Az adathordozók mágnesesek és optikaiak. Mágneses és optikai adathordozók és felhasználásuk lehetősége a szervezetek gyakorlatában. Merevlemez-meghajtók

Meghajtók mágneses és optikai adathordozón

Hajlékonylemez meghajtók: működési elv, specifikációk, fő összetevők. Merevlemez meghajtók: formai tényezők, működési elv, típusok, fő jellemzők, működési módok. Mágneses lemezek konfigurálása és formázása. Segédprogramok merev mágneslemezek karbantartásához. Magnetooptikai és kompakt lemezek logikai felépítése és formátuma. CD-R meghajtók(RW), DVD-R (RW), ZIP: működési elv, fő komponensek, specifikációk. Mágneses-optikai meghajtók, streamerek, flash lemezek. A főbb modern modellek áttekintése.

A tanulónak tudnia kell:

• az FDD meghajtó működési elve és fő összetevői;
• a merevlemez-meghajtó jellemzői és működési módjai;
• a magneto-optikai és a CD-meghajtók működési elve;
• Optikai és mágneses-optikai lemezek formátumai;

A tanulónak képesnek kell lennie:

• információk rögzítése különböző médiákon;
• használat szoftver Karbantartás merevlemez;
• meghatározza a hajtások fő jellemzőit;

Az óra céljai:

• – megismertetni a hallgatókkal az információgyűjtők fő összetevőit.
• - az adathordozók típusainak és jellemzőinek tanulmányozása.
• - nevelés információs kultúra tanulók, figyelmesség, pontosság, fegyelem, kitartás.
• - a kognitív érdeklődés, az önkontroll készség, a jegyzetelési képesség fejlesztése.

Elméleti rész.

Adatok tárolása mágneses adathordozón

Szinte minden személyi számítógépben az információkat mágneses vagy optikai elvek alapján tárolják adathordozón. A mágneses tárolóeszközökkel a bináris adatok kisméretű, fémes, mágnesezett részecskéket „alakítanak” lapos lemezen vagy szalagon „mintázatba” rendezve. Ez a mágneses „minta” ezután bináris adatfolyammá dekódolható.

A mágneses adathordozók - merevlemez- és hajlékonylemez-meghajtók - működése az elektromágnesességen alapul. Lényege abban rejlik, hogy amikor elektromos áramot vezetünk át egy vezetőn, mágneses tér alakul ki körülötte (1. ábra). Ez a mező a benne lévő ferromágneses anyagra hat. Az áram irányának változásával a mágneses tér polaritása is megváltozik. Az elektromágnesesség jelenségét villanymotorokban használják a forgó tengelyre szerelt mágnesekre ható erők létrehozására.

Van azonban egy ellentétes hatás is: elektromos áram keletkezik egy olyan vezetőben, amelyre váltakozó mágneses tér hat. A mágneses tér polaritásának megváltozásakor az elektromos áram iránya is megváltozik (2. ábra).

Az olvasó/író fej bármely lemezmeghajtóban egy U-alakú ferromágneses magból és egy tekercsből (tekercsből) áll, amelyen keresztül elektromos áram áramolhat. Amikor áramot vezetünk át a tekercsen, mágneses mező jön létre a fej magjában (mágneses áramkörében) (3. ábra). Az áramló áram irányának váltásakor a mágneses tér polaritása is megváltozik. A fejek lényegében elektromágnesek, amelyek polaritása nagyon gyorsan megváltoztatható az átvezetett elektromos áram irányának változtatásával.

Rizs. 2. Amikor egy vezető mágneses térben mozog, elektromos áram keletkezik benne
Rizs. 3. Olvasó/író fej

A magban lévő mágneses tér részben átterjed a környező térbe az U betű alján „átvágott” rés jelenléte miatt. Ha egy másik ferromágnes (működő hordozóréteg) található a rés közelében, akkor a mágneses tér lokalizált benne, mivel az ilyen anyagok mágneses ellenállása alacsonyabb, mint a levegő . A rést áthaladó mágneses fluxus a hordozón keresztül záródik, ami annak mágneses részecskéinek (tartományainak) a tér irányába történő polarizációjához vezet. A tér iránya és így a hordozó remanenciája a fej tekercsben lévő elektromos tér polaritásától függ.

A hajlékony mágneses lemezeket általában lavsanra, a mereveket pedig alumínium- vagy üveghordozóra készítik, amelyre ferromágneses anyagréteget visznek fel. A munkaréteg főleg vas-oxidból áll, különféle adalékokkal. Az üres lemezen az egyes tartományok által létrehozott mágneses mezők véletlenszerűen orientáltak és kölcsönösen kompenzálják a lemez felületének bármely kiterjesztett (makroszkópos) szakaszát, így annak maradék mágnesezettsége nulla.

Ha a lemez felületének egy része mágneses térnek van kitéve, amikor a fejrés közelébe húzzuk, akkor a tartományok egy bizonyos irányba sorakoznak, és mágneses mezőik többé nem kioltják egymást. Ennek eredményeként ezen a területen maradék mágnesezettség jelenik meg, amely utólag észlelhető. Tudományos értelemben azt mondhatjuk: a lemezfelület ezen szakasza által alkotott maradék mágneses fluxus nullától eltérő lesz.

Olvasó/Írófej-tervek

Ahogy a lemezmeghajtó technológia fejlődött, úgy fejlődtek az író/olvasó fejek kialakítása is. Az első fejek tekercses magok voltak (elektromágnesek). Modern mércével mérve a méretük hatalmas volt, a felvételi sűrűség pedig rendkívül alacsony. Az évek során a fejkialakítások hosszú utat tettek meg az első ferritmagos fejektől a modern típusokig.

A leggyakrabban használt fejek a következő négy típusból állnak:

• ferrit;
• fémmel a résben (MIG);
• vékony film (TF);
• magnetorezisztív (MR);
• óriás magnetorezisztív (GMR).
• Ferrit fejek

A klasszikus ferrit fejeket először az IBM Winchester 30-30 meghajtójában használták. Magjaik préselt ferrit (vas-oxid alapú) alapúak. A résben lévő mágneses tér akkor keletkezik, amikor elektromos áram folyik át a tekercsen. Amikor viszont a mágneses térerősség a rés közelében változik, elektromotoros erő indukálódik a tekercsben. Így a fej univerzális, i.e. írásra és olvasásra is használható. A ferritfejek mérete és tömege nagyobb, mint a vékonyrétegűké; így megelőzni őket nem kívánt kapcsolatok lemezfelületeknél növelni kell a hézagot.

A ferritfejek fennállása során azok eredeti (monolit) kialakítása jelentősen javult. Különösen az úgynevezett üveg-ferrit (kompozit) fejeket fejlesztették ki, amelyek kis ferrit magja kerámia tokba van beépítve. Az ilyen fejek magjának szélessége és mágneses hézaga kisebb, ami lehetővé teszi a felvételi sávok sűrűségének növelését. Ezenkívül csökken a külső mágneses interferenciára való érzékenységük.

• A fejek fém résben

A résben fémes fejek (Metal-In-Gap – MIG) a kompozit ferritfej kialakításának fejlesztése eredményeként jelentek meg. Az ilyen fejekben a mag hátulján található mágneses rés fémmel van kitöltve. Ennek köszönhetően a maganyag mágneses telítettségre való hajlama jelentősen csökken, ami lehetővé teszi a mágneses indukció növelését a munkarésben, és ennek következtében a nagyobb sűrűségű lemezre való felvételt. Ráadásul a résben lévő fémmel a fej által keltett mágneses tér gradiense nagyobb, ami azt jelenti, hogy a korong felületén pontosabban meghatározott határvonalú mágnesezett tartományok alakulnak ki (csökken az előjelváltó zónák szélessége).

Ezek a fejek lehetővé teszik a nagy kényszerítő erővel és vékony filmréteggel rendelkező hordozók használatát. A teljes tömeg csökkentésével és a kialakítás javításával az ilyen fejek közelebb helyezhetők el a hordozó felületéhez.

A résben lévő fémfejeknek két típusa van: egyoldalas és kétoldalas (azaz egy és két fémréssel). Az egyoldalas fejekben a mágneses ötvözetréteg csak a hátsó (nem működő) résben található, a kétoldalas fejekben pedig mindkettőben. A fémréteget vákuumréteggel hordják fel. A mágneses ötvözet telítési indukciója megközelítőleg kétszerese a ferritének, ami, mint már említettük, lehetővé teszi a felvételt nagy kényszerítő erővel rendelkező adathordozókra, amelyeket nagy kapacitású meghajtókban használnak. A kétoldalas fejek ebből a szempontból jobbak, mint az egyoldalasak.

• Vékony fóliafejek

A Thin Film (TF) fejek gyártása szinte ugyanazzal a technológiával történik, mint az integrált áramkörök, azaz. fotolitográfiával. Egy hordozóra több ezer fejet lehet egyszerre „nyomtatni”, amelyek kicsik és könnyűek.

A vékonyréteg-szerszámokban a munkarés nagyon szűkre tehető, és a szélessége a gyártás során beállítható további nem mágneses alumíniumötvözet rétegek felépítésével. Az alumínium teljesen kitölti a munkahézagot, és jól megvédi azt a sérüléstől (széltörés), ha véletlenül érintkezik a tárcsával. Maga a mag vas és nikkel ötvözetéből készül, amelynek telítési indukciója 2-4-szer nagyobb, mint a ferrité.

A lemez felületén vékonyfilmes fejek által alkotott maradék mágnesezési területek világosan meghatározott határokkal rendelkeznek, ami lehetővé teszi nagyon nagy sűrűségű rekordokat. A fejek kis súlya és kis méretei miatt a köztük és a lemezek felületei közötti rés jelentősen csökkenthető a ferrit és MIG fejekhez képest: egyes meghajtókban értéke nem haladja meg a 0,05 mikront. Ennek eredményeként egyrészt a hordozófelületi területek maradék mágnesezettsége növekszik, másrészt a jel amplitúdója, és javul a jel/zaj viszony a kiolvasási módban, ami végső soron befolyásolja az adatrögzítés és -olvasás megbízhatóságát.

Napjainkban a legtöbb nagy kapacitású meghajtóban vékonyrétegű fejeket használnak, különösen a kis méretű modelleknél, szinte a résben lévő fémre cserélve a fejeket. Kialakításuk és jellemzőik folyamatosan javulnak, de valószínűleg a közeljövőben magnetorezisztív fejekre cserélik őket.

• Magnetorezisztív fejek

A mágneses ellenállású (Magneto-Resistive - MR) fejek viszonylag nemrég jelentek meg. Ezeket az IBM fejlesztette ki, és lehetővé teszi a meghajtók rögzítési sűrűségének és sebességének legmagasabb értékeinek elérését. Először szereltek magnetorezisztív fejeket egy meghajtóba merevlemezek 1 GB (3,5 hüvelyk) az IBM-től 1991-ben.

Minden fej detektor, pl. regisztrálja a mágnesezettség zónáiban bekövetkezett változásokat és alakítja át adatként értelmezhető elektromos jelekké. A mágneses rögzítéssel azonban van egy probléma: amikor a vivő mágneses tartományai csökkennek, akkor a fejjel szintje csökken, és lehetőség nyílik arra, hogy „valódi” jelnek veszünk zajt. A probléma megoldásához hatékony olvasófejre van szükség, amely megbízhatóbban tudja meghatározni a jel jelenlétét.

A mágneses ellenállású fejek drágábbak és összetettebbek, mint más típusú fejek, mivel további elemeket tartalmaznak a kialakításukban, és technológiai folyamat több további lépést is tartalmaz. Az alábbiakban felsoroljuk a fő különbségeket a magnetorezisztív fejek és a hagyományos fejek között:

• további vezetékeket kell csatlakoztatni hozzájuk, hogy a mérőáramot a rezisztív érzékelőhöz táplálják;
• 4-6 további maszkot (fotomaszkot) használnak a gyártási folyamat során;
• A magnetorezisztív fejek nagy érzékenységük miatt érzékenyebbek a külső mágneses térre, ezért gondosan árnyékolni kell őket.

Az összes korábban megvizsgált fejben ugyanaz a rés „dolgozott” az írás és az olvasás folyamatában, és a magnetorezisztív fejben kettő van - mindegyik a saját működéséhez. Egyetlen munkarésű fejek fejlesztésekor kompromisszumot kell kötni a szélesség kiválasztásánál. A helyzet az, hogy a fej paramétereinek javítása érdekében az olvasási módban csökkenteni kell a rés szélességét (a felbontás növelése érdekében), és íráskor a résnek szélesebbnek kell lennie, mivel ebben az esetben A mágneses fluxus nagyobb mélységben hatol be a munkarétegbe („mágnesezve” a teljes vastagságban). A kétrésű magnetorezisztív fejekben mindegyik optimális szélességű lehet. A vizsgált fejek másik jellemzője, hogy rögzítő (vékonyrétegű) részük szélesebb sávokat képez a lemezen, mint amennyi az olvasóegység működéséhez szükséges (magnetorezisztív). Ebben az esetben az olvasófej kevesebb mágneses interferenciát "gyűjt össze" a szomszédos sávoktól.

• Óriási magnetorezisztív fejek

1997-ben az IBM bejelentette egy új típusú magnetorezisztív fejet, amely sokkal nagyobb érzékenységgel rendelkezik. Óriási magnetorezisztív fejeknek (Giant Magnetoresistive – GMR) hívták őket. Ezt a nevet a használt effektus alapján kapták (bár méretük kisebb volt, mint a hagyományos magnetorezisztív fejek). A GMR-hatást 1988-ban fedezték fel kristályokban, amelyeket nagyon erős mágneses térbe helyeztek (a merevlemez-meghajtókban használt mágneses tér körülbelül 1000-szerese).

Adatkódolási módszerek

A mágneses adathordozón lévő adatokat analóg formában tárolják. Ugyanakkor maga az adat is digitális formában jelenik meg, mivel nullák és egyesek sorozata. A rögzítés során a mágneses fejbe belépő digitális információ megfelelő polaritású mágneses tartományokat hoz létre a lemezen. Ha a fej a rögzítés során pozitív jelet kap, akkor a mágneses domének egy irányba polarizálódnak, ha negatív, akkor az ellenkező irányba. Amikor a rögzített jel polaritása megváltozik, a mágneses tartományok polaritása is megváltozik.

Ha lejátszás közben a fej azonos polaritású mágneses tartományok csoportját regisztrálja, akkor nem generál jelet; generálás csak akkor következik be, ha a fej polaritásváltozást észlel. A polaritásváltozásnak ezeket a pillanatait előjelváltozásoknak nevezzük. Minden előjelváltozás hatására az olvasófej feszültségimpulzust ad ki; ezeket az impulzusokat regisztrálja a készülék az adatolvasás során. Ugyanakkor az olvasófej nem pontosan azt a jelet állítja elő, amelyet rögzítettek; valójában impulzusok sorozatát hoz létre, amelyek mindegyike megfelel a jelváltás pillanatának.

A rögzítési jel impulzusainak optimális elrendezése érdekében a nyers nyers adatokat egy speciális eszközön, úgynevezett kódolón/dekódolón továbbítják. Ez az eszköz a bináris adatokat elektromos jelekké alakítja, amelyek a jelváltási zónák rögzítési sávon történő elhelyezésére vannak optimalizálva. Az olvasás során a kódoló/dekódoló végrehajtja az inverz transzformációt: visszaállítja a jelből egy bináris adatsort. Az évek során számos adatkódolási módszert fejlesztettek ki, amelyekkel a fejlesztők fő célja az információk rögzítésének és olvasásának maximális hatékonysága és megbízhatósága volt.

A digitális adatokkal való munka során a szinkronizálás különösen fontos. Olvasás vagy írás közben nagyon fontos minden jelváltozás pillanatának pontos meghatározása. Ha nincs szinkronizálás, akkor az előjelváltás pillanata hibásan határozható meg, ami elkerülhetetlen információvesztést vagy torzulást eredményez. Ennek elkerülése érdekében az adó- és vevőkészülékek működését szigorúan szinkronizálni kell. A probléma megoldásának két módja van. Először is szinkronizálja két eszköz működését egy speciális szinkronjel (vagy órajel) továbbításával egy külön kommunikációs csatornán. Másodszor, kombinálja az órajelet az adatjellel, és továbbítsa őket együtt egy csatornán. Ez a legtöbb adatkódolási módszer lényege.

Bár sokféle módszert fejlesztettek ki, ezek közül ma már csak hármat használnak:

• frekvenciamoduláció (FM);
• módosított frekvenciamoduláció (MFM);
• rekordmezőhossz-korlátozás (RLL) kódolás.

Frekvencia moduláció (FM)

Az FM (Frequency Modulation) kódolási módszert a többiek előtt fejlesztették ki, és az úgynevezett single density floppy lemezek rögzítésekor használták az első PC-ken. Az ilyen egyoldalas hajlékonylemezek kapacitása mindössze 80 KB volt. Az 1970-es években számos eszközben használták a frekvenciamodulációs rögzítést, de mára teljesen felhagytak vele.

Módosított frekvenciamoduláció (MFM)

Az MFM (Modified Frequency Modulation) módszer fejlesztőinek fő célja az volt, hogy az FM kódoláshoz képest azonos mennyiségű adat rögzítésére szolgáló előjelváltási zónák számát csökkentsék, és ennek megfelelően növeljék a hordozó potenciális kapacitását. Ezzel a rögzítési módszerrel csökken a csak szinkronizálásra használt előjelváltási zónák száma. Az óraátmenetek csak a nulla adatbittel rendelkező cellák elejére íródnak, és csak akkor, ha nulla bit előzi meg. Minden más esetben a szinkronizáló előjelváltási zóna nem jön létre. A lemezen azonos megengedett sűrűségű előjelváltási zónák számának ilyen csökkenése miatt az információs kapacitás megduplázódik az FM módszerrel történő rögzítéshez képest.

Ez az oka annak, hogy az MFM lemezeket gyakran dupla sűrűségű lemezeknek nevezik. Mivel a vizsgált rögzítési mód mellett ugyanannyi jelváltó zónában kétszer annyi „hasznos” adat van, mint FM kódolásnál, az információ médiára történő olvasási és írási sebessége is megduplázódik.

Record Field Length (RLL) kódolás

A mai napig a legnépszerűbb kódolási módszer a rekordmező hosszának korlátozásával (Run Length Limited – RLL). Másfélszer több információt helyezhet el a lemezen, mint az MFM-módszerrel történő rögzítéskor, és háromszor annyi, mint az FM-kódolással. Ezzel a módszerrel nem egyedi biteket kódolunk, hanem teljes csoportokat, aminek eredményeként előjelváltó zónák bizonyos sorozatai jönnek létre.

Az RLL módszert az IBM fejlesztette ki, és először nagy gépi lemezmeghajtókban használták. Az 1980-as évek végén PC-merevlemezekben kezdték használni, ma pedig szinte minden PC-n használják.

Tárolókapacitás mérése

Az elektrotechnika területén szabványosítással foglalkozó Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság (IEC) 1998 decemberében hivatalos szabványként vezette be a mértékegységek elnevezéseinek és szimbólumainak rendszerét az adatfeldolgozás és kommunikáció területén. Egészen a közelmúltig, decimális és bináris mérőrendszerek egyidejű használatával, egy megabájt 1 millió bájtnak (106) vagy 1 048 576 bájtnak (220) lehetett egyenlő. A mágneses és egyéb meghajtók kapacitásának mérésére használt szabványos egységrövidítéseket a táblázat tartalmazza. 1.

Az új szabvány szerint 1 MiB (mebibyte) 220 (1 048 576), 1 MB (megabyte) 106 (1 000 000) bájtot tartalmaz. Sajnos nem létezik hagyományos módon különbséget tenni a mértékegységek bináris többszörösei és a decimális többszörösei között. Más szóval, az angol MB (vagy M) rövidítés jelenthet több millió bájtot és megabájtot is.

A memória méretét általában bináris egységekben mérik, de a tárolási kapacitást decimális és bináris egységekben is mérik, ami gyakran félreértésekhez vezet. Vegye figyelembe azt is, hogy az angol verzióban a bitek (bitek) és a bájtok (Bytes) különböznek az első betű esetében (lehet kis- vagy nagybetű). Például, ha több millió bitet jelölünk, a kis „b” betűt használják, így a millió bit/s egység Mbps, míg az MBps millió bájtot jelent másodpercenként.

Mi az a merevlemez

A számítógép legszükségesebb és egyben legtitokzatosabb alkatrésze a merevlemez. Mint ismeretes, adatok tárolására tervezték, és meghibásodásának következményei gyakran katasztrofálisak. A számítógép megfelelő működéséhez vagy korszerűsítéséhez jó ötletnek kell lennie arról, hogy mi ez - a merevlemez-meghajtó.

A meghajtó fő elemei több kerek alumínium vagy nem kristályos üveglemez. A hajlékonylemezekkel (hajlékonylemezekkel) ellentétben nem hajlíthatók; innen ered a merevlemez elnevezés (4. ábra). A legtöbb eszközben nem eltávolíthatók, ezért néha az ilyen meghajtókat rögzítettnek (fix lemez) nevezik. Vannak cserélhető lemezmeghajtók is, például az Iomega Zip és a Jaz eszközök.

Legújabb eredmények

Közel 20 év telt el azóta merevlemezek a személyi számítógépek ismert alkotóelemeivé váltak, paramétereik gyökeresen megváltoztak. Hogy képet kapjon arról, meddig jutott el a merevlemez-meghajtók fejlesztésének folyamata, íme a legszembetűnőbb tények.

Az 5,25 hüvelykes meghajtók maximális kapacitása 10 MB-ról (1982) 180 GB-ra és még többre nőtt a 3,5 hüvelykes félmagas meghajtók (Seagate Barracuda 180) esetében. A hordozható számítógépekben használt 2,5 hüvelykes, legfeljebb 12,5 mm magasságú meghajtók kapacitása 32 GB-ra nőtt (IBM Travelstar 32GH). A 10 GB-nál kisebb merevlemezeket a modern asztali számítógépekben szinte soha nem használják.

Az adatátviteli sebesség az IBM XT számítógépen (1983) 85-102 KB/s-ról a leggyorsabb rendszereken (Seagate Cheetah 73LP) 51,15 MB/s-ra nőtt.

Az átlagos keresési idő (azaz az idő, amíg a fejet a kívánt sávra állítják) az IBM XT számítógép (1983) 85 ms-áról 4,2 ms-ra csökkent a mai egyik leggyorsabb meghajtóban (Seagate Cheetah X15).

1982-ben egy 10 MB-os meghajtó több mint 1500 dollárba került (150 dollár megabájtonként). Jelenleg a merevlemezek ára megabájtonként fél centre csökkent.

Hogyan működnek a merevlemezek

A merevlemez-meghajtókban az adatokat univerzális olvasó/író fejek írják és olvassák a forgó mágneses lemezek felületéről, sávokra és szektorokra osztva (egyenként 512 bájt), amint az az ábrán látható. 5.

A meghajtókon általában több meghajtó van telepítve, és az adatok mindegyik oldalára vannak írva. A legtöbb meghajtónak legalább két vagy három meghajtója van (ez lehetővé teszi, hogy négy vagy hat oldalra rögzítsen), de vannak olyan meghajtók is, amelyek legfeljebb 11 meghajtóval rendelkeznek. A lemezek minden oldalán azonos típusú (azonos elhelyezkedésű) pályák hengerré vannak egyesítve (6. ábra). A lemez minden oldalának saját olvasási/írási sávja van, de az összes fej egy közös rúdra vagy állványra van felszerelve. Ezért a fejek nem mozoghatnak egymástól függetlenül, és csak szinkronban mozognak.

A merevlemezek sokkal gyorsabban pörögnek, mint a hajlékonylemezek. Forgási sebességük még az első modellek többségében is 3600 ford./perc volt (azaz 10-szer több, mint egy hajlékonylemez-meghajtóban), és egészen a közelmúltig szinte szabvány volt a merevlemezeknél. De most a merevlemezek forgásának gyakorisága nőtt. Például egy Toshiba laptopban egy 3,3 GB-os lemez 4852 fordulat/perc sebességgel forog, de vannak már 5400-as, 5600-as, 6400-as, 7200-as, 10000-es, sőt 15000-es fordulatszámú modellek is. Egy adott merevlemez sebessége függ a forgás gyakoriságától, a fejrendszer mozgási sebességétől és a sávonkénti szektorok számától.

A merevlemez normál működése során az olvasó/író fejek nem érnek hozzá (és nem is érhetnek hozzá!) a meghajtókhoz. De amikor az áramellátást kikapcsolják, és a lemezek leállnak, a felszínre süllyednek. A készülék működése során a fej és a forgótárcsa felülete között nagyon kicsi légrés (légpárna) képződik. Ha egy porszem bejut ebbe a résbe, vagy ütés lép fel, a fej „összeütközik” a „teljes sebességgel” forgó koronggal. Ha az ütés elég erős, a fej eltörik. Ennek következményei különbözőek lehetnek – néhány bájt adatvesztéstől a teljes meghajtó meghibásodásáig. Ezért a legtöbb meghajtóban a mágneslemezek felülete ötvözött és speciális kenőanyaggal van bevonva, ami lehetővé teszi, hogy a készülékek ellenálljanak a fejek napi „fel- és „leszállásának”, valamint a komolyabb ütéseknek.

Rizs. 6. Merevlemez henger

Pályák és szektorok

A műsorszám egyetlen adat "gyűrű" a lemez egyik oldalán. A lemezen lévő felvételi műsorszám túl nagy ahhoz, hogy tárolóegységként lehessen használni. Sok meghajtóban a kapacitása meghaladja a 100 ezer bájtot, és egy ilyen blokk kiosztása egy kis fájl tárolására rendkívül pazarló. Ezért a lemezen lévő sávok számozott szegmensekre, úgynevezett szektorokra vannak osztva.

A szektorok száma a sávok sűrűségétől és a meghajtó típusától függően változhat. Például egy hajlékonylemez-meghajtó sávja 8-36 szektort tartalmazhat, míg a merevlemez-meghajtó sávja 380-700 szektort tartalmazhat. szabványos programok formázás, 512 bájt kapacitásúak, de lehetséges, hogy ez az érték a jövőben megváltozik.

Egy pályán a szektorok számozása egytől kezdődik, ellentétben a fejekkel és hengerekkel, amelyek nullától számítanak. Például egy 3,5 hüvelykes HD (High Density) hajlékonylemez (kapacitása 1,44 MB) 80 hengert tartalmaz, számozásuk 0-tól 79-ig, a meghajtónak két feje van (0 és 1 számmal), és a henger minden egyes sávja 18-ra van osztva. szektorok (1–18).

A lemez formázásakor az egyes szektorok elején és végén további területek jönnek létre a számok, valamint egyéb szolgáltatási információk rögzítésére, amelyeknek köszönhetően a vezérlő azonosítja a szektor elejét és végét. Ez lehetővé teszi a formázatlan és a formázott lemezkapacitás megkülönböztetését. Formázás után a lemez kapacitása lecsökken, és ezt el kell viselni, hiszen a meghajtó normál működése érdekében a lemezen helyet kell foglalni a szervizinformációk számára.

Minden szektor elejére fel van írva a fejléce (vagy előtag - előtag rész), amely meghatározza a szektor elejét és számát, a végén pedig - a következtetés (vagy utótag - utótag rész), amelyben a csekk összeg(ellenőrző összeg), amely az adatok sértetlenségének ellenőrzéséhez szükséges. A legtöbb új meghajtó egy úgynevezett No-ID bejegyzést használ fejléc helyett, amely több adatot tartalmaz. A megadott szolgáltatási információs területeken kívül minden szektor tartalmaz egy 512 bájt kapacitású adatterületet.

Az egyértelműség kedvéért képzeljük el, hogy a szektorok egy könyv oldalai. Minden oldal tartalmaz szöveget, de nem tölti ki az oldal teljes területét, mivel vannak margók (felső, alsó, jobb és bal). A margókra szervizinformációkat helyeznek el, például fejezetcímeket (hasonlatunk szerint ez a pálya- és hengerszámoknak felel meg) és az oldalszámokat (amelyek a szektorszámoknak felelnek meg). A lemezen lévő területek, hasonlóan az oldal mezőihez, a lemez formázása során jönnek létre; egyúttal szervizinformációkat rögzítenek bennük. Ezenkívül a lemez formázása során az egyes szektorok adatterületei üres értékekkel vannak feltöltve. A lemez formázásával a szokásos módon írhat információkat az adatterületre. A szektorfejlécekben és következtetésekben található információk nem változnak a normál adatírási műveletek során. Csak a lemez újraformázásával módosíthatja.

Lemezek formázása

Kétféle lemezformázás létezik:

• fizikai vagy alacsony szintű formázás;
• logikai érték vagy formázás magas szint.

Hajlékonylemezek formázásakor a program segítségével Windows Intéző A 9x vagy a DOS FORMAT parancsok mindkét műveletet végrehajtják, de merevlemezek esetén ezeket a műveleteket külön kell végrehajtani. Ezenkívül a merevlemez esetében van egy harmadik szakasz, amelyet a két jelzett formázási művelet között hajtanak végre - a lemez particionálása. A particionálás feltétlenül szükséges, ha több operációs rendszert kíván használni ugyanazon a számítógépen. A fizikai formázás mindig ugyanaz, függetlenül az operációs rendszer tulajdonságaitól és a magas szintű formázási lehetőségektől (amelyek különböző operációs rendszerek esetén eltérőek lehetnek). Ez lehetővé teszi több operációs rendszer kombinálását egy merevlemezen.

Ha több partíciót szervez egy meghajtón, mindegyik használható saját operációs rendszer futtatására, vagy külön kötetet (kötet), vagy logikai meghajtót (logikai meghajtót) képvisel. A rendszer egy kötethez vagy logikai meghajtóhoz rendel egy meghajtóbetűjelet.

És így, kemény formázás lemezt három szakaszban hajtják végre.

1. Alacsony szintű formázás.
2. Lemezpartíciók szervezése.
3. Magas szintű formázás.

Alacsony szintű formázás

Az alacsony szintű formázási folyamat során a lemez sávjai szektorokra vannak osztva. Ezzel egyidejűleg rögzítik a szektorok fejléceit és következtetéseit (előtagok és utótagok), valamint a szektorok és a sávok közötti intervallumokat is kialakítják. Az egyes szektorok adatterülete álértékekkel vagy speciális tesztadatkészletekkel van feltöltve. Hajlékonylemezes meghajtókban a sávonkénti szektorok számát a hajlékonylemez és a meghajtó típusa határozza meg; a merevlemez-sávonkénti szektorok száma a meghajtó és a vezérlő interfészétől függ.

Szinte minden IDE és SCSI meghajtó úgynevezett zóna rögzítést használ, sávonként változó számú szektorral. A központtól távolabbi, ezért hosszabb sávok több szektort tartalmaznak, mint a középponthoz közeliek. A merevlemez kapacitásának növelésének egyik módja a külső hengerek felosztása nagy mennyiség szektorok a belső hengerekhez képest. Elméletileg a külső hengerek több adatot tartalmazhatnak, mivel nagyobb a kerületük. A zónarögzítési módszert nem alkalmazó meghajtókban azonban minden henger ugyanannyi adatot tartalmaz, annak ellenére, hogy a külső hengerek kerülete kétszerese is lehet a belsőnek. Emiatt a külső vágánytér elpazarolódik, mivel rendkívül nem hatékonyan használják fel (7. ábra).

A zóna rögzítésnél a hengerek zónáknak nevezett csoportokra vannak osztva, és ahogy haladunk a lemez külső széle felé, a sávok egyre több szektorra osztódnak. Az egy zónához tartozó összes hengerben a pályákon lévő szektorok száma azonos. A lehetséges zónák száma a meghajtó típusától függ; a legtöbb készülékben 10 vagy több van belőlük (8. ábra).

Rizs. 7. Szabványos rögzítés: a szektorok száma minden sávon azonos Rizs. 8. Zóna rögzítés: a sávokon lévő szektorok száma a lemez közepétől elmozdulva változik

A zónarögzítés másik jellemzője, hogy a meghajtóval történő adatcsere sebessége változhat, és attól függ, hogy egy adott pillanatban a fejek melyik zónában helyezkednek el. Ez azért van így, mert a külső zónákban több szektor van, és a lemez forgásának szögsebessége állandó (azaz a szektorok fejhez viszonyított lineáris mozgási sebessége a külső sávokon az adatok olvasása és írása során nagyobb, mint a belső sávokon). azok).

Lemezpartíciók szervezése

Ha egy lemezt partícióknak nevezett területekre osztanak fel, mindegyik létrehozhat fájlrendszer, amely egy adott operációs rendszernek felel meg. Ma három fájlrendszert használnak leggyakrabban az operációs rendszerekben.

FAT (File Allocation Table – fájlallokációs tábla). Ez a szabványos fájlrendszer DOS, Windows 9x és Windows NT rendszerekhez. A DOS alatti FAT partíciókban a fájlnevek megengedett hossza 11 karakter (8 karakter a tényleges névből és 3 karakter a kiterjesztésből), a kötet (logikai lemez) mérete pedig legfeljebb 2 GB. Windows 9x és Windows NT 4.0 és újabb verziók esetén a fájlnév megengedett hossza 255 karakter.

FAT32 (File Allocation Table, 32-bit - 32-bit file allocation table). Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 és Windows 2000 rendszerrel használható. A FAT-táblázatokban 32 helycella 32 bites számoknak felel meg. Ezzel a fájlszerkezettel a kötet (logikai lemez) mérete akár 2 TB (2048 GB) is lehet.

NTFS (Windows NT fájlrendszer - fájl Windows rendszer NT). Csak Windows NT/2000 operációs rendszeren érhető el. A fájlnevek legfeljebb 256 karakter hosszúak lehetnek, a partíció mérete (elméletileg) 16 Ebyte (16 × 1018 bájt). Az NTFS biztosítja további jellemzők, amelyet nem biztosítanak más fájlrendszerek, például biztonsági funkciók.

A FAT fájlrendszer jelenleg a legszélesebb körben használt, mivel a legtöbb létező operációs rendszer támogatja.

A lemezen történő particionálás az operációs rendszerhez mellékelt FDISK programmal történik, melynek segítségével kiválasztható (megabájtban és százalékban is) az elsődleges és másodlagos partíció mérete. A partíciók lemezen történő létrehozására nincsenek szigorú és gyors irányelvek – figyelembe kell venni a lemez méretét, valamint a telepítendő operációs rendszert.

A partíciók létrehozása után magas szintű formázást kell végrehajtania az operációs rendszer eszközeivel.

Magas szintű formázás

Magas szintű formázással az operációs rendszer (Windows 9x, Windows NT vagy DOS) struktúrákat hoz létre a fájlokkal és adatokkal való munkavégzéshez. Minden partíció (logikai meghajtó) tartalmazza a kötetes rendszerindító szektort (Volume Boot Sector – VBS), a fájlallokációs tábla (FAT) két példányát és a gyökérkönyvtárat (Root Directory). Ezen adatstruktúrák segítségével az operációs rendszer lefoglalja a lemezterületet, nyomon követi a fájlok helyét, és a problémák elkerülése érdekében még a lemez hibás területeit is „kikerüli”.

Lényegében a magas szintű formázás nem annyira formázás, mint inkább egy lemeztartalomjegyzék és fájlkiosztási táblázat létrehozása. A valódi formázás az alacsony szintű formázás, amelyben a lemez sávokra és szektorokra van felosztva. A FORMAT DOS parancs mindkét formázást hajtja végre hajlékonylemezen, és csak magas szintű formázást merevlemezen. A merevlemez alacsony szintű formázásához speciális programra van szükség, amelyet általában a meghajtó gyártója biztosít.

A merevlemezek fő összetevői

Sokan vannak különféle típusok merevlemezek, de szinte mindegyik ugyanazokból az alapkomponensekből áll. Ezen egységek kialakítása és a felhasznált anyagok minősége eltérő lehet, de alapvető teljesítményjellemzőik és működési elveik megegyeznek. Egy tipikus merevlemez-meghajtó (9. ábra) fő tervezési elemei a következők:

• lemezek;
• olvasó/író fejek;
• fejhajtó mechanizmus;
• lemezmeghajtó motor;
• Nyomtatott áramköri kártya vezérlő áramkörökkel;
• kábelek és csatlakozók;
• konfigurációs elemek (jumperek és kapcsolók).

A lemezeket, a lemezmeghajtó motort, a fejeket és a fejmeghajtó mechanizmust általában egy zárt burkolatban helyezik el, amelyet Head Disk Assembly-nek (HDA) neveznek. Általában ezt a blokkot egyetlen csomópontnak tekintik; szinte soha nem nyitják ki. A HDA egységben nem szereplő egyéb alkatrészek (áramköri lap, előlap, konfigurációs elemek és rögzítőelemek) eltávolíthatók.

Lemezek

Általában egy meghajtó egy vagy több mágneslemezt tartalmaz. Az évek során számos szabványos meghajtóméretet hoztak létre, amelyeket főként a lemezek mérete határoz meg, nevezetesen:

• 5,25 hüvelyk (valójában - 130 mm vagy 5,12 hüvelyk);
• 3,5 hüvelyk (valójában - 95 mm vagy 3,74 hüvelyk);
• 2,5 hüvelyk (valójában - 65 mm vagy 2,56 hüvelyk);
  • 1 hüvelyk (valójában - 34 mm vagy 1,33 hüvelyk).

Vannak nagyobb lemezméretű meghajtók is, például 8 hüvelykes, 14 hüvelykes és még több, de ezeket az eszközöket általában nem használják személyi számítógépekben. Jelenleg a 3,5"-os meghajtókat leggyakrabban asztali és egyes hordozható modellekbe telepítik, míg a kisméretű (2,5"-es és kisebb) eszközöket leggyakrabban hordozható rendszerekbe telepítik.

A legtöbb meghajtóhoz legalább két meghajtó tartozik, bár néhány kisebb modellnél előfordulhat egy is. A lemezek számát a meghajtó fizikai méretei, nevezetesen a ház magassága korlátozzák. A 3,5 hüvelykes meghajtókban a legtöbb meghajtó 11.

A lemez munkarétege

Függetlenül attól, hogy milyen anyagot használnak a lemez alapjául, azt egy vékony anyagréteg borítja, amely képes megtartani a maradék mágnesezettséget külső mágneses tér hatására. Ezt a réteget munka- vagy mágneses rétegnek nevezik, és ebben tárolják a rögzített információkat. A legelterjedtebb kétféle munkaréteg:

• oxid;
• vékonyfilm.

Az oxidréteg vas-oxiddal töltött polimer bevonat.

A vékonyrétegű munkaréteg kisebb vastagságú, erősebb, bevonatának minősége sokkal jobb. Ez a technológia képezte az alapját a meghajtók új generációjának gyártásának, amelyben jelentősen csökkenthető volt a fejek és a lemezfelületek közötti hézag, ami lehetővé tette a rögzítési sűrűség növelését.

A vékonyrétegű horganyzott munkaréteget elektrolízissel nyerik. Ez nagyjából ugyanúgy történik, mint az autó lökhárítójának krómozásánál. A lemez alumínium szubsztrátját egymás után különféle oldatokkal merítik fürdőkbe, ennek eredményeként több réteg fémfóliával borítják. A munkaréteg egy kobaltötvözet réteg, amelynek vastagsága mindössze körülbelül 1 mikroinch (körülbelül 0,025 mikron).

Olvasó/író fejek

A merevlemez-meghajtóknak saját olvasó/író fejük van minden lemez mindkét oldalán. Minden fej egy közös mozgatható keretre van felszerelve, és egyszerre mozog.

ábrán. A 10. ábra egy mozgó tekercs működtető mechanizmusának tipikus kialakítását mutatja.

Amikor a meghajtó ki van kapcsolva, a fejek a rugók hatására hozzáérnek a lemezekhez. A tárcsák pörgetésekor megnövekszik a fejek alatti aerodinamikai nyomás, és elszakadnak a munkafelületektől ("felszállás"). Amikor a lemez teljes sebességgel forog, a rés közte és a fejek között 0,5–5 mikroinch (0,01–0,5 µm) vagy még több is lehet.

Rizs. 10. Olvasó/író fejek és mozgó tekercs forgó meghajtó

Meghajtó mechanizmusok

Talán még maguknál a fejeknél is fontosabb a meghajtó mechanizmus, amely a helyén tartja őket. Segítségével a fejek a lemez közepétől a szélei felé mozognak, és egy adott hengerre vannak felszerelve. Sokféle működtető mechanizmus létezik, de két fő típusra oszthatók:

• léptetőmotorral;
• mozgó tekercssel.

A meghajtó típusa nagymértékben meghatározza a meghajtó sebességét és megbízhatóságát, az adatolvasás megbízhatóságát, hőmérsékleti stabilitását, a munkapozíció megválasztására és a rezgésekre való érzékenységet. Tegyük fel rögtön, hogy a léptetőmotoros hajtású hajtások sokkal kevésbé megbízhatóak, mint a mozgó tekercses hajtású készülékek.

Léptetőmotoros hajtás

A léptetőmotor olyan villanymotor, amelynek forgórésze csak lépésenként tud forogni, pl. szigorúan meghatározott szögbe. Ha a tengelyét kézzel forgatja, halk kattanásokat (vagy gyors forgás esetén recsegést) hallhat, amelyek minden alkalommal előfordulnak, amikor a rotor áthalad a következő rögzített pozíción.

Mozgó tekercs meghajtás

A mozgó tekercses hajtást szinte minden modern hajtásban használják. Ellentétben a léptetőmotoros rendszerekkel, ahol a fejek vakon mozognak, a mozgó tekercshajtás visszacsatoló jelet használ, így a fejek helyzete a pályákhoz képest pontosan meghatározható és szükség esetén korrigálható. Egy ilyen rendszer nagyobb sebességet, pontosságot és megbízhatóságot tesz lehetővé, mint a hagyományos léptetőmotoros hajtás.

A mozgó tekercshajtás az elektromágnesesség elvén működik. Kétféle mozgó tekercs működtető van:

• lineáris;
• fordulás.

Ezek a típusok csak a mágnesek és tekercsek fizikai elrendezésében különböznek egymástól.

A lineáris meghajtó egyenes vonalban mozgatja a fejeket, szigorúan a lemez sugara mentén. A tekercsek az állandó mágnesek réseiben helyezkednek el. A lineáris hajtás legfőbb előnye, hogy használata során nem lépnek fel a forgóhajtásra jellemző azimuthibák. (Az azimut a fej munkarésének síkja és a rögzítési pálya iránya közötti szöget jelenti.) Az egyik hengerről a másikra való mozgás során a fejek nem fordulnak el, és azimutjuk sem változik.

A lineáris hajtásnak azonban van egy jelentős hátránya: túl masszív a kialakítása. A meghajtó teljesítményének növelése érdekében csökkentenie kell a hajtómechanizmus és maguk a fejek tömegét. Minél könnyebb a mechanizmus, annál nagyobb gyorsulást képes átvinni egyik hengerről a másikra. A lineáris meghajtók sokkal nehezebbek, mint a forgó hajtások, ezért a modern meghajtókban nem használják őket.

A forgóhajtás ugyanazon az elven működik, mint a lineáris hajtás, de abban a fejkarok végei a mozgó tekercshez vannak rögzítve. Amikor a tekercs az állandó mágneshez képest elmozdul, a fejmozgató karok forognak, és a fejeket a tengely vagy a tárcsák szélei felé mozgatják. A kis tömeg miatt egy ilyen kialakítás nagy gyorsulásokkal tud mozogni, ami jelentősen csökkentheti az adatelérési időt. A fejek gyors mozgatását az is megkönnyíti, hogy a karok karjai eltérőek: az, amelyikre a fejek fel vannak szerelve, hosszabb.

Ennek a hajtásnak a hátrányai közé tartozik, hogy a fejek forognak, amikor a külső hengerektől a belső felé haladnak, és megváltozik a fej mágneses résének síkja és a pálya iránya közötti szög. Ezért a lemez munkaterületének szélessége (az a terület, ahol a sávok találhatók) gyakran korlátozott (hogy az elkerülhetetlen azimutális hibák elfogadható határokon belül maradjanak). Jelenleg a forgóhajtást szinte minden mozgó tekercses tárolóeszközben használják.

Automata fejparkoló

Az áramellátás kikapcsolásakor a fejjel ellátott karok leereszkednek a lemezek felületére. A meghajtók képesek ellenállni több ezer „fel- és lefutású” fejjel, de kívánatos, hogy a lemezek felületének speciálisan kialakított területein forduljanak elő, amelyekre nem írnak adatokat. Ezen fel- és leszállások során a munkaréteg kopása (kopása) következik be, mivel a hordozó munkarétegének részecskéiből álló „porfelhők” kirepülnek a fejek alól; ha a meghajtót felszállás vagy leszállás közben megrázzák, akkor a fejek és a lemezek károsodásának valószínűsége jelentősen megnő.

A mozgó tekercshajtás egyik előnye a fejek automatikus parkolása. Ha a tápfeszültség be van kapcsolva, a fejeket a mozgó tekercs és az állandó mágnes mágneses mezőinek kölcsönhatása helyezi el és tartja a helyén. Az áramellátás kikapcsolásakor a fejeket egy adott henger felett tartó mező eltűnik, és a még le nem állt lemezek felületein ellenőrizhetetlenül csúszni kezdenek, ami károkat okozhat. A hajtás esetleges károsodásának elkerülése érdekében a forgófej-szerelvény egy visszatérő rugóval van összekötve. Amikor a számítógép be van kapcsolva, a mágneses erő általában meghaladja a rugóerőt. De amikor az áramellátást kikapcsolják, a rugók a tárcsák megállása előtt a fejeket a parkolózónába mozgatják. Ahogy a tárcsák forgási sebessége csökken, a fejek jellegzetes reccsenéssel „leszállnak” ebben a zónában. Így a mozgó tekercses meghajtókban a fej parkoló mechanizmusának aktiválásához egyszerűen kapcsolja ki a számítógépet; egyik sem speciális programok ehhez nincs szükség. Hirtelen áramszünet esetén a fejek automatikusan leállnak.

Lemezmeghajtó motor

A lemezeket meghajtó motort gyakran orsónak nevezik. Az orsómotor mindig a tárcsák forgástengelyéhez kapcsolódik, ehhez nem használnak hajtószíjat, fogaskerekeket. A motornak csendesnek kell lennie: minden rezgés átkerül a lemezekre, és olvasási és írási hibákhoz vezethet.

A motor fordulatszámát szigorúan meg kell határozni. Általában 3600 és 7200 ford./perc vagy több között ingadozik, és egy motorvezérlő áramkör stabilizálja Visszacsatolás(auto-tuning), amely lehetővé teszi a nagy pontosság elérését.

Vezérlőtábla

Minden meghajtónak, beleértve a merevlemezeket is, van legalább egy kártya. Felszerelve rá elektronikus áramkörök az orsómotor és a hajtófejek vezérlésére, valamint adatcserére a vezérlővel (előre meghatározott formában bemutatva). Az IDE meghajtóknál a vezérlő közvetlenül a meghajtóba van telepítve, míg SCSI esetén egy további bővítőkártyát kell használni.

Meghajtó kábelek és csatlakozók

A legtöbb merevlemez-meghajtó több interfész csatlakozóval rendelkezik a rendszerhez való csatlakozáshoz, az áramellátáshoz és néha a ház földeléséhez. A legtöbb merevlemeznek legalább három típusú csatlakozója van:

• interfész csatlakozó (vagy csatlakozók);
• konnektor;

Az interfész csatlakozók a legfontosabbak, mivel adatokat és parancsokat továbbítanak a meghajtóra és onnan. Számos interfészszabvány lehetővé teszi több meghajtó csatlakoztatását egyetlen kábelre (buszra). Természetesen ebben az esetben legalább kettőnek kell lennie; V SCSI interfész akár hét meghajtót is csatlakoztathat egy kábelhez (a Wide SCSI-2 legfeljebb 15 eszközt támogat). Egyes szabványok (például ST-506/412 vagy ESDI) külön csatlakozókat biztosítanak az adat- és vezérlőjelekhez, így a hajtás és a vezérlő két kábellel csatlakozik, de a legtöbb modern ISE és SCSI eszköz egyetlen kábellel csatlakozik.

A merevlemez tápcsatlakozói általában megegyeznek a hajlékonylemez-meghajtókkal. A legtöbb meghajtó két tápfeszültséget (5 V és 12 V) használ, de a kisebb modelleket erre tervezték laptop számítógépek, 5 V feszültség elegendő.

A merevlemez specifikációi

Ha új meghajtót szeretne vásárolni, vagy csak képet szeretne kapni a különböző termékcsaládok közötti különbségekről, hasonlítsa össze a specifikációikat. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a kritériumokat, amelyek alapján általában a merevlemezek minőségét ítélik meg.

• Megbízhatóság.
• teljesítmény.
• Ütésgátló felfüggesztés.
• Ár.

Megbízhatóság

A meghajtók leírásában olyan paraméter található, mint a meghibásodások közötti átlagos idő (Mean Time Between Failures - MTBF), amely általában 20 és 500 ezer óra vagy több között mozog. Soha nem figyelek ezekre a számokra, mivel ezek pusztán elméletiek.

OKOS. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology) egy új iparági szabvány, amely leírja a merevlemez-hibák előfordulásának előrejelzési módszereit. Amikor az S.M.A.R.T. a merevlemez elkezd figyelni bizonyos paramétereket, amelyek érzékenyek a meghajtó hibáira, vagy jelzik azokat. A megfigyelés eredményeként a meghajtó meghibásodása előre jelezhető.

Teljesítmény

A merevlemez fontos paramétere a sebesség. Ez az opció arra való különböző modellek széles határok között változhat. És ahogy az lenni szokott, a meghajtó teljesítményének legjobb mértéke az ára. A hajtás teljesítménye két paraméterrel mérhető:

• átlagos keresési idő;
• adatátviteli sebesség.

Az átlagos keresési idő, amelyet ezredmásodpercben mérnek, azt az átlagos időt jelenti, amely alatt a fejek egyik hengerről a másikra mozognak (és a hengerek közötti távolság tetszőleges lehet). Ez a paraméter úgy mérhető, hogy elegendő számú keresési műveletet hajt végre a véletlenszerűen kiválasztott műsorszámoknál, majd elosztja az eljárásra fordított teljes időt az elvégzett műveletek számával. Az eredmény egyetlen keresés átlagos ideje lesz.

Ár

A közelmúltban a merevlemezek „egységköltsége” megabájtonként 2 centre esett (és még ennél is alacsonyabbra). A meghajtók ára folyamatosan csökken, és egy idő után úgy érzi, hogy megabájtonként fél cent is túl drága. Pontosan az árcsökkentés miatt ma már gyakorlatilag nem gyártanak 1 GB-nál kisebb kapacitású meghajtókat, és a 10 GB-nál nagyobb kapacitású meghajtó lesz a legjobb választás.

• nyers kapacitás millió bájtban;
• formázott kapacitás millió bájtban;
• nyers kapacitás megabájtban (MB);
• formázott kapacitás megabájtban (MB).

Kérdések az önkontrollhoz

1. Mi az a floppy lemez?
2. Mi a bináris információ mágneses kódolásának lényege?
3. Hogyan működnek a hajlékonylemez-meghajtók és a merevlemez-meghajtók?
4. Mik a CD-meghajtók előnyei és hátrányai?

Grebenyuk E.I., Grebenyuk N.A. Az informatizálás technikai eszközei "Akadémia" kiadó - Moszkva, 2007 /51-82.o./

Fizikai jelentés

ebben a témában:

„Mágneses felvétel.

Mágneses adathordozó”

A mágneses adathordozókon történő információrögzítés technológiája viszonylag nemrégiben jelent meg - körülbelül a 20. század közepén (40-50-es évek). De már néhány évtizeddel később - a 60-as és 70-es években - ez a technológia nagyon elterjedt az egész világon.

Nagyon régen megszületett az első gramm-lemez. Amelyet különféle hangadatok hordozójaként használtak - különféle zenei dallamokat, emberi beszédet, dalokat rögzítettek rajta.

Maga a felvételi technológia meglehetősen egyszerű volt. Speciális, puha anyagból készült speciális készülék segítségével vinil, serifek, gödrök, csíkok készültek. És ebből egy lemezt kaptak, amelyet egy speciális apparátussal - patifonnal vagy lejátszóval - lehetett hallgatni. A patifon a következőkből állt: a lemezt a tengelye körül forgató mechanizmusból, egy tűből és egy csőből.

Beindult egy mechanizmus, amely forgatta a lemezt, és egy tűt helyeztek a lemezre. A tű simán lebegett a lemezbe vágott barázdák mentén, és egyszerre különböző hangokat adott ki - a barázda mélységétől, szélességétől, dőlésétől stb., a rezonancia jelenségét felhasználva. Aztán a tű közelében található cső felerősítette a tű által „kivésett” hangot. (1. ábra)

Majdnem ugyanezt a rendszert használják a modern (és korábban is használt) mágneses rögzítő olvasók. Az alkotórészek funkciói változatlanok maradtak, csak maguk az alkotórészek változtak - bakelitlemezek helyett ma már olyan szalagokat használnak, amelyekre mágneses részecskék réteget raktak le; és tű helyett - egy speciális olvasó. A hangot felerősítő cső pedig teljesen eltűnt, helyette a már merészebb új technológiát alkalmazó hangszórók kerültek a hangrezgések reprodukálására és felerősítésére. Egyes, mágneses adathordozókat használó iparágakban (például számítógépeknél) megszűnt az ilyen csövek használatának szükségessége.

A mágnesszalag egy sűrű anyag csíkjából áll, amelyre ferromágnesek rétegét rakják le. Ezen a rétegen „emlékeznek” az információk.

A rögzítési folyamat hasonló a bakelitlemezekre történő felvételhez – speciális készülék helyett mágneses indukciót használnak.

A fejre áramot vezetnek, amely meghajtja a mágnest. A hang felvétele a filmre a filmre ható elektromágnes hatására történik. A mágnes mágneses tere a hangrezgések hatására időben változik, és ennek köszönhetően a kis mágneses részecskék (domének) a film felületén meghatározott sorrendben kezdik megváltoztatni a helyüket, attól függően, hogy milyen hatást kelt a mágneses tér. az elektromágnes rajtuk.

A felvétel lejátszásakor pedig a fordított felvételi folyamat figyelhető meg: a mágnesezett szalag elektromos jeleket gerjeszt a mágnesfejben, amelyek erősítés után továbbmennek a hangszóróba. (2. ábra)

-ban használt adatok számítógépes technológia, ugyanúgy mágneses adathordozóra rögzítik, azzal a különbséggel, hogy az adatok kevesebb helyet igényelnek a szalagon, mint a hang. Csak arról van szó, hogy a számítógépekben a mágneses adathordozóra írt összes információ egy bináris rendszerben van írva - ha az adathordozóról olvasva a fej „érzi”, hogy a tartomány alatta van, akkor ez azt jelenti, hogy ennek az adatnak az értéke „1”, ha nem „érzi”, akkor az érték „0”. Aztán a számítógépes rendszer a bináris rendszerben rögzített adatokat az ember számára érthetőbb rendszerré alakítja át.

A mai világban sokféle mágneses adathordozó létezik: számítógépes hajlékonylemezek, audio- és videokazetták, tekercses szalagok, számítógépekben lévő merevlemezek stb.

De fokozatosan új fizikatörvények nyílnak meg, és velük együtt az információrögzítés új lehetőségei. Már több évtizeddel ezelőtt számos információhordozó jelent meg, amelyek egy új technológián alapulnak - információolvasás lencsék és lézersugár segítségével. Mindazonáltal a mágneses rögzítési technológia még sokáig létezni fog a könnyű használhatósága miatt.

Mit tudott az első ember? Hogyan öljünk mamutot, bölényt vagy fogjunk vaddisznót. A paleolit ​​korszakban elegendő fal volt a barlangban ahhoz, hogy minden tanulmányt rögzítsenek. A teljes barlangi adatbázis elférne egy szerény megabájtos pendrive-on. Fennállásunk 200 000 éve alatt megismertük az afrikai békagenomot, a neurális hálózatokat, és már nem sziklákra merítünk. Most már vannak lemezeink, felhőtárhelyünk. Csakúgy, mint más típusú adathordozók, amelyek képesek a Moszkvai Állami Egyetem teljes könyvtárát egyetlen lapkakészleten tárolni.

Mi az az adathordozó

A tárolóeszköz olyan fizikai objektum, amelynek tulajdonságait és jellemzőit az adatok rögzítésére és tárolására használják. Tárolóeszközök például a filmek, kompakt optikai lemezek, kártyák, mágneslemezek, papír és DNS. Az adathordozók a rögzítés elve szerint különböznek:

• nyomtatott vagy vegyszeres festékkel: könyvek, folyóiratok, újságok;
• mágneses: HDD, hajlékonylemezek;
• optikai: CD, Blu-ray;
• elektronikus: flash meghajtók, szilárdtestalapú meghajtók.

Az adattárolókat hullámforma szerint osztályozzuk:

• analóg, folyamatos jelet használva a felvételhez: audio kompakt kazetták és tekercsek magnókhoz;
• digitális - diszkrét jellel számsor formájában: floppy lemezek, flash meghajtók.

Az első média

Az adatok rögzítésének és tárolásának története 40 ezer évvel ezelőtt kezdődött, amikor a Homo sapiensnél támadt az ötlet, hogy vázlatokat készítsenek lakásaik falára. Az első sziklaművészet a modern Franciaország déli részén, a Chauvet-barlangban található. A galéria 435 rajzot tartalmaz, amelyek oroszlánokat, orrszarvúkat és a késő paleolit ​​fauna más képviselőit ábrázolják.

Az aurignaci kultúra helyére a bronzkorban egy alapvetően új típusú információhordozó - a tuppum - jött létre. Az eszköz egy agyaglemez volt, és egy modern táblához hasonlított. A felületen nádbot - ceruza segítségével - készültek felvételek. Hogy az eső ne mossa el a munkát, tuppumot elégettek. Minden ősi dokumentációval ellátott táblát gondosan válogattak és speciális fadobozokban tároltak.

A British Museumnak van egy tuppumja, amely információkat tartalmaz egy pénzügyi tranzakcióról, amely Assurbanipal király uralkodása alatt történt Mezopotámiában. A herceg kíséretéből egy tiszt megerősítette Arbela rabszolga eladását. A tábla tartalmazza az ő személyes pecsétjét és a művelet előrehaladásáról szóló feljegyzéseket.

Kipu és papirusz

Az ie III. évezredtől kezdték használni a papiruszt Egyiptomban. Az adatokat a papirusznövény szárából készült lapokon rögzítjük. A hordozható és könnyű tárolóeszköz gyorsan kiszorította agyag elődjét. Nemcsak az egyiptomiak írnak papiruszra, hanem a görögök, rómaiak és bizánciak is. Európában a 12. századig használták az anyagot. Az utolsó papiruszra írt dokumentum egy 1057-es pápai rendelet.

Az ókori egyiptomiakkal egyidőben, a bolygó másik végén, az inkák feltalálták a kippát, vagyis a "beszélő csomókat". Az információkat úgy rögzítették, hogy a fonószálakra csomókat kötöttek. Kipu adatot vezetett az adóbeszedésekről, a népességről. Feltehetően nem numerikus információkat használtak, de a tudósoknak még nem sikerült megfejteniük.

Papír és lyukkártyák

A 12. századtól a 20. század közepéig a papír volt a fő adattároló. Nyomtatott és kézírásos kiadványok, könyvek és tömegtájékoztatási eszközök létrehozására használták. 1808-ban kezdték el a lyukkártyákat kartonból készíteni – ez volt az első digitális adathordozó. Kartonlapok voltak berakva bizonyos sorrend lyukakat. A könyvekkel és újságokkal ellentétben a lyukkártyákat gépek olvasták, nem emberek.

A találmány egy német gyökerekkel rendelkező amerikai mérnöké, Herman Hollerithé. A szerző először alkalmazta utódait a halálozási és születési statisztikák összeállításához a New York-i Egészségügyi Tanácsnál. A próbák után lyukkártyákat használtak az 1890-es amerikai népszámláláshoz.

De az ötlet, hogy lyukakat vágjunk a papíron, hogy információkat rögzítsünk, korántsem volt új. 1800-ban a francia Joseph-Marie Jacquard lyukkártyákat vezetett be a szövőszék vezérlésére. Ezért a technológiai áttörést az jelentette, hogy Hollerith nem lyukkártyákat, hanem egy táblázatkezelő gépet hozott létre. Ez volt az első lépés az információ automatikus leolvasása és kiszámítása felé. Herman Hollerith TMC táblázatkezelő gépeit 1924-ben IBM-re keresztelték át.

OMR kártyák

Ezek vastag papírlapok, amelyeken egy személy optikai jelek formájában rögzített információkat. A szkenner felismeri a jeleket és feldolgozza az adatokat. Az OMR kártyák kérdőívek, tetszőleges választási tesztek, közlemények és nyomtatványok összeállítására szolgálnak, amelyeket kézzel kell kitölteni.

A technológia a lyukkártyák összeállításának elvén alapul. De a gép nem lyukakat olvas, hanem dudorokat, vagy optikai nyomokat. A számítási hiba nem éri el az 1%-ot, így a kormányzati szervek, a vizsgáló szervek, a lottózók és a bukmékerek továbbra is az OMR technológiát alkalmazzák.

Lyukszalag

Digitális adathordozó hosszú, lyukakkal ellátott papírcsík formájában. A perforált szalagokat először Basile Bouchon használta 1725-ben a szövőszék vezérlésére és a szálak kiválasztásának gépesítésére. De a szalagok nagyon törékenyek voltak, könnyen szakadtak és ugyanakkor drágák. Ezért lyukkártyákra cserélték őket.

A 19. század végétől a lyukszalagot széles körben használták a távírásban, az 1950-1960-as évek számítógépeibe történő adatbevitelre, valamint miniszámítógépek és CNC gépek hordozójaként. A tekercselt lyukszalaggal ellátott orsók mára anakronizmussá váltak, és feledésbe merültek. A papírhordozókat felváltották a nagyobb teljesítményű és terjedelmesebb adattárolók.

Mágneses szalag

A mágnesszalag mint számítógépes adathordozó 1952-ben debütált az UNIVAC I géphez, de maga a technológia sokkal korábban jelent meg. Voldemar Poulsen dán mérnök 1894-ben fedezte fel a mágneses rögzítés elvét, miközben a Copenhagen Telegraph Company szerelőjeként dolgozott. 1898-ban a tudós megtestesítette az ötletet a "távíró" nevű készülékben.

Egy acélhuzal haladt át egy elektromágnes két pólusa között. Az információk rögzítése a hordozón az elektromos jel rezgésének nem egyenletes mágnesezésével történt. Voldemar Poulsen szabadalmaztatta találmányát. Az 1900-as párizsi világkiállításon abban a megtiszteltetésben volt része, hogy Ferenc József császár hangját felvehette készülékére. Az első mágneses hangfelvételt tartalmazó kiállítást még mindig a Dán Tudományos és Technológiai Múzeumban őrzik.

Amikor Poulsen szabadalma lejárt, Németország elkezdte javítani a mágneses rögzítést. 1930-ban az acélhuzalt rugalmas szalagra cserélték. A mágnescsíkok használatára vonatkozó döntés az osztrák-német fejlesztő, Fritz Pfleimer dolga. A mérnök azzal az ötlettel állt elő, hogy a vékony papírt vas-oxid porral vonják be, és mágnesezéssel rögzítsék. Mágneses film segítségével kompakt kazettákat, videokazettákat és modern adathordozókat hoztak létre személyi számítógépekhez.

HDD-k

A Winchester, a HDD vagy merevlemez egy nem felejtő memóriával rendelkező hardvereszköz, ami azt jelenti, hogy az információk teljes mértékben mentésre kerülnek, még akkor is, ha a készülék ki van kapcsolva. Ez egy másodlagos tárolóeszköz, amely egy vagy több lemezből áll, amelyekre mágneses fejjel rögzítik az adatokat. HDD benne van rendszerblokk a meghajtórekeszben. Kapcsolodni alaplap ATA-, SCSI- vagy SATA-kábellel és a tápegységhez.

Az első merevlemezt az amerikai IBM cég fejlesztette ki 1956-ban. A technológiát új típusú adathordozóként használták az IBM 350 RAMAC kereskedelmi számítógépekhez. A rövidítés a "számvitelhez és ellenőrzéshez való véletlenszerű hozzáférés módszere" rövidítése.

A készülék otthoni elhelyezéséhez egy egész helyiségre lenne szükség. A korong belsejében 50 db, 61 cm átmérőjű és 2,5 cm széles alumíniumlemez volt. A tárolórendszer mérete két hűtőszekrénynek felelt meg. Súlya 900 kg volt. A RAMAC kapacitása mindössze 5 MB volt. Nevetséges szám ma. De 60 évvel ezelőtt a holnap technológiájának tekintették. A fejlesztés bejelentése után San Jose város napilapja "Gép szupermemóriával!" címmel jelent meg.

A modern HDD-k méretei és képességei

A merevlemez egy számítógépes adathordozó. Adatok tárolására szolgál, beleértve a képeket, zenéket, videókat, szöveges dokumentumokés minden létrehozott vagy feltöltött anyag. Ezenkívül tartalmazzon fájlokat az operációs rendszerhez és a szoftverhez.

Az első merevlemezek akár több tíz MB-ot is tartalmaztak. A folyamatosan fejlődő technológia lehetővé teszi a modern HDD-k számára, hogy terabájtnyi információt tároljanak. Ez körülbelül 400 közepes hosszúságú film, 80 000 dal mp3 formátumban vagy 70 Skyrim-szerű számítógépes szerepjáték egy eszközön.

Hajlékonylemez

A floppy vagy hajlékonylemez az IBM által 1967-ben a HDD alternatívájaként létrehozott tárolóeszköz. A hajlékonylemezek olcsóbbak voltak, mint a merevlemezek, és elektronikus adatok tárolására szolgáltak. A korai számítógépeken nem volt CD-ROM vagy USB. A floppy lemez volt az egyetlen módja a telepítésnek új program vagy biztonsági másolat.

Egy-egy 3,5 hüvelykes hajlékonylemez kapacitása elérte az 1,44 MB-ot, amikor egy program legalább másfél megabájtot "nyomott". Ezért Windows verzió A 95 azonnal megjelent 13 DMF hajlékonylemezen. A 2,88 MB-os hajlékonylemez csak 1987-ben jelent meg. Ez az elektronikus adathordozó 2011-ig létezett. A modern számítógépek nem rendelkeznek hajlékonylemez-meghajtóval.

Optikai adathordozók

A kvantumgenerátor megjelenésével megkezdődött az optikai tárolóeszközök népszerűsítése. A felvétel lézerrel történik, az adatok kiolvasása optikai sugárzás hatására történik. Példák adathordozókra:

• Blu-ray lemezek;
• CD-ROM lemezek;
• DVD-R, DVD+R, DVD-RW és DVD+RW.

Az eszköz egy polikarbonát réteggel borított lemez. A felületen mikrogödrök találhatók, amelyeket a lézer a szkennelés során beolvas. Az első kereskedelmi forgalomban kapható lézerlemez 1978-ban jelent meg a piacon, 1982-ben pedig a japán SONY és a Philips CD-ket dobott piacra. Átmérőjük 12 cm volt, a felbontást 16 bitre növelték.

A CD formátumú elektronikus adathordozókat kizárólag hangfelvételek reprodukálására használták. De akkoriban ez a legmodernebb technológia volt, amiért a Royal Philips Electronics 2009-ben IEEE-díjat kapott. 2015 januárjában pedig a CD-t a legértékesebb újításként díjazták.

1995-ben megjelentek a digitális sokoldalú lemezek vagy DVD-k, amelyek az optikai adathordozók következő generációjává váltak. Létrehozásukhoz más típusú technológiát használtak. A vörös helyett a DVD-lézer rövidebb infravörös fényt használ, ami növeli a tárolókapacitást. A kétrétegű DVD-k akár 8,5 GB adat tárolására is képesek.

Flashmemória

A flash memória egy integrált áramkör, amely nem igényel állandó tápellátást az adatok tárolására. Más szóval, ez egy nem illékony félvezető számítógép memória. A flash memóriával rendelkező memóriaeszközök fokozatosan hódítják meg a piacot, kiszorítva a mágneses adathordozókat.

A Flash technológia előnyei:

• kompaktság és mobilitás;
• nagy térfogat;
• nagy sebességű munkavégzés;
• alacsony energia fogyasztás.

A flash tárolóeszközök közé tartoznak:

• USB flash meghajtók. Ez a legegyszerűbb és legolcsóbb adathordozó. Adatok többszöri rögzítésére, tárolására és továbbítására szolgál. A méretek 2 GB-tól 1 TB-ig terjednek. Memóriachipet tartalmaz műanyag vagy alumínium tokban, USB csatlakozóval.
• Memóriakártyák. Úgy tervezték, hogy adatokat tároljon telefonokon, táblagépeken, digitális fényképezőgépeken és egyéb elektronikus eszközökön. Méretben, kompatibilitásban és térfogatban különböznek egymástól.
• SSD. Szilárdtestalapú meghajtó nem felejtő memóriával. Ez a szabványos merevlemez alternatívája. De a merevlemezekkel ellentétben az SSD-k nem rendelkeznek mozgó mágneses fejjel. Ennek eredményeként biztosítják gyors hozzáférés adatokhoz, ne adjon ki nyikorgást, mint a HDD. A hiányosságok közül - a magas ár.

Felhőbeli tárolás

Az online felhőtárolók modern információhordozók, amelyek nagy teljesítményű szerverek hálózatát alkotják. Minden információt távolról tárolunk. Minden felhasználó bármikor és a világ bármely pontjáról hozzáférhet az adatokhoz. Hátránya az internettől való teljes függés. Ha nem rendelkezik hálózati vagy Wi-Fi-kapcsolattal, nem fog tudni hozzáférni adataihoz.

A felhőalapú tárolás sokkal olcsóbb, mint a fizikai társai, és nagy a térfogata. A technológiát aktívan használják vállalati és oktatási környezetben, számítógépes szoftverek webes alkalmazások fejlesztésében és tervezésében. A felhőben tárolhat bármilyen fájlt, programot, biztonsági mentések, használja őket fejlesztői környezetként.

A felsorolt ​​adathordozó-típusok közül a felhőalapú tárolás a legígéretesebb. Emellett egyre több PC-felhasználó tér át a mágneses merevlemezekről a szilárdtestalapú meghajtókra és a flash adathordozókra. A holografikus technológiák és a mesterséges intelligencia fejlődése olyan alapvetően új eszközök megjelenését ígéri, amelyek messze maguk mögött hagyják a flash meghajtókat, az SDD-ket és a lemezeket.

Meghajtók mágneses és optikai adathordozón.

Nevezze meg a számítógép külső memóriájának szükségességét.

1. A civilizáció fejlődése szempontjából nagy jelentőséggel bírt az információk megőrzése későbbi felhasználásra vagy mások számára történő továbbításra. A számítógépek megjelenése előtt az emberek erre a célra használtak könyveket, fényképeket, magnófelvételeket, filmeket stb.. A 20. század végére jelentősen megnőtt az információáramlás, és a számítógépek megjelenése hozzájárult az információhordozók fejlődéséhez és használatához, amelyek lehetővé teszik hosszú távú tárolás kompakt formában.

2. A számítógépes RAM-nak számos hátránya van a gyártástechnológiájával kapcsolatban. Még ma, a 21. században sem rendelkezik kellően nagy mennyiséggel, és nem tartalmaz hatalmas mennyiségű információt. Ezenkívül a RAM tartalma a számítógép kikapcsolásakor is elveszik. Ezért a jelenlét a számítógépes rendszer egy másik típusú memória - külső - lehetővé tette e hiányosságok kiküszöbölését. A külső memória fő funkciója az információ hosszú távú tárolásának képessége. Ezenkívül a külső memória nagy mennyiségű és olcsóbb, mint a RAM. És mégis, a külső memóriahordozók biztosítják az információk átvitelét egyik számítógépről a másikra, ami fontos olyan helyzetben, amikor nincsenek számítógépes hálózatok.

És így külső (hosszú távú) memória - ez a hely a nem használt adatok (programok, számítási eredmények, szövegek stb.) hosszú távú tárolására. Ebben a pillanatban a számítógép memóriájában. A külső memória a működési memóriával ellentétben nem felejtő, de nincs közvetlen kapcsolatban a processzorral.

A külső memóriahordozók emellett adatátvitelt biztosítanak olyan esetekben, amikor a számítógépek nincsenek hálózatba kötve (helyi vagy globális).

Ahhoz, hogy külső memóriával dolgozhasson, rendelkeznie kell hajtás(információ rögzítését és (vagy) olvasását biztosító eszköz) és tárolóeszközök - hordozó.

A meghajtók fő típusai:

Hajlékonylemez-meghajtók (FPHD);

Merevlemez-meghajtók (HDD);

CD-ROM, CD-RW, DVD meghajtók. A média fő típusainak felelnek meg:

Rugalmas mágneses lemezek (Floppykorong);

Merev mágneslemezek (Keménykorong):

CD-ROM-ok, CD-R-ek, CD-RW-k, DVD-k. A meghajtók és adathordozók főbb jellemzői:

Információs kapacitás;

az információcsere sebessége;

Az információtárolás megbízhatósága;

Ár.

Elv munka mágneses emlékezve eszközöket

A mágneses rögzítés alapja a digitális információ (0 és 1 formájában) váltakozó elektromos árammá alakításán, amelyet váltakozó mágneses tér kísér. Ennek eredményeként a mágneses hordozók felülete nem mágnesezett (0) és mágnesezett (1) területekre oszlik.

A korai generációk számítógépeiben a külső memória funkcióit lyukszalagok és lyukkártyák, valamint mágnesszalagok látták el, amelyeket ma már nagyon ritkán használnak. A mágnesszalagok soros hozzáférési eszközök. Az adatok csak szekvenciálisan olvashatók vagy írhatók, a sorrend megsértése esetén sokáig kell várni, amíg a szalag a megfelelő helyre visszatekerődik. A mágnesszalagok meglehetősen lassú eszközök, bár nagy kapacitással rendelkeznek. Modern eszközök mágnesszalagokkal való munkához - a streamerek megnövelt rögzítési sebességgel rendelkeznek, és egy streamer kazetta kapacitását száz és ezer megabájtban mérik, az adatátviteli sebesség pedig 2-9 MB / perc.

Rugalmas korong

A hajlékonylemezes meghajtó vagy a hajlékonylemez kis mennyiségű információ médiuma, amely rugalmas lemez egy védőburokban. Adatok átvitelére egyik számítógépről a másikra és szoftverek terjesztésére szolgál.

Hajlékonylemez eszköz.

Olvasás/írás ablakredőny

műanyag boríték

Meghajtó persely

Írászár: Letiltva/Engedélyezve B

A lemez egy műanyag borítékban van, amely megvédi a mechanikai sérülésektől. Az adatok olvasásához vagy írásához hajlékonylemezt kell helyezni a hajlékonylemez-meghajtóba, amelynek nyílása a rendszeregység előlapján található. A meghajtó belsejében automatikusan kinyílik az író/olvasó redőny, és erre a helyre van felszerelve a meghajtó olvasó/író feje. A meghajtó belsejében lévő lemez állandó szögsebességgel forog, ami meglehetősen alacsony (néhány kilobájt másodpercenként, átlagos hozzáférési idő 250 ms). Az információ a lemez mindkét oldalára íródik. Jelenleg a legelterjedtebbek a 3,5 hüvelykes hajlékonylemezek (1 hüvelyk = 2,54 cm) és 1,44 MB kapacitásúak (ez körülbelül 600 oldal szöveg vagy több tucat). grafikus képek). A lemez írásvédett lehet. Ehhez biztonsági reteszt használnak.

A hajlékonylemezek gondos kezelést igényelnek. Megsérülhetnek, ha:

Érintse meg a rögzítési felületet;

Írjon a hajlékonylemez címkéjére ceruzával vagy golyóstollal;

Hajlítsa meg a hajlékonylemezt;

Melegítse túl a hajlékonylemezt (hagyja a napon vagy a radiátor közelében);

Tegye ki a hajlékonylemezt mágneses mezőknek.

Kemény mágneses korong

Mivel a hajlékonylemez kis térfogatú, főként információátvitelre szolgál egyik számítógépről a másikra. A merevlemez a számítógép információs tárháza, és hatalmas mennyiségű információ tárolására képes.

A merevlemez (angolul HDD - Hard Disk Driver) vagy merevlemez a legmasszívabb tömegtároló eszköz, amelyben az információhordozók alumíniumlemezek, amelyek mindkét felületét mágneses anyagréteg borítja. Programok és adatok állandó tárolására szolgál.

A merevlemezek egy tengelyen helyezkednek el, és az olvasó/író fejekkel és az azokat hordozó fejekkel együtt hermetikusan lezárt fém test. Ez a kialakítás lehetővé tette a lemez forgási sebességének és a rögzítési sűrűség jelentős növelését. Az információ a lemezek mindkét felületén rögzítésre kerül.

A hajlékonylemezzel ellentétben a merevlemez folyamatosan forog. Ezért a forgási sebessége 3600-tól 10000 fordulat/percig terjedhet, az átlagos adatkeresési idő 9 ms, az átlagos adatátviteli sebesség akár 60 MB/sec.

A számítógépek merevlemezeinek kapacitását 2000-ben több tíz gigabájtban mérték. A leggyakoribb meghajtók 2,2, 2,3, 3,14, 5,25 hüvelyk átmérőjűek.

Az információk és a teljesítmény megőrzése érdekében a merevlemez-meghajtót működés közben védeni kell az ütésektől és a térbeli tájolás hirtelen változásától.

lézer korong

CD-ROM (angol)KompaktkorongIgaziCsakMemória - csak olvasható memóriaeszköz, amely kompakt lemezen alapul)

Egy 120 mm-es (kb. 4,75 hüvelyk) CD gyantából készül, és fémfilmmel van bevonva. Az információkat erről a fémfóliáról olvassák le, amelyet polimerrel borítanak, amely megvédi az adatokat a sérülésektől. A CD-ROM egy egyoldalas adathordozó.

Az információ lézerlemezre történő digitális rögzítésének elve eltér a mágneses rögzítés elvétől. A kódolt információt egy lézersugár viszi fel a lemezre, amely mikroszkopikus mélyedéseket hoz létre a felületen, amelyeket lapos területek választanak el. A digitális információkat váltakozó gödrök (nulla kódolás) és fényvisszaverő szigetek (egy kódolás) képviselik. A lemezre nyomtatott információ nem módosítható.

Az információkat az alumíniumrétegről visszaverődő kis teljesítményű lézersugárzás intenzitásának változásainak regisztrálásával olvassák ki a lemezről. A vevő vagy a fotoszenzor határozza meg, hogy a sima felületről visszaverődő (így rögzítő) nyaláb szétszóródott vagy elnyelődött (nullát rögzítve). A sugár szóródása vagy elnyelése olyan helyeken fordul elő, ahol a felvételi folyamat során bemélyedéseket végeztek. A fotóérzékelő érzékeli a szórt sugarat, és ezt az információt elektromos jelek formájában egy mikroprocesszorhoz továbbítja, amely ezeket a jeleket bináris adattá vagy hanggá alakítja.

A CD-ROM változó szögsebességgel forog, hogy állandó lineáris sebességet biztosítson olvasás közben. Így a lemez belső szakaszaiból származó információk beolvasása nagyobb fordulatszámmal történik, mint a külsőkről. Ezért a CD-ROM-on lévő adatokhoz való hozzáférés gyorsabb, mint a hajlékonylemezeken, de lassabb, mint a merevlemezeken (150-400 ms 4500 rpm-ig terjedő forgási sebességnél). Az adatátviteli sebesség legalább 150 KB és eléri az 1,2 MB/s-ot.

A CD-ROM-ok kapacitása legfeljebb 780 MB, ezért általában multimédiás programokat adnak ki rajtuk.

A CD-ROM-ok egyszerűek és könnyen kezelhetők, alacsony az adattárolási költségük, gyakorlatilag nem kopnak, nem hatnak rájuk a vírusok, nem lehet véletlenül információkat törölni róluk.

CD-R (Compact Disk Recorder)

A CD-R egy 650 MB kapacitású írható lemez. A CD-R lemezeken a fényvisszaverő réteg aranyfóliából készül. E réteg és az alap között egy szerves anyagból készült rögzítőréteg található, amely melegítés hatására elsötétül. A rögzítési folyamat során a lézersugár felmelegíti a réteg kiválasztott pontjait, amelyek elsötétülnek, és nem továbbítják a fényt a visszaverő réteghez, így mélyedésekhez hasonló területek alakulnak ki. A CD-R meghajtók az erős árcsökkenés miatt egyre elterjedtebbek.

CD-RW (újraírható kompakt lemez)

Népszerűbbek a CD-RW meghajtók, amelyek lehetővé teszik az információk írását és átírását. A CD-RW meghajtó lehetővé teszi az írást és az olvasást CD-R lemezekés CD-RW, olvasható CD-ROM lemezek, vagyis bizonyos értelemben univerzális.

A DVD rövidítése azt jelenti DigitálisSokoldalúkorong, azaz universális digitális lemez. A hagyományos CD méreteivel és nagyon hasonló működési elvével rendkívül nagy mennyiségű információt tartalmaz - 4,7-17 GB-ig. Talán a nagy kapacitás miatt nevezik univerzálisnak. Igaz, ma a DVD-lemezt valójában csak két területen használják: videofilmek (DVD-Video vagy egyszerűen DVD) és extra nagy adatbázisok (DVD-ROM, DVD-R) tárolására.

A kapacitások szóródása a következőképpen történik: a CD-ROM-mal ellentétben, DVD lemezek mindkét oldalára írva. Sőt, mindkét oldalon egy vagy két információréteg alkalmazható. Így az egyoldalas egyrétegű lemezek kapacitása 4,7 GB (gyakran DVD-5-nek, azaz körülbelül 5 GB kapacitású lemeznek nevezik), a kétoldalas egyrétegű lemezek - 9,4 GB (DVD- 10), egyoldalas kétrétegű lemezek - 8,5 GB (DVD-9), és kétoldalas kétrétegű - 17 GB (DVD-18). A tárolni kívánt adatok mennyiségétől függően a DVD-lemez típusa kerül kiválasztásra. Ami a filmeket illeti, a kétoldalas lemezek gyakran ugyanannak a képnek két változatát tárolják – az egyik szélesvásznú, a második a klasszikus televíziós formátumban.

A CD-ROM meghajtók fő paramétere az adatolvasási sebesség. Ezt többszörösen mérik. A mértékegység az olvasási sebesség az első soros mintákban, ami 150 KB / s, tehát a dupla olvasási sebességű meghajtó 300 KB / s teljesítményt biztosít, a négyszeres - 600 KB / s stb.

Az információk megőrzése érdekében a lézerlemezeket óvni kell a mechanikai sérülésektől (karcolásoktól), valamint a szennyeződéstől.

Szerkezet felületek lemezeket

A probléma megfogalmazása.

Képzelj el egy hosszú szalag alakú könyvet.

Kényelmes egy ilyen „könyvben” keresni a szükséges információkat? Miért?

Milyen kényelmet nyújt a szükséges információk megtalálása egy normál, oldalas könyvben? Miért?

Következtetés: a könyvben gond nélkül megtalálhatja a szükséges információkat, mert kényelmes felépítésű, nevezetesen oldalakra van osztva. Kényelmetlen egy hosszú szalag formájában készült könyvben információt keresni, mert nem világos, hogy a szalag melyik részén található. Az oldalak saját számmal rendelkeznek, így a szükséges információk megtalálásához elegendő ismerni az oldalszámot, amelyen az található, vagyis a könyvnek van szerkezete. E struktúra nélkül nehéz információt találni.

Mivel a könyv a külső memória analógja, minden lemez felületének is rendelkeznie kell egy bizonyos szerkezettel. Ahogyan egy könyv gyártása során egy nagy papírlapot lapokra vágnak, majd összeillesztik, úgy a lemez felületét is "darabokra" - "oldalakra" vágják.

Mágneses lemezek.

Egyetlen mágneses lemez sem áll készen a működésre. Behozni őt munkafeltétel formázni kell, azaz létre kell hozni a lemezszerkezetet. Hajlékonylemez esetén ez mágneseskoncentrikus pályák - szektorokra osztva.És a merev mágneslemez még mindig megvan hengerek, mivel a merevlemez több lemezből áll.

Egy szektor túl kicsi "darab" a lemez felületéből (mint egy vonal az oldalon). Ezért a szektorokat nagyobb "darabokra" - klaszterekre - egyesítik.

A lemez térfogata a következőképpen számítható ki.

Hangerő = oldalak száma * sávok száma * szektorok * szektor hangereje.

Minél távolabb van a lemez közepétől, annál hosszabbak a műsorszámok. Ezért, ha mindegyikben ugyanannyi szektor van, a belső sávokon a rögzítési sűrűségnek nagyobbnak kell lennie, mint a külső sávokon. A szektorok száma, a szektor kapacitása, és ennek következtében a lemez információs mennyisége a meghajtó típusától és a formázási módtól, valamint maguknak a lemezeknek a minőségétől függ.

lézerlemezek

A mágneses lemezekkel ellentétben a CD-ROM-nak csak egy fizikai sávja van spirál formájában, amely a lemez külső átmérőjétől a belső felé halad.

1. példa Megadjuk a lemez fájlszerkezetének fát. A nagybetűk a könyvtárneveket, a kisbetűk a fájlneveket jelölik.

Sorolja fel az 1., 2., 3. szintű könyvtárak nevét. Adja meg a levél elérési útját. txt fájlt a gyökérkönyvtárból. Adja meg a letter1.doc fájl elérési útját a gyökérkönyvtárból és a letter2.doc fájl elérési útját - a WORK könyvtárból. Adja meg a teljes fájlneveket

levél. txt és betűk. doc, ha a fájlstruktúra a C meghajtón van tárolva.

Megoldás. 1. szintű katalógusok SZÁMÍTÓGÉP, MUNKA, UROK. 2. szintű könyvtárak - IBM, APPLE, DOCUMENT, PRINT. 3. szintű könyvtárak - D0C1, D0C2.

Út a levélhez. txt a gyökérkönyvtárból: \WORK\PRINT. Letölt fájl elérési útja. doc a gyökérkönyvtárból: \W0RK\D0CUMENT\D0C2. Letter2.doc fájl elérési útja a W0RK:\D0CUMENT\D0C2 könyvtárból.

A teljes fájlnevek betűk. txt és betűk. doki:

C:\WORK\PRINT\levél. txtÉs

C:\W0RK\D0CUMENT\D0C2\levél. doc.

Adott egy mágneslemezen lévő hierarchikus fájlstruktúra fa. A nagybetűk a könyvtárneveket, a kisbetűk a fájlneveket jelölik:

Keresse meg a hibákat a fájlszerkezetben.

Adott egy mágneslemezen lévő hierarchikus fájlstruktúra fa. A nagybetűk a könyvtárneveket, a kisbetűk a fájlneveket jelölik:

Listázza ki az 1., 2., 3. szint könyvtárait, ha van ilyen. Adja meg a gyökérkönyvtárból az egyes fájlok elérési útját.

\ORSZÁG\USA\INFO\kultúra. txt; \ORSZÁG\USA\washington. txt; \ORSZÁG\Oroszország\Moszkva. txt; \COUNTRY\RUSSIA\INFO\ipar. txt; \COUNTRY\RUSSIA\INFO\culture. txt

Megjelenik a gyökérkönyvtártól a mágneses lemezen tárolt egyes fájlok elérési útja. A nagybetűk a könyvtárneveket, a kisbetűk a fájlneveket jelölik: \BOX\LETTER\péter. txt; \BOX\LETTER\kate. txt; \LEVÉL\MUNKA\április. txt; \LETTER\WORK\május. txt; \LETTER\FREND\ISKOLA\mária. txt; \LETTER\FREND\sport. txt. kijelző fájlszerkezet fanézet.

Döntsd el feladatokat: ■ № 1

Egy kétoldalas hajlékonylemez kapacitása 800 KB. Hány sáv van egy floppy egyik oldalán, ha minden sáv 20, egyenként 0,5 KB-os szektort tartalmaz. Megoldás".

1) 800:2=400 Kbyte - hajlékonylemez mérete;

2) 20 * 0,5 = 10 Kb - az összes szektor hangereje;

3) 400:10=40 - sávok. Válasz: 40 pálya.

Mekkora a kapacitása egy 360 KB-os kétoldalas hajlékonylemez egyes szektorainak, ha a hajlékonylemez mindkét oldala 40 sávra van osztva, sávonként 18 szektorral?

Megoldás:

1) 40*18=720 szektor a lemezen;

2) 360:720=0,5 KB - szektorméret. Válasz: 0,5 KB.

Megjelenik a gyökérkönyvtártól a mágneses lemezen tárolt egyes fájlok elérési útja. A nagybetűk a könyvtárneveket, a kisbetűk a fájlneveket jelölik: \SPORT\SKI\oroszország. txt; \SPORT\SKI\németország. txt; \SPORT\SKATE\finnország. txt; \SZÁMÍTÓGÉP\IBM\INFO\pentium. txt; \SZÁMÍTÓGÉP\INFO\ibm. txt. Jelenítse meg a fájlszerkezetet faként.

A 19-20. század fordulóján a legelső mágneses adathordozó, amelyre a Poulsen-készülékekben információkat rögzítettek. acélhuzal legfeljebb 1 mm átmérőjű. A 20. század elején erre a célra is használták. hengerelt acélszalag. Ezeknek a hordozóknak a minőségi jellemzői azonban nagyon alacsonyak voltak. Elég, ha csak annyit mondunk, hogy az 1908-as koppenhágai Nemzetközi Kongresszuson 14 órás mágneses felvétel elkészítéséhez 2500 km körülbelül 100 kg tömegű huzalra volt szükség. Ezenkívül a huzal és acélszalag használata során felmerült az egyes darabok összekapcsolásának megoldhatatlan problémája. Például egy csomózott vezeték nem ment át a mágneses fejen. Ráadásul könnyen összegabalyodott, és egy vékony acélszalag elvágta a kezét. Acél mágneses lemez, az első szabadalmat 1906-ban adták ki, akkor még nem kérték 1 .

Csak az 1920-as évek második fele óta, amikor por alakú mágnesszalag, megkezdte a mágneses rögzítés nagyarányú alkalmazását. A ferromágneses por filmre való felvitelének technológiájára 1928-ban Fritz Pfeimer kapott szabadalmat Németországban. Kezdetben a mágneses port egy papírhordozóra, majd cellulóz-acetátra hordták fel, amíg el nem kezdték a nagy szilárdságú hordozót használni.

1 Vasziljevszkij Yu.A. Mágneses adathordozó. M., 1989. S. 5-6.

anyag - polietilén-tereftalát (lavsan). A mágneses por minősége is javult. Különösen a vas-oxid porokat kobalt, króm-oxid, vas és ötvözetei mágneses fémporaival kezdték használni, ami lehetővé tette a rögzítési sűrűség többszörös növelését. A munkaréteget vákuum-leválasztással vagy elektrolitikus leválasztással, mágneses lakk formájában visszük fel az aljzatra, amely mágneses porból, kötőanyagból, oldószerből, lágyítóból és különféle adalékokból áll.

A rugalmas alapon és a munkamágneses rétegen kívül a szalag további rétegeket is tartalmazhat: védő - a munkaréteg felületén és súrlódásgátló - a szalag hátoldalán, hogy megvédje a munkaréteget a mechanikai kopás, növeli a szalag mechanikai szilárdságát és javítja a mágneses felületen való csúszását. A súrlódásgátló réteg is eltávolítja elektromos töltések amelyek felhalmozódnak a mágnesszalagon. Az alap és a munkaréteg közötti köztes (alréteg) a munka- és a súrlódásgátló rétegek alaphoz való tapadásának javítására szolgál.

A mechanikus hangrögzítő adathordozókkal ellentétben a mágnesszalag alkalmas információk ismételt rögzítésére. Az ilyen felvételek száma nagyon nagy, és csak magának a mágnesszalagnak a mechanikai szilárdsága korlátozza.

Az 1930-as években megjelent első magnetofonok tekercsesek voltak. Ezekben mágnesszalagot tekercseltek fel. És először hatalmas, 1 hüvelyk széles (25,4 mm) orsók voltak. Felvétel és lejátszás közben a film egy teli tekercsről üresre tekeredett.

1963-ban a Philips fejlesztette ki az úgynevezett kazettás felvételt, amely lehetővé tette nagyon vékony mágnesszalagok használatát. Maximális vastagságuk mindössze 20 mikron, szélességük 3,81 mm. A kazettás magnókban mindkét tekercs egy speciális kompakt kazetta a film vége pedig előre rögzítve van egy üres orsón. Más szóval, itt a mágnesszalag és a kazetta egyetlen működő mechanizmus. Felvétel kompakt kazettára - kétoldalas. A teljes felvételi idő általában 60, 90 és 120 perc.

Az 1970-es évek végén megjelent mikrokazetták 50x33x8 mm méretű, azaz gyufásdoboz méretű, hordozható hangrögzítőhöz és üzenetrögzítős telefonokhoz, valamint a 80-as évek közepén. - pico kazetták- háromszor kevesebb mikrokazetta.

1952 óta mágnesszalagot használnak információk rögzítésére és tárolására elektronikus számítógépekben. A mágnesszalag előnye a megnövelt sűrűségű felvétel lehetősége, mivel a szalag mágneses rétegének teljes felülete sokkal nagyobb, mint más típusú adathordozóké, és csak a szalag hossza korlátozza. a szalag. kazettás szalagos meghajtók - patronok több terabájtos kapacitást is elérhetnek, és rövid távon több tíz terabájt lesz a kapacitásuk. A kazettákhoz való szalagos meghajtókat hívják szalagok(angolból patak - folyam). Működési elve szerint hasonlóak a magnóhoz.

A mágnesszalagnak azonban van egy komoly hátránya is. Nem biztosít közvetlen hozzáférést a rögzített információkhoz. Ehhez először vissza kell tekerni a szalagot a megfelelő helyre, ami jelentősen megnöveli az információ olvasásának idejét. A mágnesszalagos kazetták (patronok) szintén nagy méretekkel rendelkeznek. Ezért jelenleg elsősorban adatközpontok, vállalatok, nagy adatközpontok biztonsági mentési rendszereiben, valamint szervereken és asztali munkaállomásokon történő információtárolásra használják, ahol megbízhatóság, stabilitás, nagy kapacitás, viszonylag kis költség. A biztonsági mentési rendszerek lehetővé teszik az információk biztonságának biztosítását hibák, meghibásodások vagy természeti katasztrófák esetén.

Mágneses szalagra nem csak hangot, hanem videó információt is rögzíthet. Videokazetta felépítése hasonló a hangrögzítéshez használt kazettához. Munkarétege azonban általában bonyolultabb szerkezetű. A lényeg az, hogy a videó magas frekvencia a munkaréteg legfelszínén vannak rögzítve. Számukra kis fémrészecskék használhatók. Az alacsony frekvenciákat jobban áteresztik a nagy részecskék, amelyeket célszerű mélyre helyezni. Ezért a mágneses videoszalag munkarétege két rétegből állhat. A videodokumentációhoz használt mágnesszalagot speciális kazettákba is töltik, amelyek védelmet nyújtanak a mechanikai behatásokkal, szennyeződésekkel és gyors töltés videó berendezésekhez. Az 1980-1990-es években elterjedt. A videokazetták mostanra átadták helyét a videoinformációk ígéretesebb médiájának.

Az elektronikus számítógépekben eleinte szintén használtak mágneses dobok. Különösen a hazai nagyméretű elektronikus számológépben (BESM-6) körülbelül 8 kg tömegű, de mindössze 1 MB memóriakapacitású mágneses dobokat használtak.

Az 1960-as évek eleje óta széles körben használt, elsősorban számítógépes tárolóeszközökben, kapott mágneses lemezek. Ezek 30-350 mm átmérőjű alumínium vagy műanyag korongok, amelyek több mikron vastag mágneses por munkaréteggel vannak bevonva. A mágneses bevonat először vas-oxidból, később króm-dioxidból állt.

A lemezmeghajtóban, akárcsak a magnetofonban, mágneses fej segítségével rögzítik az információkat, csak nem a szalag mentén, hanem egy forgó lemez felületén elhelyezkedő koncentrikus mágneses sávokon, általában mindkét oldalon. A mágneslemezek kemények és rugalmasak, eltávolíthatók és beépíthetők a személyi számítógépbe. Főbb jellemzőik a következők: információs kapacitás, információhoz való hozzáférési idő és soros olvasási sebesség.

Merevlemezek egy számítógépben szerkezetileg egyetlen egységben egyesítik a lemezmeghajtóval. Egyazon tengelyen lévő csomagokban vannak elrendezve. A tárcsák csomagja hermetikusan zárt házban van elhelyezve, amely biztosítja a szükséges tisztaságot és a pormentes levegő állandó nyomását. Jelenleg a levegő helyett megkezdődött a hélium inert gáz töltőanyagként történő alkalmazása, amely az energiahatékonyság jelentős növelését teszi lehetővé kisebb sűrűsége miatt.

Minden lemez ugyanannyi egymást követő műsorszámot (sávot) tartalmaz. A mágneses pálya szélessége körülbelül 1 µm. A merevlemez első modellje, amelyet 1973-ban hoztak létre, 30 sávot tartalmazott 30 szektorból, amelyek véletlenül egybeestek a híres Winchester vadászpuska "30/30" kaliberével, és a merevlemezek szleng elnevezését eredményezték - "winchesters". ", "winchesterek". A pályák koncentrikus körök, amelyek megfelelnek a mágneses fejek által létrehozott maradék mágnesezés zónáinak. A sávok mindegyike egymás után elhelyezkedő szektorokra van osztva.

A merevlemez-meghajtók fejlesztésében a fő tendencia egyértelműen látható - a rögzítési sűrűség fokozatos növekedése, amelyet az orsófej forgási sebességének növekedése és az információ-hozzáférési idő csökkenése kísér, és végül - a teljesítmény növekedése. A kezdetben több GB-ot elérő lemezkapacitás a 21. század második évtizedének közepére elérte a 10 TB-ot (a számítógépes merevlemezek kapacitásának éves növekedése 35-40 százalék). Ekkora információmennyiség lemezeken való elhelyezése a 2007-ben megjelent merőleges rögzítési módszerrel vált lehetővé. A közeljövőben ez a módszer 85 TB-ra növeli a kapacitást (86 millió színes fénykép vagy 21,5 ezer film rögzíthető).

A merevlemezeket állandó információk tárolására tervezték, pl. szükséges a számítógéppel végzett munka során (rendszer szoftver, csomagok alkalmazási programok stb.). Merevlemezek alapján akár több TB kapacitású külső adathordozókat is gyártanak.

Rugalmas műanyag mágneslemezek (floppy lemezek, angolból floppy - szabadon lógó) mesterséges fóliából készültek - Mylar, kopásálló ferolakk bevonattal, és egyenként speciális kemény műanyag tokokba helyezték - kazettákba, amelyek mechanikai védelmet biztosítanak a hordozóknak. Hajlékonylemezes kazettát hívnak hajlékonylemez.

Az első floppy lemez 1967-ben jelent meg. Átmérője 8 hüvelyk, kapacitása 100 KB. 1976-ban a hajlékonylemez méretét 5,25 hüvelykre csökkentették, 1980-ban pedig a Sony kifejlesztette a 3,5 hüvelykes hajlékonylemezt és hajlékonylemez-meghajtót, amelyeket túlnyomórészt a következő évtizedekben gyártottak.

Az információk olvasásához és írásához speciális elektronikus-mechanikus eszközt használnak - egy lemezmeghajtót, ahol egy hajlékonylemezt helyeznek el. A hajlékonylemezen központi furat található a meghajtó orsó számára, a házon pedig egy fém redőnnyel lezárt lyuk található a mágneses fejek eléréséhez, amelyen keresztül az információ olvasható és írható. A hajlékonylemezre történő rögzítés ugyanazon elv szerint történik, mint a magnónál. A fejnek közvetlen mechanikai érintkezése is van a mágneses munkaréteggel, ami az anyaghordozó viszonylag gyors kopásához vezet.

Egy 3,5 hüvelykes hajlékonylemez kapacitása általában 1,0 és 2,0 MB között volt. A szabványos hajlékonylemezek kapacitása 1,44 MB volt. Kifejlesztettek azonban 3,5 hüvelykes hajlékonylemezeket, amelyek kapacitása elérheti a 250 MB-ot.

A hajlékonylemezek meglehetősen igényes adathordozónak bizonyultak. Kevésbé tartósak, mint a merevlemezek, mágneses mezőknek és magas hőmérsékletnek vannak kitéve. Mindez gyakran a rögzített adatok elvesztéséhez vezetett. Ezért a floppy lemezeket elsősorban a dokumentált információk operatív tárolására használták. Ezeket most megbízhatóbb és hatékonyabb flash adathordozók váltották fel.

A 20. század utolsó negyedében a világ számos országában, illetve az 1990-es évektől. - Oroszországban pedig az ún műanyag kártyák, amelyek az információtárolás és az adatok kezelésének mágneses módszerére szolgáló eszközök.

A plasztikkártyák elődjei a bankon kívüli tulajdonos hitelképességének igazolására készült kartonkártyák voltak. 1928-ban az egyik amerikai cég 63 x 35 mm méretű fémkártyákat kezdett gyártani. Rábélyegezték a tulajdonos nevét, a város nevét, az államot és egyéb információkat. Az ilyen kártyákat a nagy üzletek rendszeres vásárlói számára állították ki. Az áruk fizetése során az eladó egy speciális eszközön átgördítette a kártyát, aminek eredményeként a rajta kinyomott betűk és számok az eladási bizonylatra kerültek. Majd ezt a csekket a kézzel beírt vásárlás összegével beküldték a banknak beváltásra. A legelső modern hitelkártya, amely alapján fizetési rendszer A VISA-t 1958-ban a Bank of America bocsátotta ki.

A műanyag kártyák három rétegből állnak: egy poliészter alapból, amelyre vékony munkaréteget visznek fel, és egy védőrétegből. Alapként általában polivinil-kloridot használnak, amely könnyen feldolgozható, ellenáll a hőmérsékletnek, a kémiai és mechanikai igénybevételnek. A mágneskártyák alapja azonban számos esetben az úgynevezett pszeudo-műanyag - vastag papír vagy karton kétoldalas laminálással.

A munkaréteget (ferromágneses por) forró sajtolás útján külön keskeny csíkok formájában hordják fel a műanyagra. Fizikai tulajdonságaik és alkalmazási körük szerint a mágnescsíkokat két típusra osztják: nagy erejű és kis erejű. Az erősen erkogén csíkok feketék. Ellenállnak a mágneses mezőknek. Több energiára van szükségük, hogy leírják őket. Hitelkártyaként, jogosítványként stb. használják, azaz olyan esetekben, amikor fokozott kopásállóság és biztonság szükséges. Az alacsony energiájú mágnescsíkok barnák. Kevésbé biztonságosak, de könnyebben és gyorsabban rögzíthetők. Korlátozott ideig használható kártyákon.

A mágneses műanyag kártyák védőrétege átlátszó poliészter fóliából áll. Úgy tervezték, hogy megvédje a munkaréteget a kopástól. Néha bevonatokat használnak a hamisítás és másolás megakadályozására. A védőréteg akár két tízezer írási és olvasási ciklust biztosít.

Megjegyzendő, hogy a mágneses mellett más módok is vannak a plasztikkártyára történő információ rögzítésére: grafikus rögzítés, dombornyomás (mechanikus extrudálás), vonalkódolás, lézeres rögzítés.

Jelenleg a műanyag kártyákban egyre gyakrabban használnak elektronikus chipeket a mágnescsíkok helyett. Az ilyen kártyákat, ellentétben az egyszerű mágnesesekkel, intelligensnek, ill intelligens kártyák(angolról, okos – okos). A beléjük épített mikroprocesszor jelentős mennyiségű információ tárolását teszi lehetővé, lehetővé teszi a szükséges számítások elvégzését a banki és kereskedelmi fizetési rendszerben, így a plasztikkártyákat többfunkciós információhordozóvá alakítja.

A mikroprocesszorhoz (interfészhez) való hozzáférés útján intelligens kártyák lehet:

• - érintkező interfésszel (tehát tranzakció végrehajtása során a kártya be van helyezve az elektronikus terminálba);
• - kettős interfésszel (érintésmentesen és érintésmentesen is működhetnek, azaz adatcserét a kártya és külső eszközök rádión keresztül is megtehető).

A műanyag kártyák mérete szabványos. Az ISO-7810 nemzetközi szabványnak megfelelően hosszuk 85,595 mm, szélességük 53,975 mm, vastagságuk 3,18 mm.

A mágneses műanyag és pszeudoplasztikus kártyák, valamint az intelligens kártyák köre meglehetősen kiterjedt. A banki rendszereken kívül kompakt információhordozóként, automatizált könyvelési és ellenőrzési rendszerek azonosítójaként, tanúsítványok, igazolványok, internetkártyák, SIM-kártyák azonosítójaként használják. sejtes kommunikáció, közlekedési jegy, elektronikus (biometrikus) útlevél stb.

A mágneses rögzítés anyaghordozóit az elektromágneses dokumentálás technológiáival együtt folyamatosan fejlesztik. A tendencia a mágneses adathordozókon történő információrögzítés sűrűségének növekedésére irányul, méretük csökkenésével és az információhoz való hozzáférés idejével. Olyan technológiákat fejlesztenek ki, amelyek a közeljövőben lehetővé teszik egy szabványos hordozó memóriakapacitásának több ezerszeres növelését a jelenleg működő eszközökhöz képest. Hosszabb távon pedig egy hordozó megjelenése várható, ahol a mágneses részecskék szerepét az egyes atomok töltik be. Ennek eredményeként a kapacitása a fejlesztők szerint több milliárdszor nagyobb lesz, mint a jelenleg meglévő szabványok.

• Vasziljevszkij Yu. A. rendelet. op. 11., 225., 227-228. Levin V. I. rendelet. Op.S. 23-24.
• Manukov S. Hogyan ne legyél kártyabolond // Társaság. 2009. 27-28. S. 52.
• Fradkin V. Az információhordozók múltja, jelene és jövője // Computer Price. 2003. 46. sz.