staze i sektori

Staza je jedan "prsten" podataka na jednoj strani diska. Staza za snimanje na disku je prevelika da bi se mogla koristiti kao jedinica za pohranu. U mnogim pogonima njegov kapacitet premašuje 100 tisuća bajtova, a dodjela takvog bloka za pohranjivanje male datoteke izuzetno je rastrošna. Stoga su zapisi na disku podijeljeni u numerirane dijelove koji se nazivaju sektori.

Broj sektora može varirati ovisno o gustoći zapisa i vrsti pogona. Na primjer, zapis diskete može sadržavati od 8 do 36 sektora, a zapis tvrdog diska može sadržavati od 380 do 700. Sektori stvoreni pomoću standardni programi formatiranja imaju kapacitet od 512 bajtova, no moguće je da će se ta vrijednost promijeniti u budućnosti.

Numeriranje sektora na stazi počinje od jedan, za razliku od glava i cilindara koji se broje od nule. Na primjer, 3,5-inčna HD (High Density) disketa (kapaciteta 1,44 MB) sadrži 80 cilindara, označenih brojevima od 0 do 79, pogon ima dvije glave (označene brojevima 0 i 1), a svaka staza cilindra podijeljena je na 18 sektora ( 1–18).

Prilikom formatiranja diska, na početku i kraju svakog sektora stvaraju se dodatna područja za bilježenje njihovih brojeva, kao i drugih servisnih informacija, zahvaljujući kojima kontroler identificira početak i kraj sektora. To vam omogućuje razlikovanje kapaciteta neformatiranog i formatiranog diska. Nakon formatiranja, kapacitet diska se smanjuje, a s tim se morate pomiriti, jer da bi se osigurao normalan rad pogona, nešto prostora na disku mora biti rezervirano za servisne informacije.

Na početku svakog sektora piše se njegovo zaglavlje (ili dio prefiksa), koji određuje početak i broj sektora, a na kraju - zaključak (ili dio sufiksa), u kojem se kontrolni zbroj(kontrolni zbroj), potreban za provjeru integriteta podataka. Većina novih pogona koristi takozvani No-ID zapis umjesto zaglavlja, koji može sadržavati veću količinu podataka. Uz navedena područja servisnih informacija, svaki sektor sadrži podatkovno područje kapaciteta 512 bajtova.

Radi jasnoće, zamislite da su sektori stranice u knjizi. Svaka stranica sadrži tekst, ali on ne ispunjava cijeli prostor stranice, jer ima margine (gore, dolje, desno i lijevo). Margine sadrže servisne informacije, kao što su nazivi poglavlja (u našoj analogiji, to će odgovarati brojevima zapisa i cilindra) i brojevi stranica (koji odgovaraju brojevima sektora). Područja na disku, slična marginama na stranici, stvaraju se kada se disk formatira; Ujedno se u njima bilježe i servisne informacije. Osim toga, tijekom formatiranja diska, podatkovna područja svakog sektora ispunjavaju se lažnim vrijednostima. Nakon formatiranja diska, možete pisati podatke u podatkovno područje kao i obično. Informacije sadržane u zaglavljima sektora i zaključcima ne mijenjaju se tijekom normalnih operacija pisanja podataka. Možete ga promijeniti samo ponovnim formatiranjem diska.

Formatiranje diskova

Postoje dvije vrste formatiranja diska:

• fizički ili formatiranje niska razina;
• logično ili formatiranje visoke razine.

Prilikom formatiranja disketa pomoću programa Explorer Windows 9x ili DOS FORMAT naredbe izvode obje operacije, ali za tvrde diskove te se operacije moraju izvoditi odvojeno. Štoviše, za tvrdi disk postoji treća faza koja se izvodi između dvije navedene operacije formatiranja - particioniranje diska. Izrada particija je apsolutno neophodna ako planirate koristiti nekoliko operativnih sustava na jednom računalu. Fizičko oblikovanje uvijek se izvodi na isti način, bez obzira na svojstva operacijski sustav i opcije formatiranja visoke razine (koje se mogu razlikovati od operativnog sustava do operativnog sustava). To vam omogućuje kombiniranje nekoliko operativnih sustava na jednom tvrdom disku.

Kada organizirate nekoliko particija na jednom pogonu, svaka od njih može se koristiti za pokretanje vlastitog operativnog sustava ili predstavljati zaseban volumen ili logički pogon. Volumen ili logički pogon nešto je čemu sustav dodjeljuje slovo pogona.

Tako, tvrdo formatiranje disk se izvodi u tri faze.

1. Niska razina oblikovanja.
2. Organiziranje particija na disku.
3. Visoka razina oblikovanja.

Niska razina oblikovanja

Tijekom formatiranja na niskoj razini, zapisi na disku podijeljeni su u sektore. U tom se slučaju bilježe zaglavlja i zaključci sektora (prefiksi i sufiksi) te se formiraju intervali između sektora i staza. Područje podataka svakog sektora ispunjeno je lažnim vrijednostima ili posebnim testnim skupovima podataka. U disketnim pogonima, broj sektora po stazi određen je tipom disketnog diska i pogona; Broj sektora na stazi tvrdog diska ovisi o sučelju pogona i kontrolera.

Gotovo svi IDE i SCSI pogoni koriste takozvano zonsko snimanje s promjenjivim brojem sektora po stazi. Staze koje su udaljenije od centra, a time i duže, sadrže veći broj sektora od onih koje su bliže centru. Jedan od načina povećanja kapaciteta tvrdog diska je podjela vanjskih cilindara na velika količina sektora u usporedbi s unutarnjim cilindrima. U teoriji, vanjski cilindri mogu sadržavati više podataka jer imaju veći opseg. Međutim, u pogonima koji ne koriste metodu zonskog snimanja, svi cilindri sadrže istu količinu podataka, iako opseg vanjskih cilindara može biti dvostruko veći od unutarnjih. Time se gubi prostor vanjskih kolosijeka, jer se koristi krajnje neučinkovito (slika 7).

Kod zonskog snimanja cilindri su podijeljeni u skupine koje se nazivaju zonama, a kako se pomičete prema vanjskom rubu diska, staze se dijele na sve veći broj sektora. U svim cilindrima koji pripadaju istoj zoni, broj sektora na stazama je isti. Mogući broj zona ovisi o vrsti pogona; u većini uređaja ima ih 10 ili više (slika 8).

Riža. 7. Standardno snimanje: broj sektora je isti na svim stazama Riža. 8. Zonsko snimanje: broj sektora na stazama se mijenja kako se pomičete od središta diska

Još jedno svojstvo zonskog snimanja je da brzina razmjene podataka s pogonom može varirati i ovisi o zoni u kojoj se glave nalaze u određenom trenutku. To se događa jer postoji više sektora u vanjskim zonama, a kutna brzina rotacije diska je konstantna (odnosno, linearna brzina kretanja sektora u odnosu na glavu kod čitanja i pisanja podataka na vanjskim stazama je veća nego na unutarnjim).

Organiziranje particija diska

Kada je disk podijeljen na područja koja se nazivaju particije, svaka od njih može stvoriti sustav datoteka, koji odgovara određenom operativnom sustavu. Danas operativni sustavi najčešće koriste tri datotečna sustava.

FAT (File Allocation Table - tablica raspodjele datoteka). Ovo je standardni datotečni sustav za DOS, Windows 9x i Windows NT. U FAT particijama pod DOS-om dopuštena duljina naziva datoteka je 11 znakova (8 znakova samog imena i 3 znaka ekstenzije), a veličina volumena (logičkog diska) do 2 GB. Pod Windows 9x i Windows NT 4.0 i novijim, dopuštena duljina naziva datoteka je 255 znakova.

FAT32 (Tablica dodjele datoteka, 32-bitna - 32-bitna tablica dodjele datoteka). Koristi se sa sustavima Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 i Windows 2000. U FAT tablicama, 32 ćelije za dodjelu odgovaraju 32-bitnim brojevima. S ovom strukturom datoteka veličina volumena (logičkog diska) može doseći 2 TB (2048 GB).

NTFS (Windows NT datotečni sustav - datoteka Windows sustav NT). Dostupno samo na Windows NT/2000 operativnom sustavu. Nazivi datoteka mogu imati do 256 znakova, a veličina particije (teoretski) je 16 EB (16 x 1018 bajtova). NTFS pruža dodatne mogućnosti značajke koje ne pružaju drugi sustavi datoteka, kao što su sigurnosne značajke.

Datotečni sustav FAT je trenutno najrašireniji jer ga podržava većina postojećih operativnih sustava.

Stvaranje particija na disku provodi se pomoću programa FDISK koji se isporučuje s operativnim sustavom, pomoću kojeg možete odabrati (iu megabajtima iu postocima) veličinu glavne i dodatne particije. Ne postoje stroge smjernice za izradu particija diska - morate uzeti u obzir veličinu diska, kao i operativni sustav koji instalirate.

Nakon stvaranja particija, morate izvršiti formatiranje visoke razine pomoću alata operacijskog sustava.

Visoka razina oblikovanja

S formatiranjem visoke razine operativni sustav (Windows 9x, Windows NT ili DOS) stvara strukture za rad s datotekama i podacima. Svaka particija (logički disk) sadrži sektor za pokretanje volumena (Volume Boot Sector - VBS), dvije kopije tablice dodjele datoteka (FAT) i korijenski direktorij (Root Directory). Koristeći te strukture podataka, operativni sustav dodjeljuje prostor na disku, prati lokaciju datoteka, pa čak i "zaobilazi" neispravna područja na disku kako bi izbjegao probleme.

U biti, formatiranje visoke razine nije toliko formatiranje koliko stvaranje tablice sadržaja za disk i tablice dodjele datoteka. Pravo formatiranje je formatiranje niske razine, koje rastavlja disk na staze i sektore. Korištenjem naredbe DOS FORMAT, obje vrste formatiranja se izvode odjednom za disketu, a samo formatiranje visoke razine za tvrdi disk. Da biste izvršili formatiranje niske razine na tvrdom disku, potreban vam je poseban program, koji obično isporučuje proizvođač pogona.

Osnovni sklopovi pogona tvrdog diska

Ima ih mnogo različite vrste tvrdi diskovi, ali gotovo svi se sastoje od istih osnovnih komponenti. Dizajn ovih jedinica i kvaliteta upotrijebljenih materijala mogu biti različiti, ali njihove osnovne karakteristike rada i principi rada su isti. Osnovni elementi dizajna tipičnog pogona tvrdog diska (Slika 9) uključuju sljedeće:

• diskovi;
• glave za čitanje/pisanje;
• mehanizam za pogon glave;
• motor pogona diska;
• tiskana ploča s upravljačkim krugovima;
• kabeli i konektori;
• elementi konfiguracije (skakači i prekidači).

Diskovi, motor pogona diska, glave i mehanizam pogona glave obično su smješteni u zapečaćenom kućištu koje se naziva HDA (Head Disk Assembly). Obično se ovaj blok tretira kao jedan čvor; gotovo se nikad ne otvara. Ostale komponente koje nisu uključene u HDA jedinicu (PCB, okvir, konfiguracijske stavke i dijelovi za montiranje) mogu se ukloniti.

Diskovi

Tipično, pogon sadrži jedan ili više magnetskih diskova. Tijekom godina uspostavljen je niz standardnih veličina diskova, koje su uglavnom određene veličinom diskova, naime:

• 5,25 inča (zapravo 130 mm, odnosno 5,12 inča);
• 3,5 inča (zapravo 95 mm, ili 3,74 inča);
• 2,5 inča (zapravo 65 mm ili 2,56 inča);
  • 1 inč (zapravo 34 mm ili 1,33 inča).

Postoje i diskovi s većim diskovima, poput 8 inča, 14 inča, pa čak i veći, ali se ti uređaji u pravilu ne koriste u osobnim računalima. Danas se 3,5-inčni diskovi najčešće ugrađuju u stolna i neke prijenosne modele, a uređaji malih dimenzija (2,5-inčni format i manji) najčešće se ugrađuju u prijenosne sustave.

Većina pogona dolazi s najmanje dva pogona, iako neki manji modeli imaju jedan. Broj diskova ograničen je fizičkim dimenzijama pogona, odnosno visinom njegovog kućišta. Najveći broj diskova u 3,5-inčnim pogonima je 11.

Radni sloj diska

Bez obzira koji se materijal koristi kao baza diska, on je prekriven tankim slojem tvari koja može zadržati zaostalu magnetizaciju nakon izlaganja vanjskom magnetskom polju. Taj se sloj naziva radni ili magnetski sloj iu njemu se pohranjuju snimljene informacije. Najčešće su dvije vrste radnog sloja:

• oksid;
• tanki film.

Oksidni sloj je polimerna prevlaka ispunjena željeznim oksidom.

Tankoslojni radni sloj je tanji, čvršći, a kvaliteta njegovog premaza mnogo je veća. Ova je tehnologija bila temelj za proizvodnju pogona nove generacije, u kojima je bilo moguće značajno smanjiti razmak između glava i površina diska, što je omogućilo povećanje gustoće snimanja.

Tankoslojni pocinčani radni sloj dobiva se elektrolizom. To se događa otprilike na isti način kao kod kromiranja branika automobila. Aluminijska podloga diska uzastopno se uranja u kupke s različitim otopinama, zbog čega je prekrivena s nekoliko slojeva metalnog filma. Radni sloj je sloj legure kobalta debljine samo oko 1 mikroinča (približno 0,025 mikrona).

Glave za čitanje/pisanje

Kod tvrdih diskova svaka strana svakog pogona ima vlastitu glavu za čitanje/pisanje. Sve glave su postavljene na zajednički pomični okvir i kreću se istovremeno.

Na sl. Slika 10 prikazuje standardni dizajn aktuatora s pokretnom zavojnicom.

Kada je pogon isključen, glave dodiruju diskove pod djelovanjem opruga. Kada se diskovi okreću, aerodinamički pritisak ispod glava raste i oni se odvajaju od radnih površina („lete uvis“). Kada se disk vrti punom brzinom, razmak između njega i glava može biti 0,5-5 mikroinča (0,01-0,5 µm) ili čak i više.

Riža. 10. Glave za čitanje/pisanje i rotacijski pogon pokretne zavojnice

Pogonski mehanizmi glave

Možda još važniji dio pogona od samih glava je mehanizam koji ih postavlja u željeni položaj i naziva se pogon glave. Uz njegovu pomoć glave se kreću od središta do rubova diska i postavljaju se na određeni cilindar. Postoji mnogo dizajna pogonskih mehanizama, ali se mogu podijeliti u dvije glavne vrste:

• sa koračnim motorom;
• s pokretnom zavojnicom.

Vrsta pogona uvelike određuje brzinu i pouzdanost pogona, pouzdanost očitavanja podataka, njegovu temperaturnu stabilnost, te osjetljivost na izbor radnog položaja i vibracije. Recimo odmah da su pogoni s pogonima temeljenim na koračnim motorima mnogo manje pouzdani od uređaja s pogonima iz pokretnih zavojnica.

Pogon koračnog motora

Koračni motor je električni motor čiji se rotor može okretati samo u koracima, tj. pod strogo određenim kutom. Ako njegovu osovinu rotirate ručno, možete čuti tiho škljocanje (ili pucketanje pri brzoj rotaciji) koje se javlja svaki put kad rotor prođe drugu fiksnu poziciju.

Pogon pokretne zavojnice

Pogon s pokretnom zavojnicom koristi se u gotovo svim modernim pogonima. Za razliku od sustava koračnih motora, koji pomiču glave naslijepo, pogon s pokretnom zavojnicom koristi povratni signal za točno određivanje položaja glava u odnosu na tračnice i njihovo podešavanje ako je potrebno. Ovaj sustav omogućuje veću brzinu, točnost i pouzdanost od tradicionalnog koračnog motora.

Pogon pokretne zavojnice radi na principu elektromagnetizma. Postoje dvije vrste pogonskih mehanizama pokretnih zavojnica:

• linearni;
• okretanje.

Ove se vrste razlikuju samo po fizičkom rasporedu magneta i zavojnica.

Linearni pogon pomiče glave u ravnoj liniji, strogo duž linije radijusa diska. Zavojnice se nalaze u rasporima stalnih magneta. Glavna prednost linearnog pogona je u tome što njegova uporaba ne uzrokuje azimutne pogreške karakteristične za rotacijski pogon. (Pod azimutom se podrazumijeva kut između ravnine radnog raspora glave i smjera staze snimanja.) Pri pomicanju s jednog cilindra na drugi, glave se ne okreću i njihov se azimut ne mijenja.

Međutim, linearni pogon ima značajan nedostatak: njegov dizajn je previše masivan. Da biste poboljšali rad pogona, morate smanjiti težinu pogonskog mehanizma i samih glava. Što je mehanizam lakši, to se veće ubrzanje može kretati s jednog cilindra na drugi. Linearni pogoni mnogo su teži od rotacijskih pogona, pa se ne koriste u modernim pogonima.

Rotacijski pogon radi na istom principu kao i linearni pogon, ali u njemu su krajevi krakova glave pričvršćeni na pokretnu zavojnicu. Kako se zavojnica pomiče u odnosu na permanentni magnet, poluge za pomicanje glave se okreću, pomičući glave prema osi ili prema rubovima diskova. Zbog male mase, takav dizajn može se kretati s velikim ubrzanjima, što može značajno smanjiti vrijeme pristupa podacima. Brzo kretanje glava također je olakšano činjenicom da su krakovi poluga različito napravljeni: onaj na kojem su glave pričvršćene je duži.

Nedostaci ovog pogona uključuju činjenicu da se glave okreću kada se kreću od vanjskih cilindara prema unutarnjim i da se mijenja kut između ravnine magnetskog raspora glave i smjera staze. Zbog toga je širina radnog područja diska (područje u kojem se nalaze staze) često ograničena (tako da neizbježne azimutne pogreške ostaju unutar prihvatljivih granica). Danas se rotacijski pogon koristi u gotovo svim pogonima s pokretnim zavojnicama.

Automatsko parkiranje glave

Kada je napajanje isključeno, poluge s glavama se spuštaju na površine diskova. Pogoni su sposobni izdržati tisuće "polijetanja" i "slijetanja" glava, ali je poželjno da se oni događaju na posebno određenim područjima površine diska na kojima se ne upisuju podaci. Tijekom ovih uzlijetanja i slijetanja dolazi do trošenja (abrazije) radnog sloja, jer ispod glava izlete "oblaci prašine" koji se sastoje od čestica radnog sloja nosača; Ako se pogon trese tijekom polijetanja ili slijetanja, vjerojatnost oštećenja glava i diskova značajno se povećava.

Jedna od prednosti pogona pokretne zavojnice je automatsko parkiranje glave. Kada je struja uključena, glave se postavljaju i drže u položaju interakcijom magnetskih polja pokretne zavojnice i trajnog magneta. Isključivanjem struje nestaje polje koje drži glave iznad pojedinog cilindra i one počinju nekontrolirano kliziti po površinama diskova koji se još nisu zaustavili, što može uzrokovati oštećenja. Kako bi se spriječilo moguće oštećenje pogona, rotirajuća glava je spojena na povratnu oprugu. Kad je računalo uključeno, magnetska interakcija obično premašuje elastičnost opruge. Ali kada se napajanje isključi, glave se pomiču pod utjecajem opruge u zonu parkiranja prije nego što se diskovi zaustave. Kako se brzina rotacije diskova smanjuje, glave "slijeću" uz karakteristično pucketanje u ovoj zoni. Stoga, kako biste aktivirali mehanizam za parkiranje glave u pogonima s pokretnim zavojnicama, jednostavno isključite računalo; nikakav posebni programi nisu potrebni za ovo. U slučaju iznenadnog nestanka struje, glave se automatski parkiraju.

Pogonski motor

Motor koji pokreće diskove često se naziva vreteno. Motor vretena uvijek je povezan s osi rotacije diskova; za to se ne koriste pogonski remeni ili zupčanici. Motor mora biti tih: sve vibracije prenose se na diskove i mogu dovesti do pogrešaka pri čitanju i pisanju.

Broj okretaja motora mora biti strogo definiran. Obično se kreće od 3600 do 7200 o/min ili više, a stabilizira ga upravljački krug motora s Povratne informacije(auto-tuning), što vam omogućuje postizanje visoke točnosti.

Upravljačka ploča

Svaki uređaj za pohranu, uključujući tvrde diskove, ima barem jednu ploču. Montiran na njega elektronički sklopovi za upravljanje motorom vretena i pogonom glave, kao i za razmjenu podataka s upravljačem (predstavljenim u unaprijed određenom obliku). Kod IDE pogona kontroler se instalira izravno u pogon, dok za SCSI morate koristiti dodatnu karticu za proširenje.

Pogonski kabeli i konektori

Većina tvrdih diskova ima više konektora sučelja za povezivanje sa sustavom, napajanje, a ponekad i uzemljenje kućišta. Većina pogona ima najmanje tri vrste konektora:

• konektor (ili konektori) sučelja;
• konektor za napajanje;

Priključci sučelja su od najveće važnosti jer prenose podatke i naredbe do pogona i natrag. Mnogi standardi sučelja omogućuju povezivanje više pogona na jedan kabel (sabirnicu). Naravno, u ovom slučaju treba ih biti najmanje dva; V SCSI sučelje Možete spojiti do sedam pogona na jedan kabel (Wide SCSI-2 podržava do 15 uređaja). Neki standardi (kao što su ST-506/412 ili ESDI) imaju odvojene konektore za podatke i upravljačke signale, pa su pogon i kontroler spojeni s dva kabela, no većina modernih ISE i SCSI uređaja spojena je jednim kabelom.

Priključci za napajanje tvrdih diskova obično su isti kao oni za disketne pogone. Većina pogona koristi dva napona napajanja (5 i 12 V), ali mali modeli dizajnirani za prijenosna računala, dovoljan je napon od 5 V.

Specifikacije pogona tvrdog diska

Ako namjeravate kupiti novi disk ili samo želite razumjeti razlike između uređaja iz različitih obitelji, usporedite njihove parametre. Ispod su kriteriji po kojima se obično procjenjuje kvaliteta tvrdih diskova.

• Pouzdanost.
• Izvođenje.
• Ovjes otporan na udarce.
• Cijena.

Pouzdanost

U opisima pogona možete pronaći takav parametar kao što je prosječno vrijeme između kvarova (Mean Time Between Failures - MTBF), koji se obično kreće od 20 do 500 tisuća sati ili više. Nikada ne obraćam pozornost na te brojke jer su čisto teoretske.

PAMETAN. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology - tehnologija samotestiranja, analize i izvješćivanja) novi je industrijski standard koji opisuje metode za predviđanje pojave grešaka na tvrdom disku. Kada je aktiviran sustav S.M.A.R.T. Tvrdi disk počinje nadzirati određene parametre koji su osjetljivi na ili ukazuju na kvarove pogona. Kao rezultat takvog nadzora mogu se predvidjeti kvarovi pogona.

Izvođenje

Važan parametar pogona tvrdog diska je njegova izvedba. Ova opcija je za različiti modeli može uvelike varirati. I kao što to često biva, najbolji pokazatelj performansi diska je njegova cijena. Performanse pogona mogu se procijeniti pomoću dva parametra:

• prosječno vrijeme traženja;
• brzina prijenosa podataka.

Prosječno vrijeme traženja, koje se mjeri u milisekundama, odnosi se na prosječno vrijeme tijekom kojeg se glave pomiču s jednog cilindra na drugi (a udaljenost između tih cilindara može biti proizvoljna). Ovaj se parametar može izmjeriti izvođenjem velikog broja operacija pretraživanja na nasumično odabranim stazama, a zatim dijeljenjem ukupnog vremena utrošenog na ovaj postupak s brojem obavljenih operacija. Rezultat će biti prosječno vrijeme jedne pretrage.

Cijena

Nedavno je "jedinična cijena" tvrdih diskova pala na 2 centa po megabajtu (i čak niže). Cijena pohrane i dalje pada, a nakon nekog vremena mislit ćete da je i pola centa po megabajtu preskupo. Upravo zbog nižih cijena diskovi kapaciteta manjeg od 1 GB sada se praktički ne proizvode, a optimalan izbor bi bio disk kapaciteta većeg od 10 GB.

• sirovi kapacitet u milijunima bajtova;
• formatirani kapacitet u milijunima bajtova;
• sirovi kapacitet u megabajtima (MB);
• formatirani kapacitet u megabajtima (MB).

Pitanja za samokontrolu

1. Što je disketa?
2. Što je bit magnetskog kodiranja binarnih informacija?
3. Kako rade disketni pogoni i tvrdi diskovi?
4. Koje su prednosti i mane CD pogona?

Grebenyuk E.I., Grebenyuk N.A. Tehnička sredstva informatizacije izdavačka kuća "Akademija" - Moskva, 2007 /str.51-82/

Izvještaj iz fizike

na ovu temu:

“Magnetski zapis.

Magnetski mediji za pohranu”

Tehnologija snimanja informacija na magnetske medije pojavila se relativno nedavno - otprilike sredinom 20. stoljeća (40-50-ih). Ali nekoliko desetljeća kasnije - 60-ih - 70-ih godina - ova je tehnologija postala vrlo raširena u cijelom svijetu.

Prvi gram zapis rođen je davno. Koja je služila kao nositelj raznih zvučnih podataka – na njoj su snimane razne glazbene melodije, ljudski govor, pjesme.

Sama tehnologija snimanja bila je prilično jednostavna. Posebnim aparatom napravljeni su serifi, udubljenja i pruge u posebnom mekom materijalu, vinilu. I od toga je napravljena ploča koja se mogla slušati pomoću posebnog uređaja - fonografa ili gramofona. Gramofon se sastojao od: mehanizma koji okreće ploču oko svoje osi, igle i cijevi.

Aktivirao se mehanizam koji je rotirao ploču, a igla je postavljena na ploču. Igla je glatko plutala po utorima urezanim u ploču, proizvodeći različite zvukove - ovisno o dubini utora, njegovoj širini, nagibu itd., koristeći fenomen rezonancije. A onda je cijev, smještena u blizini same igle, pojačala zvuk "isklesan" iglom. (Sl. 1)

Gotovo isti sustav koristi se u suvremenim (i prije se koristio) uređajima za čitanje magnetskog zapisa. Funkcije sastavnih dijelova ostaju iste, samo su se same komponente promijenile - umjesto vinilnih ploča sada se koriste vrpce sa slojem magnetskih čestica raspršenih na vrhu; a umjesto igle – poseban uređaj za očitavanje. I cijev koja je pojačavala zvuk potpuno je nestala, a na njezino mjesto došli su zvučnici koji koriste novu tehnologiju za reprodukciju i pojačavanje zvučnih vibracija. A u nekim industrijama koje koriste magnetske medije (na primjer, u računalima), potreba za korištenjem takvih cijevi je nestala.

Magnetska traka sastoji se od trake gustog materijala na koju je raspršen sloj feromagnetskih materijala. Na tom se sloju informacije "pamte".

Proces snimanja također je sličan procesu snimanja na vinilne ploče – umjesto posebnog uređaja koristi se magnetska indukcija.

Struja se dovodi do glave, koja pokreće magnet. Snimanje zvuka na filmu nastaje djelovanjem elektromagneta na film. Magnetsko polje magneta mijenja se u vremenu sa zvučnim vibracijama, a zahvaljujući tome male magnetske čestice (domene) počinju mijenjati svoj položaj na površini filma određenim redoslijedom, ovisno o učinku magnetskog polja na njih. koju stvara elektromagnet.

A prilikom reprodukcije snimke promatra se obrnuti proces snimanja: magnetizirana vrpca pobuđuje električne signale u magnetskoj glavi, koji nakon pojačanja idu dalje do zvučnika. (slika 2)

Podaci korišteni u računalna tehnologija, snimaju se na magnetski medij na isti način, s tom razlikom što podaci zauzimaju manje prostora na vrpci nego zvuk. Samo što se sve informacije zapisane na magnetskom mediju u računalima bilježe u binarnom sustavu - ako pri čitanju s medija glava "osjeća" da je ispod domena, onda to znači da je vrijednost tog podatka je “1”, ako nije “osjeti”, tada je vrijednost “0”. A zatim računalni sustav pretvara podatke zabilježene u binarnom sustavu u sustav razumljiviji ljudima.

Danas u svijetu postoji mnogo različitih vrsta magnetskih medija: diskete za računala, audio i video kasete, vrpce, tvrdi diskovi unutar računala itd.

Ali postupno se otkrivaju novi zakoni fizike, a s njima i nove mogućnosti bilježenja informacija. Već prije nekoliko desetljeća pojavili su se mnogi nositelji informacija koji se temelje na novoj tehnologiji - čitanju informacija pomoću leća i laserske zrake. Ali u svakom slučaju, tehnologija magnetskog snimanja će postojati još dosta dugo zbog svoje jednostavnosti korištenja.

Što je prvi čovjek znao? Kako ubiti mamuta, bizona ili uhvatiti divlju svinju. U doba paleolitika bilo je dovoljno zidova pećina da se zabilježi sve što je proučeno. Cijela baza podataka o špilji stala bi na skromni flash pogon veličine megabajta. Tijekom 200 000 godina našeg postojanja naučili smo o genomu afričke žabe, neuronskim mrežama i više ne crtamo po kamenju. Sada imamo diskove i pohranu u oblaku. Kao i druge vrste medija za pohranu koji mogu pohraniti cijelu MSU biblioteku na jedan čipset.

Što je medij za pohranu podataka

Medij za pohranu je fizički objekt čija se svojstva i karakteristike koriste za snimanje i pohranu podataka. Primjeri medija za pohranu su filmovi, kompaktni optički diskovi, kartice, magnetski diskovi, papir i DNK. Mediji za pohranu razlikuju se po principu snimanja:

• tiskano ili kemijski s bojom: knjige, časopisi, novine;
• magnetski: HDD, diskete;
• optički: CD, Blu-ray;
• elektronički: flash diskovi, solid state diskovi.

Skladišta podataka klasificiraju se prema obliku signala:

• analogni, koji koriste kontinuirani signal za snimanje: audio kompaktne kasete i koluti za magnetofone;
• digitalni - s diskretnim signalom u obliku niza brojeva: diskete, flash pogoni.

Prvi medij za pohranu podataka

Povijest snimanja i pohranjivanja podataka započela je prije 40 tisuća godina, kada je Homo sapiens došao na ideju da na zidovima svojih domova pravi skice. Prva špiljska umjetnost pronađena je u špilji Chauvet na jugu moderne Francuske. Galerija sadrži 435 crteža s prikazima lavova, nosoroga i drugih predstavnika faune kasnog paleolitika.

Umjesto aurignacijske kulture u brončano doba nastala je temeljno nova vrsta nositelja informacija - tuppum. Uređaj je bio glinena ploča i podsjećao je na modernu ploču. Na površini su se zapisivali štapićem od trske – pisaljkom. Da djelo ne bi odnijela kiša, tuppumi su spaljeni. Sve ploče s drevnom dokumentacijom pažljivo su sortirane i pohranjene u posebne drvene kutije.

Britanski muzej posjeduje tuppum koji sadrži podatke o financijskoj transakciji koja se dogodila u Mezopotamiji za vrijeme vladavine kralja Asurbanipala. Časnik iz prinčeve pratnje potvrdio je prodaju robinje Arbele. Ploča sadrži njegov osobni pečat i bilješke o tijeku operacije.

Kipu i papirus

Od 3. tisućljeća prije Krista papirus se počeo koristiti u Egiptu. Podaci se bilježe na listovima napravljenim od stabljika biljke papirusa. Prijenosni i lagani oblik medija za pohranu brzo je zamijenio svog glinenog prethodnika. Na papirusu nisu pisali samo Egipćani, već i Grci, Rimljani i Bizantinci. U Europi se materijal koristio do 12. stoljeća. Posljednji dokument napisan na papirusu bio je papin dekret iz 1057.

U isto vrijeme kad i stari Egipćani, na suprotnom kraju planeta, Inke su izmislile kippu, odnosno "čvorove koji govore". Informacije su bilježene vezanjem čvorova na nitima koje predu. Kipu je vodio podatke o ubiranju poreza i stanovništvu. Vjerojatno su korištene nenumeričke informacije, ali znanstvenici ih tek trebaju otkriti.

Papir i bušene kartice

Od 12. stoljeća do sredine 20. stoljeća papir je bio glavni medij za pohranu podataka. Korišten je za izradu tiskanih i rukopisnih publikacija, knjiga i medija. Godine 1808. počele su se izrađivati ​​bušene kartice od kartona - prvi digitalni medij za pohranu. Bili su to listovi kartona s napravljenim rupama određeni slijed rupe. Za razliku od knjiga i novina, bušene kartice čitali su strojevi, a ne ljudi.

Izum pripada američkom inženjeru njemačkih korijena Hermanu Hollerithu. Autor je prvo upotrijebio svoju zamisao kako bi prikupio statistiku mortaliteta i nataliteta u New York Board of Health. Nakon probnih pokušaja, bušene kartice korištene su za američki popis stanovništva 1890.

Ali ideja o pravljenju rupa u papiru za bilježenje informacija bila je daleko od nove. Davne 1800. godine Francuz Joseph-Marie Jacquard u upotrebu je uveo bušene kartice za upravljanje tkalačkim stanom. Stoga se tehnološki iskorak sastojao u tome što je Hollerith stvorio ne bušene kartice, već stroj za tabeliranje. To je bio prvi korak prema automatskom očitavanju i izračunavanju informacija. Tvrtka za tablične strojeve TMC Hermana Holleritha preimenovana je u IBM 1924.

OMR kartice

Oni su listovi debelog papira s informacijama koje su ljudi zabilježili u obliku optičkih oznaka. Skener prepoznaje oznake i obrađuje podatke. OMR kartice koriste se za izradu upitnika, testova s ​​višestrukim izborom, biltena i obrazaca koji se moraju ispuniti ručno.

Tehnologija se temelji na principu izrade bušenih kartica. Ali stroj ne čita kroz rupe, već ispupčenja, odnosno optičke oznake. Pogreška u izračunu je manja od 1%, tako da OMR tehnologiju nastavljaju koristiti vladine agencije, ispitna tijela, lutrije i kladionice.

Bušena traka

Digitalni medij za pohranjivanje u obliku dugačke trake papira s rupama. Perforirane trake prvi je upotrijebio Basile Bouchon 1725. godine za upravljanje tkalačkim stanom i mehanizaciju odabira niti. Ali vrpce su bile vrlo krhke, lako potrgane i istovremeno skupe. Stoga su zamijenjene bušenim karticama.

Od kraja 19. stoljeća bušena papirna vrpca se široko koristi u telegrafiji, za unos podataka u računala 1950-ih i 1960-ih godina te kao medij za miniračunala i CNC strojeve. Sada su koluti s namotanom bušenom papirnom trakom postali anakronizam i pali u zaborav. Papirnati mediji zamijenjeni su snažnijim i obimnijim uređajima za pohranu podataka.

Magnetska traka

Debi magnetske vrpce kao medija za računalnu pohranu dogodio se 1952. godine za stroj UNIVAC I. Ali sama tehnologija pojavila se mnogo ranije. Godine 1894. danski inženjer Woldemar Poulsen otkrio je princip magnetskog snimanja dok je radio kao mehaničar za Copenhagen Telegraph Company. Godine 1898. znanstvenik je utjelovio ideju u uređaju nazvanom "telegraf".

Čelična žica prošla je između dva pola elektromagneta. Snimanje informacija na medij provedeno je neravnomjernim magnetiziranjem oscilacija električnog signala. Waldemar Poulsen patentirao je svoj izum. Na Svjetskoj izložbi u Parizu 1900. imao je čast na svoj uređaj snimiti glas cara Franje Josipa. Eksponat s prvim magnetskim zvučnim zapisom i danas se čuva u danskom Muzeju znanosti i tehnologije.

Kad je Poulsenov patent istekao, Njemačka je počela poboljšavati magnetsko snimanje. Godine 1930. čelična žica je zamijenjena savitljivom trakom. Odluka o korištenju magnetskih traka pripada austrijsko-njemačkom developeru Fritzu Pfleimeru. Inženjer je došao na ideju premazivanja tankog papira prahom željeznog oksida i snimanja putem magnetizacije. Kompaktne kasete, video kasete i moderni mediji za pohranu osobnih računala stvoreni su pomoću magnetskog filma.

HDD-ovi

Tvrdi disk, HDD ili hard disk je hardverski uređaj s trajnom memorijom, što znači da su informacije u potpunosti pohranjene, čak i kada je napajanje isključeno. To je sekundarni uređaj za pohranu koji se sastoji od jedne ili više ploča na koje se podaci upisuju pomoću magnetske glave. HDD-ovi su unutra jedinica sustava u pogonskom prostoru. Poveži se s matična ploča pomoću ATA, SCSI ili SATA kabela i na napajanje.

Prvi tvrdi disk razvila je američka tvrtka IBM 1956. godine. Tehnologija je korištena kao novi tip medija za pohranu za komercijalno računalo IBM 350 RAMAC. Skraćenica označava "metodu slučajnog pristupa računovodstvu i kontroli".

Da biste uređaj smjestili u svoj dom, potrebna vam je cijela soba. Unutar diska bilo je 50 aluminijskih ploča promjera 61 cm i širine 2,5 cm. Veličina sustava za pohranu podataka bila je jednaka dvama hladnjakima. Njegova težina je bila 900 kg. Kapacitet RAMAC-a bio je samo 5 MB. Smiješna brojka za danas. Ali prije 60 godina to se smatralo tehnologijom sutrašnjice. Nakon objave razvoja, dnevne novine grada San Josea objavile su izvješće pod naslovom “Stroj sa super memorijom!”

Dimenzije i mogućnosti suvremenih HDD-ova

Tvrdi disk je računalni medij za pohranu podataka. Koristi se za pohranu podataka uključujući slike, glazbu, video zapise, tekstualni dokumenti i sve stvorene ili učitane materijale. Također sadrži datoteke za operativni sustav i softver.

Prvi tvrdi diskovi mogli su držati do nekoliko desetaka MB. Tehnologija koja se stalno razvija omogućuje modernim tvrdim diskovima pohranjivanje terabajta informacija. To je oko 400 filmova srednje rezolucije, 80.000 pjesama u mp3 formatu ili 70 računalnih role-playing igara sličnih Skyrimu, na jednom uređaju.

Disketa

Disketa ili savitljivi magnetski disk je medij za pohranu koji je kreirao IBM 1967. godine kao alternativu HDD-u. Diskete su bile jeftinije od tvrdih diskova i bile su namijenjene pohranjivanju elektroničkih podataka. Rana računala nisu imala CD-ROM ili USB. Diskete su bile jedina metoda instalacije novi program ili sigurnosna kopija.

Kapacitet svake diskete od 3,5 inča bio je do 1,44 MB, kada je jedan program bio “težak” najmanje jedan i pol megabajt. Zato Windows verzija 95 pojavio se na 13 DMF disketa odjednom. Disketa od 2,88 MB pojavila se tek 1987. godine. Ovaj elektronički medij za pohranu postojao je do 2011. godine. Moderna računala nemaju disketne jedinice.

Optički mediji

Pojavom kvantnog generatora počela je popularizacija optičkih uređaja za pohranu podataka. Snimanje se vrši laserom, a podaci se očitavaju pomoću optičkog zračenja. Primjeri medija za pohranu:

• Blu-ray diskovi;
• CD-ROM pogoni;
• DVD-R, DVD+R, DVD-RW i DVD+RW.

Uređaj je disk prekriven slojem polikarbonata. Na površini se nalaze mikrobrazde koje očitava laser prilikom skeniranja. Prvi komercijalni laserski disk pojavio se na tržištu 1978., a 1982. japanska tvrtka SONY i Philips izdaju kompaktne diskove. Promjer im je bio 12 cm, a rezolucija je povećana na 16 bita.

Elektronički mediji u CD formatu korišteni su isključivo za reprodukciju audio zapisa. Ali u to je vrijeme bila napredna tehnologija, za koju je Royal Philips Electronics 2009. dobio nagradu IEEE. A u siječnju 2015. CD je nagrađen kao najvrjednija inovacija.

Digitalni svestrani diskovi ili DVD-ovi predstavljeni su 1995. i postali su sljedeća generacija optičkih medija. Za njihovu izradu korištena je druga vrsta tehnologije. Umjesto crvenog, DVD laser koristi kraću infracrvenu svjetlost, što povećava kapacitet pohrane medija za pohranu. Dvoslojni DVD-ovi mogu pohraniti do 8,5 GB podataka.

Brza memorija

Flash memorija je integrirani krug koji ne zahtijeva konstantno napajanje za pohranu podataka. Drugim riječima, to je trajna poluvodička računalna memorija. Uređaji za pohranu podataka s flash memorijom postupno osvajaju tržište, istiskujući magnetske medije.

Prednosti Flash tehnologije:

• kompaktnost i mobilnost;
• veliki volumen;
• velika brzina;
• mala potrošnja energije.

Uređaji za pohranu tipa Flash uključuju:

• USB flash pogoni. Ovo je najjednostavniji i najjeftiniji medij za pohranu. Koristi se za ponovljeno snimanje, pohranu i prijenos podataka. Veličine se kreću od 2 GB do 1 TB. Sadrži memorijski čip u plastičnom ili aluminijskom kućištu s USB priključkom.
• Memorijske kartice. Dizajniran za pohranu podataka na telefone, tablete, digitalne fotoaparate i druge elektroničke uređaje. Razlikuju se po veličini, kompatibilnosti i volumenu.
• SSD. Solid State disk s trajnom memorijom. Ovo je alternativa standardnom tvrdom disku. Ali za razliku od tvrdih diskova, SSD-ovi nemaju pokretnu magnetsku glavu. Zbog toga pružaju brz pristup podataka, nemojte škripati kao HDD. Nedostatak je visoka cijena.

Pohrana u oblaku

Mrežna pohrana u oblaku moderan je medij za pohranu koji je mreža moćnih poslužitelja. Sve informacije pohranjuju se na daljinu. Svaki korisnik može pristupiti podacima u bilo koje vrijeme i s bilo kojeg mjesta u svijetu. Nedostatak je potpuna ovisnost o internetu. Ako nemate mrežnu vezu ili Wi-Fi, pristup podacima je blokiran.

Pohrana u oblaku mnogo je jeftinija od svojih fizičkih pandana i ima veći volumen. Tehnologija se aktivno koristi u korporativnim i obrazovnim okruženjima, razvoju i dizajnu web aplikacija za računalni softver. Možete pohraniti bilo koje datoteke, programe, sigurnosne kopije, koristite ih kao razvojno okruženje.

Od svih navedenih vrsta medija za pohranu, pohrana u oblaku najviše obećava. Također, sve više i više korisnika osobnih računala prelazi s magnetskih tvrdih diskova na solid-state diskove i medije flash memorije. Razvoj holografskih tehnologija i umjetne inteligencije obećava pojavu temeljno novih uređaja koji će daleko iza sebe ostaviti flash pogone, SDD-ove i diskove.

Uređaji za pohranu na magnetskim i optičkim medijima.

Navedimo razloge zašto računalu treba vanjska memorija.

1. Čuvanje informacija za kasniju upotrebu ili za prijenos drugim ljudima bilo je od velike važnosti za razvoj civilizacije. Prije pojave računala ljudi su u tu svrhu koristili knjige, fotografije, magnetofonske zapise, film i sl. Do kraja 20. stoljeća protok informacija se značajno povećao, a pojava računala pridonijela je razvoju i korištenju nositelja informacija koji pružaju mogućnost dugotrajnog skladištenja u kompaktnom obliku.

2. Računalni RAM ima brojne nedostatke povezane s tehnologijom njegove proizvodnje. Ona ni danas, u 21. stoljeću, nema dovoljno veliki volumen i ne prima ogromne količine informacija. Osim toga, sadržaj RAM-a se i dalje gubi kada se računalo isključi. Stoga je prisutnost u računalni sustav Druga vrsta memorije, vanjska, omogućila je uklanjanje ovih nedostataka. Glavna funkcija vanjske memorije je sposobnost dugotrajne pohrane informacija. Osim toga, vanjska memorija ima veliki kapacitet i jeftinija je od RAM-a. Pa ipak, vanjski memorijski mediji osiguravaju prijenos informacija s jednog računala na drugo, što je važno u situaciji kada nema računalnih mreža.

Tako vanjsko (dugoročno) pamćenje - ovo je mjesto za dugotrajnu pohranu podataka (programa, rezultata izračuna, tekstova itd.) koji se ne koriste u ovaj trenutak u RAM-u računala. Vanjska memorija, za razliku od RAM-a, je trajna, ali nema izravnu vezu s procesorom.

Vanjski memorijski mediji, osim toga, osiguravaju prijenos podataka u slučajevima kada računala nisu umrežena (lokalno ili globalno).

Za rad s vanjskom memorijom morate imati voziti(uređaji koji omogućuju snimanje i (ili) čitanje informacija) i uređaji za pohranu - prijevoznik.

Glavne vrste uređaja za pohranu:

Pogoni za diskete s magnetskim diskom (FMD);

Pogoni tvrdog magnetskog diska (HDD);

Pogoni za CD-ROM, CD-RW, DVD. Njima odgovaraju glavne vrste medija:

Diskete s magnetskim diskovima (disketaDisk);

Tvrdi magnetski diskovi (teškoDisk):

Diskovi CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD. Glavne karakteristike pogona i medija:

Informacijski kapacitet;

Brzina razmjene informacija;

Pouzdanost pohrane informacija;

Cijena.

Načelo raditi magnetski sjećajući se uređaja

Magnetski zapis temelji se na pretvaranju digitalne informacije (u obliku 0 i 1) u izmjeničnu električnu struju, koju prati izmjenično magnetsko polje. Zbog toga je površina magnetskog medija podijeljena na nemagnetizirana područja (0) i magnetizirana područja (1).

U računalima ranih generacija, funkcije vanjske memorije obavljale su bušene vrpce i bušene kartice, kao i magnetske vrpce, koje se sada vrlo rijetko koriste. Magnetske vrpce su uređaj sekvencijalnog pristupa. Podaci se mogu čitati ili pisati samo sekvencijalno; ako je redoslijed poremećen, morate dugo čekati dok se traka ne premota na pravo mjesto. Magnetske trake su prilično spori uređaji, iako imaju veliki kapacitet. Moderni uređaji za rad s magnetskim vrpcama - streameri imaju povećanu brzinu snimanja, a kapacitet jedne streamer kasete mjeri se u stotinama i tisućama megabajta, a brzina prijenosa podataka je od 2 do 9 MB u minuti.

Fleksibilno disk

Disketni pogon ili floppy disk je nositelj male količine informacija, a to je savitljivi disk u zaštitnom omotaču. Koristi se za prijenos podataka s jednog računala na drugo i za distribuciju softvera.

Disketni uređaj.

Prozorska zavjesa za čitanje/pisanje

Plastična omotnica

Čahura pogona diska

Zaključavanje pisanja: onemogućeno/omogućeno B

Disk se nalazi unutar plastičnog omotača koji ga štiti od mehaničkih oštećenja. Za čitanje ili pisanje podataka morate umetnuti disketu u disketni pogon, čiji se utor nalazi na prednjoj ploči sistemske jedinice. Unutar pogona automatski se otvara zatvarač za čitanje/pisanje i iznad tog mjesta je instalirana glava za čitanje/pisanje pogona. Disk unutar pogona rotira konstantnom kutnom brzinom, koja je prilično niska (nekoliko kilobajta u sekundi, prosječno vrijeme pristupa - 250 ms). Informacije se zapisuju na obje strane diska. Trenutno su najzastupljenije diskete veličine 3,5 inča (1 inč = 2,54 cm) i kapaciteta 1,44 MB (to je otprilike 600 stranica teksta ili nekoliko desetaka grafičke slike). Disk može biti zaštićen od pisanja. U tu svrhu koristi se sigurnosni zasun.

Diskete zahtijevaju pažljivo rukovanje. Mogu se oštetiti ako:

Dodirnite površinu za snimanje;

Pišite na naljepnici diskete olovkom ili kemijskom olovkom;

Savijte disketu;

Pregrijte disketu (ostavite je na suncu ili blizu radijatora);

Izložite disketu magnetskim poljima.

teško magnetski disk

Budući da disketa ima mali kapacitet, uglavnom se koristi za prijenos informacija s jednog računala na drugo. Tvrdi disk je skladište informacija u računalu i može pohraniti ogromne količine informacija.

Tvrdi disk (HDD - Hard Disk Driver) ili tvrdi disk najčešći je uređaj za pohranu podataka velikog kapaciteta u kojem su nositelji informacija aluminijske ploče čije su obje površine obložene slojem magnetskog materijala. Služi za trajnu pohranu programa i podataka.

Tvrdi diskovi su smješteni na jednoj osi i zajedno s glavama za čitanje/pisanje i glavama koje ih nose smješteni su u hermetički zatvorenu metalno kućište. Ovaj dizajn omogućio je značajno povećanje brzine rotacije diska i gustoće snimanja. Informacije se bilježe na obje površine diskova.

Za razliku od diskete, tvrdi disk se neprekidno vrti. Stoga mu brzina vrtnje može biti od 3600 do 10000 okretaja u minuti, prosječno vrijeme traženja podataka je 9 ms, prosječna brzina prijenosa podataka je do 60 MB/sec.

Kapacitet tvrdih diskova u računalima 2000. godine mjerio se u desecima gigabajta. Najčešći pogoni promjera 2,2, 2,3, 3,14, 5,25 inča.

Kako bi se sačuvale informacije i performanse, tvrdi disk mora biti zaštićen od udaraca i naglih promjena prostorne orijentacije tijekom rada.

Laser disk

CD-ROM (engleski)KompaktanDiskStvaranSamoMemorija - uređaj za pohranu samo za čitanje temeljen na CD-u)

CD ima promjer od 120 mm (oko 4,75 inča), izrađen je od polimera i presvučen metalnim filmom. Informacije se čitaju s ovog metalnog filma koji je presvučen polimerom koji štiti podatke od oštećenja. CD-ROM je jednosmjerni medij za pohranu.

Princip digitalnog zapisa informacija na laserski disk razlikuje se od principa magnetskog zapisa. Kodirana informacija se nanosi na disk pomoću laserske zrake, koja stvara mikroskopske udubine na površini, odvojene ravnim površinama. Digitalna informacija predstavljena je izmjeničnim udubljenjima (kodiranje nula) i otocima koji reflektiraju svjetlost (kodiranje jedan). Podaci pohranjeni na disku ne mogu se mijenjati.

Čitanje informacija s diska događa se bilježenjem promjena u intenzitetu laserskog zračenja niske snage reflektiranog od aluminijskog sloja. Prijemnik ili fotosenzor utvrđuje je li se zraka reflektirala od glatke površine (tako je fiksirala jedinicu), bila raspršena ili apsorbirana (fiksirala nulu). Raspršenje ili apsorpcija zrake se događa na mjestima gdje su napravljena udubljenja tijekom procesa snimanja. Foto senzor percipira raspršenu zraku, a ta se informacija u obliku električnih signala šalje mikroprocesoru koji te signale pretvara u binarne podatke ili zvuk.

CD-ROM se okreće promjenjivom kutnom brzinom kako bi se osigurala konstanta linearna brzina prilikom čitanja. Dakle, čitanje informacija s unutarnjih dijelova diska provodi se većim brojem okretaja nego s vanjskih. Stoga je pristup podacima na CD-ROM-u brži od podataka na disketama, ali sporiji nego na tvrdim diskovima (od 150 do 400 ms pri brzini vrtnje do 4500 okretaja u minuti). Brzina prijenosa podataka je najmanje 150 KB i doseže 1,2 MB/s.

Kapacitet CD-ROM-a doseže 780 MB, zbog čega se na njima obično objavljuju multimedijski programi.

CD-ROM-ovi su jednostavni i laki za korištenje, imaju nisku jediničnu cijenu pohrane podataka, praktički se ne troše, ne mogu ih zaraziti virusi i nemoguće je slučajno izbrisati podatke s njih.

CD-R (snimač s kompaktnim diskom)

CD-R je disk za snimanje kapaciteta 650 MB. Na CD-R diskovima reflektirajući sloj je napravljen od zlatnog filma. Između ovog sloja i baze nalazi se sloj za snimanje od organskog materijala koji tamni zagrijavanjem. Tijekom procesa snimanja, laserska zraka zagrijava odabrane točke na sloju, koje potamne i prestanu propuštati svjetlost na reflektirajući sloj, formirajući područja slična udubljenjima. CD-R pogoni, zahvaljujući znatnom smanjenju cijene, sve su rašireniji.

CD-RW (kompaktni disk s mogućnošću ponovnog snimanja)

Popularniji su CD-RW pogoni, koji vam omogućuju pisanje i ponovno pisanje informacija. CD-RW pogon vam omogućuje pisanje i čitanje CD-R diskovi i CD-RW, čitanje CD-ROM diskova, tj. u određenom je smislu univerzalan.

Skraćenica DVD označava DigitalniSvestranDisk, tj. uniuniverzalni digitalni disk. Istih dimenzija kao obični CD i vrlo sličnog principa rada, stane izuzetno velika količina informacija - od 4,7 do 17 GB. Možda se upravo zbog velikog kapaciteta naziva univerzalnim. Istina, danas se DVD disk zapravo koristi samo u dva područja: za pohranjivanje video filmova (DVD-Video ili jednostavno DVD) i ultra velikih baza podataka (DVD-ROM, DVD-R).

Raspršenost kapaciteta nastaje na sljedeći način: za razliku od CD-ROM-a, DVD-ovi snimaju se s obje strane. Štoviše, jedan ili dva sloja informacija mogu se primijeniti na svaku stranu. Tako jednostrani jednoslojni diskovi imaju kapacitet od 4,7 GB (često se nazivaju DVD-5, tj. diskovi kapaciteta oko 5 GB), dvostrani jednoslojni - 9,4 GB (DVD-10), jednostrani dvoslojni - 8,5 GB (DVD-9) i dvostrani dvoslojni - 17 GB (DVD-18). Ovisno o količini podataka potrebnih za pohranjivanje, odabire se vrsta DVD diska. Što se tiče filmova, dvostrani diskovi često sadrže dvije verzije iste slike – jednu široku, a drugu u klasičnom televizijskom formatu.

Glavni parametar CD-ROM pogona je brzina čitanja podataka. Mjeri se u višekratnicima. Mjerna jedinica je brzina čitanja u prvim produkcijskim uzorcima, koja iznosi 150 KB/s, pa disk s dvostrukom brzinom čitanja daje performanse od 300 KB/s, s četverostrukom brzinom - 600 KB/s itd.

Radi očuvanja informacija, laserski diskovi moraju biti zaštićeni od mehaničkih oštećenja (ogrebotina), kao i od kontaminacije.

Struktura površine diskovi

Formulacija problema.

Zamislite knjigu napravljenu u obliku dugačke vrpce.

Je li zgodno tražiti potrebne informacije u takvoj "knjizi"? Zašto?

Koja je pogodnost pronalaženja informacija koje trebate u običnoj knjizi koja ima stranice? Zašto?

Zaključak: u knjizi možete bez problema pronaći potrebne informacije jer ima zgodnu strukturu, naime podijeljena je na stranice. U knjizi napravljenoj u obliku dugačke vrpce nezgodno je tražiti informacije, jer nije jasno u kojem se dijelu vrpce nalaze. Stranice imaju svoje brojeve, pa je za pronalaženje potrebnih podataka dovoljno znati broj stranice na kojoj se nalaze, odnosno knjiga ima strukturu. Bez ove strukture, traženje informacija postaje teško.

Budući da je knjiga analog vanjske memorije, površina bilo kojeg diska mora imati određenu strukturu. Kao što se prilikom izrade knjige veliki list papira reže na stranice i zatim spaja, tako se i površina diska “reže” na dijelove – “stranice”.

Magnetski diskovi.

Svaki magnetski disk u početku nije spreman za rad. Da ga dovedem do radni uvjeti mora se formatirati, tj. mora se napraviti struktura diska. Za disketu, ovo je magnetskikoncentrične staze – podijeljene na sektore. I tvrdi magnetski disk još uvijek ima cilindri, jer se tvrdi disk sastoji od više ploča.

Sektor je vrlo mali "komad" površine diska (kao linija na stranici). Stoga se sektori spajaju u veće „komade“ - klastere.

Kapacitet diska može se izračunati na sljedeći način.

Volumen = broj strana * broj zapisa * sektori * volumen sektora.

Što je dalje od središta diska, to su staze duže. Stoga, s istim brojem sektora na svakom od njih, gustoća snimanja na unutarnjim stazama trebala bi biti veća nego na vanjskim. Broj sektora, kapacitet sektora, a time i informativni volumen diska ovise o vrsti pogona i načinu formatiranja, kao io kvaliteti samih diskova.

Laserski diskovi

Za razliku od magnetskih diskova, CD-ROM ima samo jednu fizičku stazu u obliku spirale koja ide od vanjskog promjera diska prema unutarnjem.

Primjer 1. Dano je stablo datotečne strukture diska. Velika slova označavaju nazive direktorija, a mala slova nazive datoteka.

Navedite nazive imenika 1., 2., 3. razine. Odredite put do slova datoteke. txt iz korijenskog direktorija. Navedite stazu do datoteke letter1.doc iz korijenskog direktorija i do datoteke letter2.doc iz direktorija WORK. Navedite pune nazive datoteka

pismo. txt i letterl. doc ako je struktura datoteke pohranjena na disku C.

Riješenje. Katalozi 1. razine RAČUNALO, RAD, UROK. Katalozi 2. razine - IBM, APPLE, DOCUMENT, PRINT. Direktoriji 3. razine - D0C1, D0C2.

Put do slova datoteke. txt iz korijenskog direktorija: \POSAO\ISPIS. Put do datoteke letterl. doc iz korijenskog direktorija: \W0RK\D0CUMENT\D0C2. Put do datoteke letter2.doc iz direktorija W0RK:\D0CUMENT\D0C2.

Puno pismo naziva datoteka. txt i letterl. dokument:

C:\POSAO\ISPIS\pismo. txt I

C:\W0RK\D0CUMENT\D0C2\pismol. doc.

Dano je stablo hijerarhijske strukture datoteka na magnetskom disku. Velika slova označavaju nazive direktorija, mala slova nazive datoteka:

Pronađite pogreške u strukturi datoteke.

Dano je stablo hijerarhijske strukture datoteka na magnetskom disku. Velika slova označavaju nazive direktorija, mala slova nazive datoteka:

Navedite imenike 1., 2., 3. razine, ako postoje. Navedite staze od korijenskog direktorija do svake od datoteka.

\DRŽAVA\SAD\INFO\kultura. txt; \DRŽAVA\SAD\washington. txt; \ZEMLJA\RUSIJA\moskva. txt; \DRŽAVA\RUSIJA\INFO\industrija. txt; \DRŽAVA\RUSIJA\INFO\kultura. txt

Označeni su putovi od korijenskog direktorija do nekih datoteka pohranjenih na magnetskom disku. Velika slova označavaju nazive direktorija, mala slova nazive datoteka: \KUTIJA\PISMO\petar. txt; \KUTIJA\PISMO\kate. txt; \PISMO\DJELO\travanj. txt; \PISMO\DJELO\može. txt; \PISMO\PRIJATELJ\ŠKOLA\marija. txt; \PISMO\PRIJATELJU\sport. txt. Prikaz struktura datoteke prikaz stabla.

Odlučiti zadaci: ■ № 1

Dvostrana disketa ima kapacitet od 800 KB. Koliko zapisa ima na jednoj strani diskete ako svaki zapis sadrži 20 sektora po 0,5 KB. Riješenje".

1) 800:2=400 KB - veličina diskete;

2) 20*0,5=10 KB - obujam svih sektora;

3) 400:10=40 - staze. Odgovor: 40 pjesama.

Kolika je veličina svakog sektora dvostrane diskete od 360 KB ako je svaka strana diskete podijeljena na 40 staza s 18 sektora po stazi?

Riješenje:

1) 40*18=720 sektora na disku;

2) 360:720=0,5 KB - volumen sektora. Odgovor: 0,5 KB.

Označeni su putovi od korijenskog direktorija do nekih datoteka pohranjenih na magnetskom disku. Velika slova označavaju nazive direktorija, mala slova nazive datoteka: \SPORT\SKIJANJE\rusija. txt; \SPORT\SKIJANJE\njemačka. txt; \SPORT\KLIZANJE\finska. txt; \RAČUNALO\IBM\INFO\pentium. txt; \RAČUNALO\INFO\ibm. txt. Prikažite strukturu datoteke kao stablo.

Prvi magnetski medij za snimanje na koji su se snimale informacije u Poulsenovom aparatu na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće bio je čelična žica promjera do 1 mm. Početkom 20. stoljeća koristila se i u te svrhe. valjana čelična traka. Međutim, karakteristike kvalitete ovih medija bile su vrlo niske. Dovoljno je reći da je za izradu 14-satnog magnetskog zapisa izvješća na Međunarodnom kongresu u Kopenhagenu 1908. bilo potrebno 2500 km žice teške oko 100 kg. Osim toga, u procesu korištenja žice i čelične trake pojavio se nerješiv problem povezivanja njihovih pojedinačnih dijelova. Na primjer, čvorna žica nije prošla kroz magnetsku glavu. Osim toga, lako se zapetljala, a tanka čelična traka rezala je ruke. Željezo magnetni disk, prvi patent za koji je izdan davne 1906. godine nije bio primijenjen u to vrijeme 1 .

Tek od druge polovice 1920-ih, kada je izumljen magnetna traka u prahu, Magnetski zapis počeo se masovno koristiti. Patent za tehnologiju nanošenja feromagnetskog praha na film dobio je 1928. Fritz Pfeimer u Njemačkoj. U početku se magnetski prah nanosio na papirnatu podlogu, zatim na celulozni acetat, dok se nije počela koristiti visoka čvrstoća kao podloga.

1 Vasilevskiy Yu. A. Magnetski mediji za snimanje. M., 1989. P. 5-6.

materijal - polietilen tereftalat (lavsan). Također je poboljšana kvaliteta magnetskog praha. Konkretno, počeli su se koristiti prahovi željeznog oksida s dodatkom kobalta, kromovog oksida, metalnog magnetskog praha željeza i njegovih legura, što je omogućilo nekoliko puta povećanje gustoće snimanja. Radni sloj se nanosi na podlogu vakuumskim ili elektrolitičkim taloženjem u obliku magnetskog laka koji se sastoji od magnetskog praha, veziva, otapala, plastifikatora i raznih dodataka.

Osim fleksibilne podloge i radnog magnetskog sloja, traka može imati i dodatne slojeve: zaštitni - na površini radnog sloja i antifrikcijski - na stražnjoj strani trake, kako bi se radni sloj zaštitio od mehaničko trošenje, povećavaju mehaničku čvrstoću trake i poboljšavaju njezino klizanje duž magnetskih površinskih glava. Sloj protiv trenja također se uklanja električni naboji, koji se nakupljaju na magnetskoj vrpci. Međusloj (podsloj) između podloge i radnog sloja služi za poboljšanje prianjanja radnog i antifrikcijskog sloja na podlogu.

Za razliku od mehaničkih medija za snimanje, magnetska vrpca je prikladna za ponovljeno snimanje informacija. Broj takvih snimaka je vrlo velik i ograničen je samo mehaničkom čvrstoćom same magnetske vrpce.

Prvi magnetofoni, koji su se pojavili 1930-ih, bili su na kolut. U njima je magnetska traka bila namotana na kolute. Štoviše, isprva su to bili ogromni koluti širine 1 inča (25,4 mm). Tijekom snimanja i reprodukcije, film se premotavao s punog koluta na prazan.

Godine 1963. Philips je razvio tzv. kasetofon koji je omogućio korištenje vrlo tankih magnetskih vrpci. Njihova maksimalna debljina je samo 20 mikrona sa širinom od 3,81 mm. Kod kazetofona se oba koluta nalaze u posebnom kompaktna kaseta a kraj filma je prethodno fiksiran na prazan kolut. Drugim riječima, ovdje magnetska vrpca i kaseta predstavljaju jedan funkcionalni mehanizam. Snimanje na kompakt kasete je dvostrano. Ukupno vrijeme snimanja obično je 60, 90 i 120 minuta.

Krajem 1970-ih. pojavio se mikrokasete dimenzija 50x33x8 mm, odnosno veličine kutije šibica, za prijenosne diktafone i telefone s telefonskim sekretaricama, a sredinom 1980-ih. - pikokasete- tri puta manje mikrokaseta.

Od 1952. godine magnetska vrpca počela se koristiti za snimanje i pohranjivanje informacija u elektroničkim računalima. Prednost magnetske vrpce je mogućnost snimanja s povećanom gustoćom zbog činjenice da je ukupna površina magnetskog sloja vrpce znatno veća nego kod drugih vrsta medija, a ograničena je samo duljinom traka. Kazetofoni - patrone dostižu kapacitet od nekoliko terabajta, au bliskoj budućnosti njihov će kapacitet iznositi desetke terabajta. Pozivaju se mehanizmi za pogon trake za patrone vrpce(od engleskog, potok - potok). Njihov princip rada sličan je onom magnetofona.

Međutim, magnetska traka ima i ozbiljan nedostatak. Ne dopušta izravan pristup snimljenim informacijama. Da biste to učinili, vrpcu je potrebno prvo premotati na željeno mjesto, što značajno povećava vrijeme potrebno za očitavanje informacija s nje. Kasete s magnetskom vrpcom (ulošci) također se odlikuju velikim veličinama. Stoga se trenutno koriste uglavnom u sustavima za sigurnosno kopiranje u centrima za pohranu podataka, poduzećima, velikim informacijskim centrima, kao i za pohranjivanje informacija u poslužiteljima i stolnim radnim stanicama, gdje su pouzdanost, stabilnost, veliki kapacitet, relativno niska cijena. Sustavi sigurnosne kopije pomažu osigurati sigurnost informacija u slučaju pogrešaka, kvarova ili prirodnih katastrofa.

Ne samo audio, već i video informacije mogu se snimati na magnetsku vrpcu. Video kaseta po strukturi je slična audio vrpci. Međutim, njegov radni sloj obično ima složeniju strukturu. Poanta je da video signali visoka frekvencija bilježe se na samoj površini radnog sloja. Za njih možete koristiti male čestice metala. Niske frekvencije bolje prenose velike čestice, koje je preporučljivo postaviti u dubinu. Stoga se radni sloj magnetske trake za video snimanje može sastojati od dva sloja. Magnetska vrpca za videodokumentaciju također je uvučena u posebne kazete koje joj pružaju zaštitu od mehaničkih utjecaja, kontaminacije i brzo punjenje u video opremu. Rasprostranjen 1980-ih - 1990-ih. Video kasete su sada ustupile mjesto video medijima koji više obećavaju.

Isprva su se koristila i elektronička računala magnetski bubnjevi. Konkretno, domaći veliki elektronički računski stroj (BESM-6) koristio je magnetske bubnjeve težine oko 8 kg, ali s kapacitetom memorije od samo 1 MB.

Od ranih 1960-ih. široko korišten, prvenstveno u uređajima za pohranu računala, magnetski diskovi. To su aluminijski ili plastični diskovi promjera od 30 do 350 mm, presvučeni radnim slojem magnetskog praha debljine nekoliko mikrona. Magnetska prevlaka u početku se sastojala od željeznog oksida, a kasnije od krom dioksida.

U diskovnom pogonu, kao iu magnetofonu, informacije se snimaju pomoću magnetske glave, samo ne duž vrpce, već na koncentričnim magnetskim stazama koje se nalaze na površini rotirajućeg diska, obično s obje strane. Magnetski diskovi su tvrdi i fleksibilni, izmjenjivi i ugrađeni u osobno računalo. Njihove glavne karakteristike su: informacijski kapacitet, vrijeme pristupa informacijama i brzina uzastopnog čitanja.

Tvrdi neizmjenjivi diskovi u računalu su strukturno spojeni u jednu jedinicu s disk jedinicom. Postavljeni su u pakete na istoj osi. Paket diskova nalazi se u zatvorenom kućištu koje osigurava potrebnu čistoću i stalni pritisak zraka bez prašine. Trenutno se umjesto zraka kao punilo počelo koristiti inertni plin helij, koji zbog manje gustoće može značajno povećati energetsku učinkovitost.

Svaki disk sadrži isti broj uzastopnih zapisa (staza). Širina magnetske staze je približno 1 µm. Prvi model tvrdog diska, stvoren 1973., imao je 30 staza od 30 sektora, što se slučajno poklapalo s kalibrom "30/30" poznate lovačke puške Winchester i dalo je žargonski naziv za tvrde magnetske diskove - "Winchester". “, “Winchester”. Tragovi su koncentrični krugovi koji odgovaraju zonama zaostale magnetizacije koju stvaraju magnetske glave. Zauzvrat, svaka od staza je podijeljena u sekvencijalne sektore.

U razvoju tvrdih diskova jasno je vidljiv glavni trend - postupno povećanje gustoće snimanja, popraćeno povećanjem brzine rotacije glave vretena i smanjenjem vremena pristupa informacijama, te u konačnici - povećanjem produktivnosti. Kapacitet diska, koji je u početku dosezao nekoliko GB, sredinom drugog desetljeća 21. stoljeća dosegnuo je 10 TB (godišnji rast kapaciteta tvrdih diskova računala je 35-40 posto). Smještanje takve količine informacija postalo je moguće na diskove s okomitom metodom snimanja, koja se pojavila 2007. godine. U bliskoj budućnosti, ova metoda će povećati kapacitet na 85 TB (može se snimiti 86 milijuna fotografija u boji ili 21,5 tisuća filmova).

Tvrdi diskovi dizajnirani su za trajnu pohranu informacija, uklj. potrebno pri radu s računalom (sustav softver, paketi aplikacijski programi itd.). Na temelju tvrdih diskova, također postoje vanjski diskovi informacije kapaciteta do nekoliko terabajta.

Fleksibilni plastični magnetni diskovi (floppy diskovi, s engleskog, floppy - slobodno visi) izrađene su od umjetne folije - Mylar, obložene ferolakom otpornim na habanje, i stavljane su jedna po jedna u posebne tvrde plastične kutije - kasete, koje pružaju mehanička zaštita prijevoznik. Poziva se kaseta diskete disketa.

Prva disketa pojavila se 1967. Imala je promjer 8 inča i kapacitet 100 KB. Godine 1976. veličina diskete smanjena je na 5,25 inča, a 1980. Soni je razvio disketu i 3,5-inčni disketni pogon koji su se uglavnom proizvodili sljedećih desetljeća.

Za čitanje i pisanje informacija koristi se poseban elektroničko-mehanički uređaj - diskovni pogon, gdje se postavlja disketa. Disketa ima središnji otvor za vreteno pogona diska, a kućište ima otvor prekriven metalnim zatvaračem za pristup magnetskim glavama, kroz koje se očitavaju i upisuju informacije. Snimanje na disketu provodi se po istom principu kao u magnetofonu. Ovdje također postoji izravan mehanički kontakt glave s magnetskim radnim slojem, što dovodi do relativno brzog trošenja nosača materijala.

Kapacitet jedne diskete od 3,5 inča obično je bio od 1,0 do 2,0 MB. Standardne diskete imale su kapacitet od 1,44 MB. Međutim, razvijene su 3,5-inčne diskete kapaciteta do 250 MB.

Pokazalo se da su diskete prilično izbirljivi mediji. Manje su otporni na habanje od tvrdih diskova i osjetljivi su na magnetska polja i povišene temperature. Sve je to često dovodilo do gubitka snimljenih podataka. Stoga su se diskete prvenstveno koristile za brzo pohranjivanje dokumentiranih informacija. Trenutno ih zamjenjuju pouzdaniji i učinkovitiji mediji temeljeni na flash memoriji.

U posljednjoj četvrtini 20. st. u mnogim zemljama svijeta, a od 1990. god. - i u Rusiji tzv plastične kartice, koji su uređaji za magnetsku pohranu informacija i upravljanje podacima.

Prethodnici plastičnih kartica bile su kartice izrađene od kartona za potvrdu kreditne sposobnosti imatelja izvan banke. Godine 1928. jedna od američkih tvrtki počela je proizvoditi metalne kartice dimenzija 63 x 35 mm. Na njima je bilo utisnuto ime vlasnika, grad, država i drugi podaci. Takve su kartice izdavane stalnim kupcima u velikim trgovinama. Prilikom plaćanja robe, prodavač je provlačio karticu kroz poseban stroj, zbog čega su slova i brojevi utisnuti na njoj bili utisnuti na račun. Zatim je ovaj ček s rukom ispisanim iznosom kupnje poslan banci na otkup. Prva moderna kreditna kartica, na temelju koje sustav plaćanja VISA je izdana 1958. od strane Bank of America.

Plastične kartice sastoje se od tri sloja: poliesterske baze na koju se nanosi tanak radni sloj i zaštitnog sloja. Kao baza obično se koristi polivinil klorid koji se lako obrađuje i otporan je na temperaturne, kemijske i mehaničke utjecaje. Međutim, u nekim slučajevima osnova za magnetske kartice je takozvana pseudo-plastika - debeli papir ili karton s dvostranom laminacijom.

Radni sloj (feromagnetski prah) nanosi se na plastiku vrućim štancanjem u obliku zasebnih uskih traka. Magnetske trake se prema fizikalnim svojstvima i području primjene dijele na dvije vrste: visokoercitivne i niskoercitivne. Pruge visokog intenziteta su crne boje. Otporne su na magnetska polja. Za njihovo snimanje potrebna je veća energija. Koriste se kao kreditne kartice, vozačke dozvole itd., tj. u slučajevima kada je potrebna povećana otpornost na habanje i sigurnost. Magnetske trake niskog intenziteta su smeđe boje. Manje su sigurni, ali se lakše i brže snimaju. Koristi se na karticama s ograničenim rokom valjanosti.

Zaštitni sloj magnetskih plastičnih kartica sastoji se od prozirne poliesterske folije. Dizajniran je za zaštitu radnog sloja od trošenja. Ponekad se premazi koriste za zaštitu od krivotvorina i kopiranja. Zaštitni sloj osigurava do dva desetaka tisuća ciklusa pisanja i čitanja.

Treba napomenuti da, osim magnetskog, postoje i drugi načini snimanja podataka na plastičnu karticu: grafičko snimanje, utiskivanje (mehaničko istiskivanje), barkodiranje, lasersko snimanje.

Trenutno se elektronički čipovi sve više koriste u plastičnim karticama umjesto magnetskih traka. Takve kartice, za razliku od jednostavnih magnetskih, počele su se nazivati ​​pametnim ili pametne kartice(s engleskog, pametan – pametan). Mikroprocesor ugrađen u njih omogućuje vam pohranjivanje značajne količine informacija, omogućuje izvođenje potrebnih izračuna u sustavu bankarskih i trgovačkih plaćanja, čime se plastične kartice pretvaraju u višenamjenske nositelje informacija.

Po načinu pristupa mikroprocesoru (sučelju) pametne kartice Može biti:

• - s kontaktnim sučeljem (tj. prilikom obavljanja transakcije kartica se ubacuje u elektronički terminal);
• - s dvostrukim sučeljem (može raditi i kontaktno i beskontaktno, tj. razmjena podataka između kartice i vanjski uređaji može se provesti putem radio kanala).

Veličine plastičnih kartica su standardizirane. U skladu s međunarodnim standardom ISO-7810, njihova duljina je 85,595 mm, širina - 53,975 mm, debljina - 3,18 mm.

Opseg primjene magnetskih plastičnih i pseudoplastičnih kartica, kao i pametnih kartica, prilično je širok. Osim u bankarskim sustavima, koriste se kao kompaktni medij za pohranu, identifikator za automatizirane računovodstvene i kontrolne sustave, identifikacija, propusnica, internetska kartica, SIM kartica mobilne komunikacije, prijevozna karta, elektronička (biometrijska) putovnica itd.

Materijalni magnetski mediji za snimanje neprestano se poboljšavaju zajedno s tehnologijama elektromagnetske dokumentacije. Postoji tendencija povećanja gustoće zapisa informacija na magnetskim medijima uz smanjenje njihove veličine i skraćivanje vremena pristupa informacijama. Razvijaju se tehnologije koje će u bliskoj budućnosti omogućiti povećanje memorijskog kapaciteta standardnih medija nekoliko tisuća puta u usporedbi sa sadašnjim uređajima. A dugoročno se očekuje pojava nosača u kojem će pojedini atomi imati ulogu magnetskih čestica. Kao rezultat toga, njegov će kapacitet, prema njegovim programerima, biti milijardama puta veći od trenutno postojećih standarda.

• Vasilevsky Yu. A. Dekret. op. str. 11, 225, 227-228; Dekret Levina V.I. Op.S. 23-24 (prikaz, ostalo).
• Manukov S. Kako ne postati kartaška budala // Tvrtka. 2009. № 27-28. Str. 52.
• Fradkin V. Prošlost, sadašnjost i budućnost nositelja informacija // Cijena računala. 2003. broj 46.