Suporturi de date magnetice și optice. Medii de stocare magnetice și optice și posibilitatea utilizării lor în practica organizațiilor. Unități de hard disk

Dispozitive de stocare pe medii magnetice și optice

Depozitare pe dischetă discuri magnetice: principiu de funcționare, specificații, componentele principale. Hard disk-uri magnetice: factori de formă, principii de funcționare, tipuri, caracteristici principale, moduri de funcționare. Configurarea si formatarea discurilor magnetice. Utilitare de întreținere a hard diskului. Structura logică și formatul discurilor magneto-optice și compacte. Unități CD-R(RW), DVD-R (RW), ZIP: principiu de funcționare, componente principale, caracteristici tehnice. Unități magneto-optice, streamere, unități flash. Revizuirea principalelor modele moderne.

Studentul trebuie sa stie:

• principiul de funcționare și componentele principale ale unității FDD;
• caracteristicile și modurile de funcționare ale hard disk-urilor;
• principiul de funcționare al unităților magneto-optice și CD;
• formate de discuri optice si magneto-optice;

Studentul trebuie să fie capabil să:

• înregistrează informații pe diverse medii;
• utilizare software întreținere hard disk;
• determinați principalele caracteristici ale unităților;

Obiectivele lecției:

• – familiarizarea elevilor cu principalele componente ale dispozitivelor de stocare a informațiilor.
• – studiază tipurile de dispozitive de stocare a informațiilor și caracteristicile acestora.
• - creşterea cultura informaţiei studenți, atenție, acuratețe, disciplină, perseverență.
• – dezvoltarea intereselor cognitive, a abilităților de autocontrol și a abilităților de a lua notițe.

Partea teoretică.

Stocarea datelor pe medii magnetice

În aproape toate computerele personale, informațiile sunt stocate pe medii folosind principii magnetice sau optice. Atunci când se utilizează dispozitive de stocare magnetice, datele binare sunt „transformate” în mici particule metalice magnetizate aranjate într-un „model” pe un disc plat sau bandă. Acest „model” magnetic poate fi mai târziu descifrat într-un flux de date binare.

Funcționarea mediilor magnetice - hard și unități de dischetă - se bazează pe electromagnetism. Esența sa este că atunci când curentul electric este trecut printr-un conductor, în jurul acestuia se formează un câmp magnetic (Fig. 1). Acest câmp afectează substanța feromagnetică găsită în el. Când se schimbă direcția curentului, se schimbă și polaritatea câmpului magnetic. Fenomenul electromagnetismului este utilizat la motoarele electrice pentru a genera forțe care acționează asupra magneților care sunt montați pe un arbore rotativ.

Totuși, există și efectul opus: într-un conductor expus unui câmp magnetic alternativ, electricitate. Când polaritatea câmpului magnetic se schimbă, se schimbă și direcția curentului electric (Fig. 2).

Capul de citire/scriere din orice unitate de disc constă dintr-un miez feromagnetic în formă de U și o bobină (înfășurare) înfășurată în jurul său, prin care poate circula curentul electric. Când curentul este trecut prin înfășurare, se creează un câmp magnetic în miezul (circuitul magnetic) al capului (Fig. 3). La comutarea direcției curentului de curgere, polaritatea câmpului magnetic se schimbă și ea. În esență, capetele sunt electromagneți a căror polaritate poate fi schimbată foarte rapid prin comutarea direcției curentului electric prin care trece.

Orez. 2. Când un conductor se mișcă într-un câmp magnetic, în el se generează un curent electric
Orez. 3. Cap de citire/scriere

Câmpul magnetic din miez se răspândește parțial în spațiul înconjurător datorită prezenței unui spațiu „ferăstrat” la baza literei U. Dacă un alt feromagnet (stratul de lucru al purtătorului) este situat în apropierea spațiului, atunci câmpul magnetic este localizat în el, deoarece astfel de substanțe au rezistență magnetică mai mică decât aerul. Fluxul magnetic care traversează decalajul este închis prin purtător, ceea ce duce la polarizarea particulelor (domeniile) sale magnetice în direcția câmpului. Direcția câmpului și, prin urmare, magnetizarea remanentă a purtătorului depinde de polaritatea câmpului electric din înfășurarea capului.

Discurile magnetice flexibile sunt de obicei realizate pe lavsan, iar hard diskurile sunt de obicei realizate pe un substrat de aluminiu sau sticlă, pe care se aplică un strat de material feromagnetic. Stratul de lucru constă în principal din oxid de fier cu diverși aditivi. Câmpurile magnetice create de domeniile individuale de pe un disc curat sunt orientate aleatoriu și sunt compensate reciproc pe orice porțiune extinsă (macroscopică) a suprafeței discului, astfel încât magnetizarea sa remanentă este zero.

Dacă o secțiune a suprafeței discului, atunci când este trasă în apropierea spațiului capului, este expusă unui câmp magnetic, atunci domeniile sunt aliniate într-o anumită direcție și câmpurile lor magnetice nu se mai anulează reciproc. Ca urmare, în această zonă apare magnetizare reziduală, care poate fi detectată ulterior. În termeni științifici, putem spune: fluxul magnetic rezidual format de o zonă dată a suprafeței discului devine diferit de zero.

Citire/scriere modele de cap

Pe măsură ce tehnologia unităților de disc a evoluat, la fel au evoluat și designul capetelor de citire/scriere. Primele capete erau miezuri cu înfășurări (electromagneți). Conform standardelor moderne, dimensiunea lor era enormă, iar densitatea lor de înregistrare extrem de scăzută. De-a lungul anilor, modelele capetelor au parcurs un drum lung de la primele capete cu miez de ferită la tipurile de astăzi.

Cele mai utilizate capete sunt următoarele patru tipuri:

• ferită;
• cu metal în gol (MIG);
• peliculă subțire (TF);
• magnetorezistiv (MR);
• magnetorezistiv gigant (GMR).
• Capete de ferită

Capetele clasice de ferită au fost utilizate pentru prima dată în unitatea IBM Winchester 30-30. Miezurile lor sunt făcute din ferită presată (pe bază de oxid de fier). Câmpul magnetic din decalaj apare atunci când curentul electric trece prin înfășurare. La rândul său, atunci când intensitatea câmpului magnetic se modifică în apropierea golului din înfășurare, este indusă o forță electromotoare. Astfel, capul este universal, adică. poate fi folosit atât pentru scris, cât și pentru citit. Dimensiunile și greutatea capetelor de ferită sunt mai mari decât cele cu film subțire; deci pentru a le preveni contacte nedorite cu suprafetele discurilor, trebuie sa mariti decalajul.

În timpul existenței capetelor de ferită, designul lor original (monolitic) a fost îmbunătățit semnificativ. În special, au fost dezvoltate așa-numitele capete de ferită de sticlă (compozit), al căror miez mic de ferită este instalat într-o carcasă ceramică. Lățimea miezului și decalajul magnetic al unor astfel de capete este mai mică, ceea ce permite creșterea densității pistelor de înregistrare. În plus, sensibilitatea lor la interferența magnetică externă este redusă.

• Capete cu metal în gol

Capetele Metal-In-Gap (MIG) sunt rezultatul îmbunătățirilor aduse designului capului de ferită compozită. În astfel de capete, golul magnetic situat în spatele miezului este umplut cu metal. Datorită acestui fapt, tendința materialului de miez la saturație magnetică este redusă semnificativ, ceea ce face posibilă creșterea inducției magnetice în spațiul de lucru și, prin urmare, scrierea pe disc cu o densitate mai mare. În plus, gradientul câmpului magnetic creat de cap cu metalul în gol este mai mare, ceea ce înseamnă că pe suprafața discului se formează zone magnetizate cu limite mai clar definite (lățimea zonelor de schimbare a semnului scade) .

Aceste capete permit utilizarea mediilor cu coercivitate ridicată și un strat de lucru subțire. Prin reducerea masei totale și îmbunătățirea designului, astfel de capete pot fi amplasate mai aproape de suprafața suportului.

Capetele cu metal în gol sunt de două tipuri: cu o singură față și cu două fețe (adică, cu una și două goluri metalizate). În capete cu o singură față, stratul de aliaj magnetic este situat numai în spațiul din spate (nefuncțional), iar în capete cu două fețe - în ambele. Stratul metalic este aplicat prin depunere sub vid. Inducerea de saturație a unui aliaj magnetic este aproximativ de două ori mai mare decât a feritei, care, așa cum sa menționat deja, permite înregistrarea pe medii cu forță coercitivă mare, care sunt utilizate în unități de mare capacitate. Capetele cu două fețe sunt mai bune decât capetele cu o singură față în acest sens.

• Capete de peliculă subțire

Capetele cu film subțire (TF) sunt produse folosind aproape aceeași tehnologie ca și circuitele integrate, de exemplu. prin fotolitografie. Câteva mii de capete pot fi „imprimate” simultan pe un substrat, rezultând capete mici și ușoare.

Distanța de lucru în capetele cu peliculă subțire poate fi făcută foarte îngustă, iar lățimea acestuia este ajustată în timpul procesului de producție prin construirea de straturi suplimentare de aliaj de aluminiu nemagnetic. Aluminiul umple complet golul de lucru și îl protejează bine de deteriorare (așchii de margini) din cauza contactului accidental cu discul. Miezul în sine este format dintr-un aliaj de fier și nichel, a cărui inducție de saturație este de 2-4 ori mai mare decât cea a feritei.

Zonele de magnetizare reziduală de pe suprafața discului formate din capete cu peliculă subțire au limite clar definite, ceea ce face posibilă realizarea unor densitate mareînregistrări. Datorită greutății ușoare și dimensiunilor reduse ale capetelor, spațiul dintre acestea și suprafețele discurilor poate fi redus semnificativ în comparație cu capetele de ferită și MIG: în unele unități valoarea sa nu depășește 0,05 microni. Ca rezultat, în primul rând, magnetizarea reziduală a zonelor suprafeței purtătorului crește și, în al doilea rând, amplitudinea semnalului crește și raportul semnal-zgomot în modul de citire se îmbunătățește, ceea ce afectează în cele din urmă fiabilitatea înregistrării și citirii datelor. .

În prezent, capetele cu peliculă subțire sunt folosite în majoritatea unităților de mare capacitate, în special la modelele de dimensiuni mici, având practic capetele înlocuite cu metal în gol. Designul și caracteristicile lor se îmbunătățesc constant, dar cel mai probabil vor fi înlocuite cu capete magnetorezistive în viitorul apropiat.

• Capete magnetorezistive

Capetele magnetorezistive (MR) au apărut relativ recent. Acestea au fost dezvoltate de IBM și permit obținerea celor mai mari densități de înregistrare și performanță a drive-ului. Pentru prima dată, capete magnetorezistive au fost instalate într-un drive on hard disk-uri cu o capacitate de 1 GB (3,5″) de la IBM în 1991.

Toate capetele sunt detectoare, adică. înregistrați modificările din zonele de magnetizare și transformați-le în semnale electrice care pot fi interpretate ca date. Cu toate acestea, există o problemă cu înregistrarea magnetică: atunci când domeniile magnetice ale suportului media sunt reduse, nivelul semnalului de cap scade și există posibilitatea de a confunda zgomotul cu un semnal „real”. Pentru a rezolva această problemă, este necesar să existe un cap de citire eficient, care să poată determina mai fiabil prezența unui semnal.

Capetele magnetorezistive sunt mai scumpe și mai complexe decât alte tipuri de capete, deoarece designul lor conține elemente suplimentare și proces tehnologic include mai mulți pași suplimentari. Următoarele sunt principalele diferențe dintre capetele magnetorezistive și cele convenționale:

• fire suplimentare trebuie conectate la acestea pentru a furniza curent de măsurare senzorului rezistiv;
• 4–6 măști suplimentare (șabloane foto) sunt utilizate în timpul procesului de producție;
• Datorită sensibilității lor ridicate, capetele magnetorezistive sunt mai susceptibile la câmpurile magnetice externe, așa că trebuie protejate cu grijă.

În toate capetele discutate anterior, același decalaj „a funcționat” în timpul procesului de scriere și citire, iar în capul magnetorezistiv există două dintre ele - fiecare pentru propria sa funcționare. Când proiectați capete cu un singur spațiu de lucru, trebuie să faceți un compromis atunci când alegeți lățimea acestuia. Faptul este că, pentru a îmbunătăți parametrii capului în modul de citire, este necesar să se reducă lățimea decalajului (pentru a crește rezoluția), iar la scriere, decalajul trebuie să fie mai larg, deoarece în acest caz fluxul magnetic pătrunde în stratul de lucru la o adâncime mai mare („magnetizarea” acestuia pe toată grosimea). În capete magnetorezistive cu două goluri, fiecare spațiu poate avea o lățime optimă. O altă caracteristică a capetelor luate în considerare este că partea lor de înregistrare (film subțire) formează piste mai largi pe disc decât este necesar pentru funcționarea unității de citire (magnetorrezistiv). În acest caz, capul de citire „colectează” mai puține interferențe magnetice de la pistele adiacente.

• Capete magnetorezistive gigantice

În 1997, IBM a anunțat un nou tip de cap magnetorezistiv, care era mult mai sensibil. Au fost numite capete magnetorezistive gigant (Giant Magnetoresistive - GMR). Ei au primit acest nume pe baza efectului folosit (deși au fost mai mici ca dimensiuni decât capetele magnetorezistive standard). Efectul GMR a fost descoperit în 1988 în cristale plasate într-un câmp magnetic foarte puternic (de aproximativ 1.000 de ori câmpul magnetic folosit în hard disk-uri).

Metode de codificare a datelor

Datele de pe mediile magnetice sunt stocate în formă analogică. În același timp, datele în sine sunt prezentate în formă digitală, deoarece este o secvență de zerouri și unu. La înregistrare, informațiile digitale care intră în capul magnetic creează domenii magnetice cu polaritatea corespunzătoare pe disc. Dacă un semnal pozitiv ajunge la cap în timpul înregistrării, domeniile magnetice sunt polarizate într-o direcție, iar dacă este negativ, în direcția opusă. Când se schimbă polaritatea semnalului înregistrat, se schimbă și polaritatea domeniilor magnetice.

Dacă în timpul redării capul înregistrează un grup de domenii magnetice de aceeași polaritate, acesta nu generează niciun semnal; laserul are loc numai atunci când capul detectează o modificare a polarității. Aceste momente de schimbare a polarității se numesc schimbări de semn. Fiecare schimbare de semn face ca capul de citire să producă un impuls de tensiune; Aceste impulsuri sunt pe care dispozitivul le înregistrează în timpul citirii datelor. Dar, în același timp, capul de citire nu generează exact semnalul care a fost înregistrat; de fapt, creează o serie de impulsuri, fiecare dintre ele corespunzând momentului schimbării semnului.

Pentru a poziționa optim impulsurile în semnalul de înregistrare, datele brute sunt trecute printr-un dispozitiv special numit encoder/decoder. Acest dispozitiv convertește datele binare în semnale electrice care sunt optimizate pentru plasarea zonelor de schimbare a caracterelor pe pista de înregistrare. În timpul citirii, codificatorul/decodorul efectuează o conversie inversă: reconstruiește secvența de date binare din semnal. De-a lungul anilor, au fost dezvoltate mai multe metode de codificare a datelor, scopul principal al dezvoltatorilor fiind acela de a obține eficiență și fiabilitate maximă în înregistrarea și citirea informațiilor.

Când lucrați cu date digitale, sincronizarea este de o importanță deosebită. Când citiți sau scrieți, este foarte important să determinați cu exactitate momentul fiecărei schimbări de caracter. Dacă nu există sincronizare, atunci momentul schimbării semnului poate fi determinat incorect, ducând la pierderea sau denaturarea inevitabile a informațiilor. Pentru a preveni acest lucru, funcționarea dispozitivelor de transmisie și recepție trebuie să fie strict sincronizată. Există două moduri de a rezolva această problemă. Mai întâi, sincronizați funcționarea a două dispozitive prin transmiterea unui semnal de sincronizare special (sau semnal de ceas) pe un canal de comunicație separat. În al doilea rând, combinați semnalul de ceas cu semnalul de date și transmiteți-le împreună pe un canal. Aceasta este tocmai esența majorității metodelor de codificare a datelor.

Deși au fost dezvoltate o mare varietate de metode, doar trei dintre ele sunt utilizate efectiv astăzi:

• modulație de frecvență (FM);
• modulație de frecvență modificată (MFM);
• Codare Limita Lungimei Înregistrării (RLL).

Modulația de frecvență (FM)

Metoda de codare FM (Frequency Modulation) a fost dezvoltată mai întâi și a fost folosită pentru așa-numita înregistrare pe dischetă cu densitate unică la primele PC-uri. Capacitatea unor astfel de dischete cu o singură față era de numai 80 KB. Înregistrarea cu modulație de frecvență a fost folosită în multe dispozitive în anii 1970, dar acum a fost complet abandonată.

Modulație de frecvență modificată (MFM)

Scopul principal al dezvoltatorilor metodei MFM (Modified Frequency Modulation) a fost reducerea numărului de zone de schimbare a semnelor pentru înregistrarea aceleiași cantități de date în comparație cu codificarea FM și, în consecință, creșterea capacității potențiale a purtătorului. Cu această metodă de înregistrare, numărul de zone de schimbare a semnelor utilizate numai pentru sincronizare este redus. Tranzițiile de sincronizare sunt scrise numai la începutul celulelor cu un bit de date zero și numai dacă este precedat de un bit zero. În toate celelalte cazuri, nu se formează o zonă de schimbare a semnelor de sincronizare. Datorită acestei reduceri a numărului de zone de schimbare a semnelor cu aceeași densitate admisă a plasării lor pe disc, capacitatea de informare se dublează în comparație cu înregistrarea folosind metoda FM.

Acesta este motivul pentru care discurile înregistrate folosind metoda MFM sunt adesea numite discuri cu dublă densitate. Deoarece cu metoda de înregistrare luată în considerare, același număr de zone de schimbare a semnelor reprezintă de două ori mai multe date „utile” decât în ​​cazul codării FM, viteza de citire și scriere a informațiilor pe suport se dublează, de asemenea.

Codare Limită Lungimei Înregistrării (RLL).

Astăzi, cea mai populară metodă de codare este cu o limitare a lungimii câmpului de înregistrare (Run Length Limited - RLL). Vă permite să plasați de o ori și jumătate mai multe informații pe disc decât atunci când înregistrați folosind metoda MFM și de trei ori mai multe decât cu codarea FM. Când se utilizează această metodă, nu sunt codificați biții individuali, ci grupuri întregi, rezultând în crearea anumitor secvențe de zone de schimbare a semnelor.

Metoda RLL a fost dezvoltată de IBM și a fost folosită pentru prima dată în unitățile de disc ale mașinilor mari. La sfârșitul anilor 1980, a început să fie folosit în hard disk-urile PC-urilor, iar astăzi este folosit în aproape toate PC-urile.

Măsurarea capacității de stocare

În decembrie 1998, Comisia Electrotehnică Internațională (IEC), care se ocupă de standardizarea în domeniul ingineriei electrice, a introdus ca standard oficial un sistem de nume și simboluri pentru unitățile de măsură pentru utilizare în domeniul prelucrării și comunicării datelor. Până de curând, cu utilizarea simultană a sistemelor de măsurare zecimală și binară, un megaoctet putea fi egal cu 1 milion de octeți (106) sau 1.048.576 de octeți (220). Abrevierile standard ale unităților utilizate pentru măsurarea capacității dispozitivelor magnetice și a altor dispozitive de stocare sunt date în tabel. 1.

Conform noului standard, 1 MiB (mebibyte) conține 220 (1.048.576) octeți, iar 1 MB (megabyte) conține 106 (1.000.000) octeți. Din păcate, nu există metoda general acceptata distinge multipli binari de unitățile zecimale. Cu alte cuvinte, abrevierea engleză MB (sau M) poate însemna fie milioane de octeți, fie megaocteți.

De obicei, capacitatea de memorie este măsurată în unități binare, dar capacitatea de stocare este măsurată atât în ​​unități zecimale, cât și în unități binare, ceea ce duce adesea la neînțelegeri. De asemenea, rețineți că în versiunea în limba engleză, biții și octeții diferă în cazul primei litere (pot fi litere mici sau mari). De exemplu, atunci când se indică milioane de biți, se folosește un „b” minuscul, rezultând că unitatea de milioane de biți pe secundă este Mbps, în timp ce MBps înseamnă milioane de octeți pe secundă.

Ce s-a întâmplat HDD

Cea mai necesară și în același timp cea mai misterioasă componentă a unui computer este hard disk-ul. După cum știți, este conceput pentru a stoca date, iar consecințele eșecului său sunt adesea catastrofale. Pentru a funcționa corect sau a face upgrade la computer, trebuie să înțelegeți bine ce este - un hard disk.

Elementele principale ale unității sunt mai multe plăci rotunde din aluminiu sau sticloase necristaline. Spre deosebire de dischete (dischete), acestea nu pot fi îndoite; de unde şi numele hard disk (Fig. 4). În majoritatea dispozitivelor, acestea nu sunt detașabile, așa că uneori astfel de unități sunt numite discuri fixe. Există, de asemenea, unități cu discuri amovibile, cum ar fi dispozitivele Iomega Zip și Jaz.

Ultimele realizări

În aproape 20 de ani de când hard disk-urile au devenit componente comune ale computerelor personale, parametrii acestora s-au schimbat radical. Pentru a da o idee despre cât de departe a ajuns procesul de îmbunătățire a hard disk-urilor, iată cele mai izbitoare fapte.

Capacitatea maximă a unităților de 5,25 inchi a crescut de la 10 MB (1982) la 180 GB și mai mult pentru unitățile de 3,5 inchi la jumătate de înălțime (Seagate Barracuda 180). Capacitatea unităților de 2,5 inchi cu o înălțime de cel mult 12,5 mm, care sunt utilizate în computerele laptop, a crescut la 32 GB (IBM Travelstar 32GH). Hard disk-urile cu o capacitate mai mică de 10 GB practic nu sunt folosite în computerele desktop moderne.

Vitezele de transfer de date au crescut de la 85–102 KB/s în computerul IBM XT (1983) la 51,15 MB/s în cele mai rapide sisteme (Seagate Cheetah 73LP).

Timpul mediu de căutare (adică timpul necesar pentru a instala capul pe pista dorită) a scăzut de la 85 ms în computerul IBM XT (1983) la 4,2 ms într-una dintre cele mai rapide unități disponibile în prezent (Seagate Cheetah X15).

În 1982, o unitate de 10 MB costa mai mult de 1.500 USD (150 USD per megaoctet). În prezent, costul hard disk-urilor a scăzut la jumătate de cent pe megaoctet.

Cum funcționează hard disk-urile

În hard disk-urile, datele sunt scrise și citite de capete universale de citire/scriere de pe suprafața discurilor magnetice rotative, împărțite în piste și sectoare (512 octeți fiecare), așa cum se arată în Fig. 5.

Unitățile au, de obicei, mai multe discuri instalate, iar datele sunt scrise pe ambele părți ale fiecărui disc. Majoritatea unităților au cel puțin două sau trei discuri (permițând înregistrarea pe patru sau șase părți), dar există și dispozitive care conțin până la 11 sau mai multe discuri. Senile de același tip (localizate identic) pe toate părțile discurilor sunt combinate într-un cilindru (Fig. 6). Fiecare parte a discului are propria pista de citire/scriere, dar toate capetele sunt montate pe o tijă comună, sau rack. Prin urmare, capetele nu se pot mișca independent unele de altele și se mișcă doar sincron.

Hard disk-urile se rotesc mult mai repede decât unitățile de dischetă. Frecvența lor de rotație, chiar și în majoritatea primelor modele, a fost de 3.600 rpm (adică, de 10 ori mai mult decât într-o unitate de dischetă) și până de curând era aproape standardul pentru hard disk. Dar în zilele noastre viteza de rotație a hard disk-urilor a crescut. De exemplu, într-un laptop Toshiba, un disc de 3,3 GB se rotește la 4.852 rpm, dar există deja modele cu frecvențe de 5.400, 5.600, 6.400, 7.200, 10.000 și chiar 15.000 rpm. Viteza unui anumit hard disk depinde de viteza de rotație a acestuia, de viteza de mișcare a sistemului de cap și de numărul de sectoare de pe pistă.

În timpul funcționării normale a unui hard disk, capetele de citire/scriere nu ating (și nu ar trebui să atingă!) discurile. Dar când alimentarea este oprită și discurile se opresc, ele se scufundă la suprafață. În timpul funcționării dispozitivului, între cap și suprafața discului rotativ se formează un spațiu de aer foarte mic (pernă de aer). Dacă o fărâmă de praf intră în acest spațiu sau are loc un șoc, capul se va „ciobi” cu discul care se rotește „la viteză maximă”. Dacă impactul este suficient de puternic, capul se va rupe. Consecințele acestui lucru pot fi diferite - de la pierderea mai multor octeți de date până la defecțiunea întregii unități. Prin urmare, în majoritatea unităților, suprafețele discurilor magnetice sunt aliate și acoperite cu lubrifianți speciali, ceea ce permite dispozitivelor să reziste la „decolări” și „aterizări” zilnice ale capetelor, precum și la șocuri mai grave.

Orez. 6. Cilindru hard disk

Piese și sectoare

O pistă este un „inel” de date pe o parte a discului. O pistă de înregistrare de pe un disc este prea mare pentru a fi folosită ca unitate de stocare. În multe unități, capacitatea sa depășește 100 de mii de octeți, iar alocarea unui astfel de bloc pentru a stoca un fișier mic este extrem de irosită. Prin urmare, piesele de pe disc sunt împărțite în secțiuni numerotate numite sectoare.

Numărul de sectoare poate varia în funcție de densitatea pistei și tipul de unitate. De exemplu, o pistă de dischetă poate conține de la 8 la 36 de sectoare, iar o pistă de hard disk poate conține de la 380 la 700. Sectoarele create folosind programe standard formatarea au o capacitate de 512 octeți, dar este posibil ca această valoare să se schimbe în viitor.

Numerotarea sectoarelor de pe o pistă începe de la unu, spre deosebire de capete și cilindri, care se numără de la zero. De exemplu, o dischetă HD (de înaltă densitate) de 3,5 inchi (capacitate 1,44 MB) conține 80 de cilindri, numerotați de la 0 la 79, unitatea are două capete (numerotate 0 și 1) și fiecare pistă de cilindru este împărțită în 18 sectoare ( 1–18).

La formatarea unui disc, sunt create zone suplimentare la începutul și la sfârșitul fiecărui sector pentru a-și înregistra numerele, precum și alte informații de serviciu, datorită cărora controlerul identifică începutul și sfârșitul sectorului. Acest lucru vă permite să distingeți între capacitatea discului neformatat și formatat. După formatare, capacitatea discului scade și trebuie să suportați acest lucru, deoarece pentru a asigura funcționarea normală a unității, trebuie rezervat spațiu pe disc pentru informațiile de service.

La începutul fiecărui sector se scrie antetul (sau porțiunea de prefix), care determină începutul și numărul sectorului, iar la sfârșit - concluzia (sau porțiunea de sufix), în care verifica suma(sumă de control), necesară pentru a verifica integritatea datelor. Majoritatea unităților noi folosesc așa-numita înregistrare No-ID în loc de antet, care poate stoca o cantitate mai mare de date. Pe lângă zonele de informații de serviciu indicate, fiecare sector conține o zonă de date cu o capacitate de 512 octeți.

Pentru claritate, imaginați-vă că sectoarele sunt pagini dintr-o carte. Fiecare pagină conține text, dar nu umple întreg spațiul paginii, deoarece are margini (sus, jos, dreapta și stânga). Marginile conțin informații de serviciu, cum ar fi numele capitolelor (în analogia noastră, acestea vor corespunde numerelor de pistă și cilindru) și numere de pagină (care corespund numerelor de sector). Zonele de pe un disc, similare cu marginile unei pagini, sunt create atunci când discul este formatat; În același timp, în ele sunt înregistrate și informații despre service. În plus, în timpul formatării discului, zonele de date ale fiecărui sector sunt umplute cu valori fictive. După formatarea discului, puteți scrie informații în zona de date ca de obicei. Informațiile conținute în anteturile sectorului și concluziile nu se modifică în timpul operațiunilor normale de scriere a datelor. Îl poți schimba doar reformatând discul.

Formatarea discurilor

Există două tipuri de formatare a discului:

• fizice sau formatare nivel scăzut;
• formatare logică sau de nivel înalt.

La formatarea dischetelor folosind programul Windows Explorer Comenzile 9x sau DOS FORMAT efectuează ambele operații, dar pentru hard disk-urile aceste operațiuni trebuie efectuate separat. Mai mult, pentru un hard disk există o a treia etapă care se realizează între cele două operațiuni de formatare specificate - partiționarea discului. Crearea partițiilor este absolut necesară dacă intenționați să utilizați mai multe sisteme de operare pe un computer. Formatarea fizică se face întotdeauna în același mod, indiferent de proprietăți sistem de operareși opțiuni de formatare la nivel înalt (care pot varia între sistemele de operare). Acest lucru vă permite să combinați mai multe sisteme de operare pe un hard disk.

Când organizați mai multe partiții pe o singură unitate, fiecare dintre ele poate fi utilizată pentru a rula propriul sistem de operare sau pentru a reprezenta un volum separat sau o unitate logică. Un volum, sau o unitate logică, este ceva căruia sistemul îi atribuie o literă de unitate.

Prin urmare, formatare hard discul se realizează în trei etape.

1. Formatare la nivel scăzut.
2. Organizarea partițiilor pe disc.
3. Formatare la nivel înalt.

Formatare la nivel scăzut

În timpul formatării la nivel scăzut, piesele de pe un disc sunt împărțite în sectoare. În acest caz, se înregistrează anteturile și concluziile sectoarelor (prefixe și sufixe) și se formează intervalele dintre sectoare și piese. Zona de date a fiecărui sector este umplută cu valori fictive sau seturi speciale de date de testare. În unitățile de dischetă, numărul de sectoare pe pistă este determinat de tipul de dischetă și unitate; Numărul de sectoare de pe o pistă de hard disk depinde de interfața unității și a controlerului.

Aproape toate unitățile IDE și SCSI folosesc așa-numita înregistrare de zonă cu un număr variabil de sectoare pe pistă. Căile care sunt mai îndepărtate de centru și, prin urmare, mai lungi, conțin un număr mai mare de sectoare decât cele apropiate de centru. O modalitate de a crește capacitatea unui hard disk este să împărțiți cilindrii exteriori în cantitate mare sectoare comparativ cu cilindrii interiori. În teorie, cilindrii exteriori pot deține mai multe date, deoarece au o circumferință mai mare. Cu toate acestea, la unitățile care nu folosesc metoda de înregistrare a zonei, toți cilindrii conțin aceeași cantitate de date, chiar dacă circumferința cilindrilor exteriori poate fi de două ori mai mare decât a celor interiori. Ca urmare, spațiul pistelor externe se pierde, deoarece este utilizat extrem de ineficient (Fig. 7).

În înregistrarea zonelor, cilindrii sunt împărțiți în grupuri numite zone și, pe măsură ce vă deplasați spre marginea exterioară a discului, piesele sunt împărțite într-un număr tot mai mare de sectoare. În toți cilindrii care aparțin aceleiași zone, numărul de sectoare de pe șine este același. Numărul posibil de zone depinde de tipul de unitate; în majoritatea dispozitivelor există 10 sau mai multe dintre ele (Fig. 8).

Orez. 7. Înregistrare standard: numărul de sectoare este același pe toate piesele Orez. 8. Înregistrare zone: numărul de sectoare de pe piese se modifică pe măsură ce vă deplasați din centrul discului

O altă proprietate a înregistrării zonelor este că viteza schimbului de date cu unitatea poate varia și depinde de zona în care se află capetele la un moment dat. Acest lucru se întâmplă deoarece există mai multe sectoare în zonele exterioare, iar viteza unghiulară de rotație a discului este constantă (adică viteza liniară de mișcare a sectoarelor în raport cu capul la citirea și scrierea datelor pe pistele exterioare este mai mare. decât pe cele interioare).

Organizarea partițiilor de disc

Când un disc este împărțit în zone numite partiții, fiecare dintre ele poate crea Sistemul de fișiere, care corespunde unui anumit sistem de operare. Astăzi, sistemele de operare folosesc cel mai adesea trei sisteme de fișiere.

FAT (File Allocation Table - tabel de alocare a fișierelor). Acesta este sistemul de fișiere standard pentru DOS, Windows 9x și Windows NT. În partițiile FAT sub DOS, lungimea permisă a numelor de fișiere este de 11 caractere (8 caractere ale numelui în sine și 3 caractere de extensie), iar dimensiunea volumului (discului logic) este de până la 2 GB. În Windows 9x și Windows NT 4.0 și o versiune ulterioară, lungimea permisă a numelor fișierelor este de 255 de caractere.

FAT32 (File Allocation Table, 32-bit - 32-bit file allocation table). Folosit cu Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 și Windows 2000. În tabelele FAT, 32 de celule de alocare corespund numerelor de 32 de biți. Cu această structură de fișiere, dimensiunea volumului (discului logic) poate ajunge la 2 TB (2.048 GB).

NTFS (sistem de fișiere Windows NT - fișier sistem Windows NT). Disponibil numai pe sistemul de operare Windows NT/2000. Numele fișierelor pot avea până la 256 de caractere, iar dimensiunea partiției (teoretic) este de 16 EB (16 x 1018 octeți). NTFS oferă caracteristici suplimentare caracteristici care nu sunt furnizate de alte sisteme de fișiere, cum ar fi caracteristicile de securitate.

Sistemul de fișiere FAT este în prezent cel mai utilizat, deoarece este suportat de majoritatea sistemelor de operare existente.

Crearea partițiilor pe disc se realizează folosind programul FDISK furnizat cu sistemul de operare, cu ajutorul căruia puteți selecta (atât în ​​megaocteți, cât și în procente) dimensiunea partițiilor principale și suplimentare. Nu există reguli stricte pentru crearea partițiilor de disc - trebuie să țineți cont de dimensiunea discului, precum și de sistemul de operare pe care îl instalați.

După crearea partițiilor, trebuie să efectuați formatarea la nivel înalt folosind instrumentele sistemului de operare.

Formatare la nivel înalt

Cu formatare la nivel înalt, sistemul de operare (Windows 9x, Windows NT sau DOS) creează structuri pentru lucrul cu fișiere și date. Fiecare partiție (disc logic) conține sectorul de încărcare a volumului (Volume Boot Sector - VBS), două copii ale tabelului de alocare a fișierelor (FAT) și directorul rădăcină (Root Directory). Folosind aceste structuri de date, sistemul de operare alocă spațiu pe disc, urmărește locația fișierelor și chiar „ocolește” zonele defecte de pe disc pentru a evita problemele.

În esență, formatarea la nivel înalt nu este atât de mult formatare, cât este crearea unui cuprins pentru disc și a unui tabel de alocare a fișierelor. Formatarea adevărată este formatarea la nivel scăzut, care împarte discul în piste și sectoare. Folosind comanda DOS FORMAT, ambele tipuri de formatare sunt efectuate simultan pentru o dischetă și doar formatarea la nivel înalt pentru un hard disk. Pentru a efectua un format de nivel scăzut pe un hard disk, aveți nevoie de un program special, furnizat de obicei de producătorul unității.

Ansambluri de bază de hard disk

Există multe tipuri variate hard disk-uri, dar aproape toate constau din aceleași componente de bază. Designul acestor unități și calitatea materialelor utilizate pot fi diferite, dar caracteristicile lor de bază de performanță și principiile de funcționare sunt aceleași. Elementele de design de bază ale unei unități HDD tipice (Figura 9) includ următoarele:

• discuri;
• capete de citire/scriere;
• mecanism de antrenare a capului;
• motor unitate de disc;
• placă de circuit imprimat cu circuite de control;
• cabluri și conectori;
• elemente de configurare (jumpere și comutatoare).

Discurile, motorul unității de disc, capetele și mecanismul de antrenare a capului sunt de obicei găzduite într-o carcasă etanșă numită HDA (ansamblu disc principal). De obicei, acest bloc este tratat ca un singur nod; nu se deschide aproape niciodată. Alte componente care nu sunt incluse în unitatea HDA (PCB, ramă, elemente de configurare și piese de montare) sunt detașabile.

Discuri

De obicei, o unitate conține unul sau mai multe discuri magnetice. De-a lungul anilor, au fost stabilite o serie de dimensiuni standard de unități, care sunt determinate în principal de dimensiunea discurilor, și anume:

• 5,25 inchi (de fapt 130 mm, sau 5,12 inchi);
• 3,5 inchi (de fapt 95 mm, sau 3,74 inchi);
• 2,5 inchi (de fapt 65 mm, sau 2,56 inchi);
  • 1 inch (de fapt 34 mm, sau 1,33 inci).

Există, de asemenea, unități cu dimensiuni mai mari ale discurilor, cum ar fi 8 inchi, 14 inchi și chiar mai mari, dar, de regulă, aceste dispozitive nu sunt utilizate în computerele personale. În zilele noastre, unitățile de 3,5 inchi sunt cel mai adesea instalate pe desktop și unele modele portabile, iar dispozitivele de dimensiuni mici (format de 2,5 inchi și mai mici) sunt cel mai adesea instalate în sisteme portabile.

Majoritatea unităților vin cu cel puțin două unități, deși unele modele mai mici au una. Numărul de discuri este limitat de dimensiunile fizice ale unității, și anume de înălțimea carcasei sale. Cel mai mare număr de discuri din unitățile de 3,5 inchi este 11.

Stratul de lucru al discului

Indiferent de materialul folosit ca bază a discului, acesta este acoperit cu un strat subțire de substanță care poate reține magnetizarea reziduală după expunerea la un câmp magnetic extern. Acest strat se numește stratul de lucru sau magnetic și în el sunt stocate informațiile înregistrate. Cele mai comune sunt două tipuri de strat de lucru:

• oxid;
• film subtire.

Stratul de oxid este un strat de polimer umplut cu oxid de fier.

Stratul de lucru cu peliculă subțire este mai subțire, mai puternic, iar calitatea acoperirii sale este mult mai mare. Această tehnologie a stat la baza producției de unități de nouă generație, în care a fost posibilă reducerea semnificativă a decalajului dintre capete și suprafețele discului, ceea ce a făcut posibilă creșterea densității de înregistrare.

Stratul de lucru galvanizat cu peliculă subțire este obținut prin electroliză. Acest lucru se întâmplă în același mod ca atunci când se cromează o bară de protecție a mașinii. Substratul de aluminiu al discului este scufundat succesiv în băi cu diverse soluții, drept urmare este acoperit cu mai multe straturi de peliculă metalică. Stratul de lucru este un strat de aliaj de cobalt de numai aproximativ 1 microinch grosime (aproximativ 0,025 microni).

Capete de citire/scriere

În hard disk-urile, fiecare parte a fiecărei unități are propriul cap de citire/scriere. Toate capetele sunt montate pe un cadru mobil comun și se mișcă simultan.

În fig. Figura 10 prezintă un design standard de actuator cu bobină mobilă.

Când unitatea este oprită, capetele ating discurile sub acțiunea arcurilor. Când discurile se învârt, presiunea aerodinamică de sub capete crește și acestea se desprind de pe suprafețele de lucru („fly up”). Când discul se rotește la viteză maximă, distanța dintre el și capete poate fi de 0,5-5 microinchi (0,01-0,5 µm) sau chiar mai mult.

Orez. 10. Capete de citire/scriere și acționare rotativă a bobinei mobile

Mecanisme de antrenare a capului

Poate că o parte și mai importantă a unității decât capetele în sine este mecanismul care le pune în poziția dorită și se numește antrenare a capului. Cu ajutorul acestuia, capetele se deplasează din centru spre marginile discului și sunt instalate pe un anumit cilindru. Există multe modele de mecanisme de acționare, dar acestea pot fi împărțite în două tipuri principale:

• cu motor pas cu pas;
• cu bobină mobilă.

Tipul de unitate determină în mare măsură viteza și fiabilitatea unității, fiabilitatea citirii datelor, stabilitatea temperaturii acesteia și sensibilitatea la alegerea poziției de operare și vibrații. Să spunem imediat că unitățile cu unități bazate pe motoare pas cu pas sunt mult mai puțin fiabile decât dispozitivele cu unități cu bobine mobile.

Acționare cu motor pas cu pas

Un motor pas cu pas este un motor electric al cărui rotor se poate roti doar în trepte, adică. într-un unghi strict definit. Dacă rotiți manual arborele acestuia, puteți auzi clicuri ușoare (sau zgomote de trosnet când se rotesc rapid) care apar de fiecare dată când rotorul trece de o altă poziție fixă.

Acționare cu bobină mobilă

O unitate de bobină mobilă este utilizată în aproape toate unitățile moderne. Spre deosebire de sistemele de motoare pas cu pas, care mișcă capetele orbește, o bobină mobilă de antrenare utilizează un semnal de feedback pentru a determina cu precizie pozițiile capetelor în raport cu pistele și pentru a le ajusta dacă este necesar. Acest sistem permite o viteză, precizie și fiabilitate mai mari decât un motor pas cu pas tradițional.

Acționarea bobinei mobile funcționează pe principiul electromagnetismului. Există două tipuri de mecanisme de antrenare a bobinei mobile:

• liniar;
• cotitură.

Aceste tipuri diferă doar prin aranjarea fizică a magneților și bobinelor.

O unitate liniară mișcă capetele în linie dreaptă, strict de-a lungul liniei de rază a discului. Bobinele sunt situate în golurile magneților permanenți. Principalul avantaj al unei acționări liniare este că utilizarea sa nu provoacă erori azimutale caracteristice unui antrenament rotativ. (Azimutul este înțeles ca unghiul dintre planul golului de lucru al capului și direcția pistei de înregistrare.) La trecerea de la un cilindru la altul, capetele nu se rotesc și azimutul lor nu se modifică.

Cu toate acestea, unitatea liniară are un dezavantaj semnificativ: designul său este prea masiv. Pentru a îmbunătăți performanța conducerii, trebuie să reduceți greutatea mecanismului de antrenare și a capetelor în sine. Cu cât mecanismul este mai ușor, cu atât accelerația se poate deplasa de la un cilindru la altul. Unitățile liniare sunt mult mai grele decât cele rotative, deci nu sunt utilizate în sistemele de acţionare moderne.

O acționare rotativă funcționează pe același principiu ca o acționare liniară, dar în ea capetele brațelor de cap sunt atașate la o bobină mobilă. Pe măsură ce bobina se mișcă în raport cu magnetul permanent, pârghiile de mișcare a capului se rotesc, mișcând capetele spre axă sau spre marginile discurilor. Datorită masei sale reduse, un astfel de design se poate deplasa cu accelerații mari, ceea ce poate reduce semnificativ timpul de acces la date. Mișcarea rapidă a capetelor este facilitată și de faptul că brațele pârghiilor sunt realizate diferit: cel pe care sunt montate capetele este mai lung.

Dezavantajele acestei acționări includ faptul că capetele se rotesc atunci când se deplasează de la cilindrii exteriori la cei interiori și se schimbă unghiul dintre planul golului magnetic al capului și direcția căii. De aceea, lățimea zonei de lucru a discului (zona în care sunt situate piesele) este adesea limitată (astfel încât erorile azimutale inevitabile să rămână în limite acceptabile). În zilele noastre, o acționare rotativă este utilizată în aproape toate antrenările cu bobine mobile.

Parcare automată a capului

Când alimentarea este oprită, pârghiile cu capete sunt coborâte pe suprafețele discurilor. Unitățile sunt capabile să reziste la mii de „decolări” și „aterizări” de capete, dar este de dorit ca acestea să apară în zone special desemnate ale suprafeței discului pe care nu sunt scrise date. În timpul acestor decolări și aterizări, are loc uzura (abraziunea) stratului de lucru, deoarece „nori de praf” constând din particule din stratul de lucru al transportorului zboară de sub capete; Dacă unitatea este zguduită în timpul decolării sau aterizării, probabilitatea de deteriorare a capetelor și discurilor crește semnificativ.

Unul dintre avantajele antrenării cu bobine mobile este parcarea automată a capului. Când alimentarea este pornită, capetele sunt poziționate și menținute în poziție prin interacțiunea câmpurilor magnetice ale bobinei mobile și ale magnetului permanent. Când alimentarea este oprită, câmpul care ține capetele peste un anumit cilindru dispare și acestea încep să alunece necontrolat de-a lungul suprafețelor discurilor care nu s-au oprit încă, ceea ce poate provoca daune. Pentru a preveni posibila deteriorare a sistemului de acţionare, unitatea de cap rotativă este conectată la arcul de retur. Când computerul este pornit, interacțiunea magnetică depășește de obicei elasticitatea arcului. Dar când alimentarea este oprită, capetele se deplasează sub influența unui arc către zona de parcare înainte ca discurile să se oprească. Pe măsură ce viteza de rotație a discurilor scade, capetele „aterizează” cu un trosnet caracteristic în această zonă. Astfel, pentru a activa mecanismul de parcare a capului în unitățile cu bobine mobile, pur și simplu opriți computerul; nici unul programe speciale nu sunt necesare pentru asta. În cazul unei căderi bruște de curent, capetele sunt parcate automat.

Motorul de antrenare

Motorul care antrenează discurile este adesea numit ax. Motorul axului este întotdeauna conectat la axa de rotație a discurilor; pentru aceasta nu se folosesc curele de transmisie sau roți dințate. Motorul trebuie să fie silentios: orice vibrații sunt transmise discurilor și pot duce la erori la citire și scriere.

Turația motorului trebuie să fie strict definită. De obicei variază de la 3.600 la 7.200 rpm sau mai mult și este stabilizat de un circuit de control al motorului cu părere(ajustare automată), permițându-vă să obțineți o precizie ridicată.

Panou de control

Fiecare dispozitiv de stocare, inclusiv hard disk-uri, are cel puțin o placă. Montat pe el circuite electronice pentru a controla motorul axului și acționarea capului, precum și pentru a face schimb de date cu controlerul (prezentat într-o formă predeterminată). În unitățile IDE, controlerul este instalat direct în unitate, în timp ce pentru SCSI trebuie să utilizați o placă de expansiune suplimentară.

Cabluri de acționare și conectori

Majoritatea hard disk-urilor au mai mulți conectori de interfață pentru conectarea la sistem, alimentarea cu energie și, uneori, împământarea șasiului. Majoritatea unităților au cel puțin trei tipuri de conectori:

• conector de interfață (sau conectori);
• stecher;

Conectorii de interfață sunt de cea mai mare importanță deoarece transmit date și comenzi către unitate și înapoi. Multe standarde de interfață prevăd conectarea mai multor unități la un singur cablu (magistrală). Desigur, în acest caz ar trebui să existe cel puțin două dintre ele; V Interfață SCSI Puteți conecta până la șapte unități la un cablu (Wide SCSI-2 acceptă până la 15 dispozitive). Unele standarde (cum ar fi ST-506/412 sau ESDI) au conectori separați pentru semnale de date și de control, astfel încât unitatea și controlerul sunt conectate prin două cabluri, dar majoritatea dispozitivelor ISE și SCSI moderne sunt conectate folosind un singur cablu.

Conectorii de alimentare pentru hard disk-uri sunt de obicei aceleași cu cei pentru unitățile de dischetă. Majoritatea unităților folosesc două tensiuni de alimentare (5 și 12 V), dar modelele mici sunt concepute pentru computere laptop, este suficientă o tensiune de 5 V.

Specificații hard disk

Dacă sunteți pe cale să cumpărați o unitate nouă sau doriți doar să înțelegeți diferențele dintre dispozitivele din diferite familii, comparați parametrii acestora. Mai jos sunt criteriile după care este de obicei evaluată calitatea hard disk-urilor.

• Fiabilitate.
• Performanţă.
• Suspensie rezistenta la socuri.
• Preț.

Fiabilitate

În descrierile unităților puteți găsi un astfel de parametru, cum ar fi timpul mediu dintre defecțiuni (Timpul mediu între defecțiuni - MTBF), care variază de obicei între 20 și 500 de mii de ore sau mai mult. Nu acord niciodată atenție acestor numere pentru că sunt pur teoretice.

INTELIGENT. (Tehnologia de auto-monitorizare, analiză și raportare - tehnologia de autotestare, analiză și raportare) este un nou standard industrial care descrie metode de predicție a apariției erorilor de hard disk. Când sistemul S.M.A.R.T. este activat. Hard diskul începe să monitorizeze anumiți parametri care sunt sensibili la sau indică defecțiuni ale unității. Ca urmare a unei astfel de monitorizări, defecțiunile unității pot fi prezise.

Performanţă

Un parametru important al unui hard disk este performanța acesteia. Această opțiune este pentru diferite modele poate varia foarte mult. Și așa cum se întâmplă adesea, cel mai bun indicator al performanței unui drive este prețul acestuia. Performanța unității poate fi evaluată prin doi parametri:

• timpul mediu de căutare;
• rata de transfer de date.

Timpul mediu de căutare, care este măsurat în milisecunde, se referă la timpul mediu în care capetele se deplasează de la un cilindru la altul (iar distanța dintre acești cilindri poate fi arbitrară). Acest parametru poate fi măsurat efectuând destul de multe operații de căutare pe piese selectate aleatoriu și apoi împărțind timpul total petrecut pe această procedură la numărul de operațiuni efectuate. Rezultatul va fi timpul mediu al unei singure căutări.

Preț

Recent, „costul unitar” al hard disk-urilor a scăzut la 2 cenți pe megaoctet (și chiar mai mic). Costul stocării continuă să scadă, iar după un timp veți crede că chiar și jumătate de cent pe megaoctet este prea scump. Tocmai din cauza prețurilor mai mici, drive-urile cu o capacitate mai mică de 1 GB practic nu sunt acum produse, iar alegerea optimă ar fi o unitate cu o capacitate mai mare de 10 GB.

• capacitatea brută în milioane de octeți;
• capacitate formatată în milioane de octeți;
• capacitatea brută în megaocteți (MB);
• capacitate formatată în megaocteți (MB).

Întrebări pentru autocontrol

1. Ce este o dischetă?
2. Care este esența codificării magnetice a informațiilor binare?
3. Cum funcționează unitățile de dischetă și unitățile de hard disk?
4. Care sunt avantajele și dezavantajele unităților CD?

Grebenyuk E.I., Grebenyuk N.A. Mijloace tehnice de informatizare editura „Academia” - Moscova, 2007 /pp.51-82/

Raport de fizică

pe această temă:

„Înregistrare magnetică.

Suporturi de stocare magnetice”

Tehnologia de înregistrare a informațiilor pe medii magnetice a apărut relativ recent - aproximativ la mijlocul secolului XX (anii 40 - 50). Dar câteva decenii mai târziu - anii 60 - 70 - această tehnologie a devenit foarte răspândită în întreaga lume.

Primul disc de grame s-a născut cu mult timp în urmă. Care a fost folosit ca purtător al diferitelor date sonore - pe el au fost înregistrate diverse melodii muzicale, vorbire umană, cântece.

Tehnologia de înregistrare în sine a fost destul de simplă. Folosind un aparat special, serif, gropi și dungi au fost realizate dintr-un material moale special, vinil. Și din aceasta s-a făcut o înregistrare care putea fi ascultată folosind un dispozitiv special - un fonograf sau un recorder. Fonograful era format din: un mecanism care rotește discul în jurul axei sale, un ac și un tub.

A fost activat mecanismul care a rotit înregistrarea, iar acul a fost plasat pe disc. Acul plutea lin de-a lungul șanțurilor tăiate în disc, producând diverse sunete - în funcție de adâncimea șanțului, lățimea, înclinarea acestuia etc., folosind fenomenul de rezonanță. Și apoi țeava, situată lângă ac însuși, a amplificat sunetul „cioplit” de ac. (Fig. 1)

Aproape același sistem este folosit în dispozitivele moderne de citire a înregistrărilor magnetice (și a fost folosit și înainte). Funcțiile părților componente rămân aceleași, doar componentele în sine s-au schimbat - în loc de discuri de vinil, acum se folosesc benzi cu un strat de particule magnetice pulverizate deasupra; iar în loc de ac - un dispozitiv special de citire. Iar tubul care amplifica sunetul a dispărut complet, iar în locul lui erau difuzoare care foloseau o nouă tehnologie de reproducere și amplificare a vibrațiilor sonore. Și în unele industrii care folosesc medii magnetice (de exemplu, în calculatoare), nevoia de a folosi astfel de tuburi a dispărut.

Banda magnetică constă dintr-o bandă de material dens pe care este pulverizat un strat de materiale feromagnetice. Este pe acest strat că informațiile sunt „rememorate”.

Procesul de înregistrare este, de asemenea, similar cu procesul de înregistrare pe discuri de vinil - folosind inducția magnetică în loc de un dispozitiv special.

Capului este furnizat un curent care antrenează magnetul. Înregistrarea sunetului pe film are loc datorită acțiunii unui electromagnet asupra filmului. Câmpul magnetic al magnetului se modifică în timp odată cu vibrațiile sonore și, datorită acestuia, particulele magnetice mici (domeniile) încep să-și schimbe locația pe suprafața filmului într-o anumită ordine, în funcție de efectul câmpului magnetic asupra lor. creat de electromagnet.

Și la redarea unei înregistrări, se observă procesul de înregistrare inversă: banda magnetizată excită semnale electrice în capul magnetic, care, după amplificare, merg mai departe la difuzor. (Fig. 2)

Datele utilizate în tehnologia calculatoarelor, sunt înregistrate pe suport magnetic în același mod, cu diferența că datele necesită mai puțin spațiu pe bandă decât sunetul. Doar că toate informațiile înregistrate pe un mediu magnetic în computere sunt înregistrate într-un sistem binar - dacă, la citirea de pe mediu, capul „simte” că există un domeniu dedesubt, atunci aceasta înseamnă că valoarea acestei date. este „1”, dacă nu „simți”, atunci valoarea este „0”. Și apoi sistemul informatic convertește datele înregistrate în sistemul binar într-un sistem mai ușor de înțeles pentru oameni.

În zilele noastre există multe tipuri diferite de medii magnetice în lume: dischete pentru computere, casete audio și video, casete cu bobine, hard disk-uri în interiorul computerelor etc.

Dar noi legi ale fizicii sunt descoperite treptat și, odată cu ele, noi posibilități de înregistrare a informațiilor. Deja cu câteva decenii în urmă au apărut mulți purtători de informații, bazați pe o nouă tehnologie - citirea informațiilor folosind lentile și un fascicul laser. Dar oricum, tehnologia de înregistrare magnetică va exista destul de mult timp datorită ușurinței sale de utilizare.

Ce știa primul bărbat? Cum să ucizi un mamut, un bizon sau să prinzi un mistreț. În epoca paleolitică, existau destui pereți de peșteră pentru a înregistra tot ceea ce fusese studiat. Întreaga bază de date peșteră s-ar încadra pe o unitate flash de dimensiunea unui megaoctet. De-a lungul celor 200.000 de ani ai existenței noastre, am aflat despre genomul broaștei africane, rețelele neuronale și nu mai desenăm pe roci. Acum avem discuri și stocare în cloud. Precum și alte tipuri de medii de stocare capabile să stocheze întreaga bibliotecă MSU pe un singur chipset.

Ce este un mediu de stocare

Un mediu de stocare este un obiect fizic ale cărui proprietăți și caracteristici sunt utilizate pentru înregistrarea și stocarea datelor. Exemple de medii de stocare sunt filme, discuri optice compacte, carduri, discuri magnetice, hârtie și ADN. Suporturile de stocare diferă prin principiul de înregistrare:

• tipărite sau chimice cu vopsea: cărți, reviste, ziare;
• magnetice: HDD, dischete;
• optic: CD, Blu-ray;
• electronice: unități flash, unități cu stare solidă.

Stocările de date sunt clasificate în funcție de forma semnalului:

• analog, folosind un semnal continuu pentru înregistrare: casete audio compacte și bobine pentru casetofon;
• digital - cu un semnal discret sub forma unei secvențe de numere: dischete, unități flash.

Primul mediu de stocare

Istoria înregistrării și stocării datelor a început acum 40 de mii de ani, când Homo sapiens a venit cu ideea de a face schițe pe pereții caselor lor. Prima artă rupestră se găsește în Peștera Chauvet din sudul Franței moderne. Galeria conține 435 de desene înfățișând lei, rinoceri și alți reprezentanți ai faunei paleoliticului târziu.

În locul culturii aurignaciane în epoca bronzului, a apărut un tip fundamental nou de purtător de informații - tuppum. Dispozitivul era o farfurie de lut și semăna cu o tabletă modernă. Înregistrările au fost făcute la suprafață folosind un baston de trestie - un stilou. Pentru a preveni spălarea lucrării de ploaie, tuppumii au fost arse. Toate tabletele cu documentație antică au fost atent sortate și depozitate în cutii speciale din lemn.

Muzeul Britanic are un tuppum care conține informații despre o tranzacție financiară care a avut loc în Mesopotamia în timpul domniei regelui Assurbanipal. Un ofițer din alaiul prințului a confirmat vânzarea sclavei Arbela. Tableta conține sigiliul său personal și note despre evoluția operației.

Kipu și papirus

Din mileniul III î.Hr., papirusul a început să fie folosit în Egipt. Datele sunt înregistrate pe foi realizate din tulpinile plantei de papirus. Forma portabilă și ușoară de suport de stocare a înlocuit rapid predecesorul său de lut. Nu numai egiptenii, ci și grecii, romanii și bizantinii au scris pe papirus. În Europa, materialul a fost folosit până în secolul al XII-lea. Ultimul document scris pe papirus a fost decretul papal din 1057.

În același timp cu vechii egipteni, la capătul opus al planetei, incașii au inventat kippa, sau „nodurile vorbitoare”. Informațiile au fost înregistrate prin noduri pe fire de filare. Kipu a păstrat date despre colectarea impozitelor și populația. Probabil că au fost folosite informații non-numerice, dar oamenii de știință încă nu le-au dezlegat.

Hârtie și carduri perforate

Din secolul al XII-lea până la mijlocul secolului al XX-lea, hârtia a fost principalul mediu de stocare a datelor. A fost folosit pentru a crea publicații tipărite și scrise de mână, cărți și mass-media. În 1808, cardurile perforate au început să fie fabricate din carton - primul mediu de stocare digital. Erau foi de carton cu găuri făcute o anumită secvență găuri. Spre deosebire de cărți și ziare, cărțile perforate erau citite mai degrabă de mașini decât de oameni.

Invenția aparține unui inginer american cu rădăcini germane, Herman Hollerith. Autorul și-a folosit pentru prima dată ideea pentru a compila statistici privind mortalitatea și rata natalității la Consiliul de Sănătate din New York. După încercări de încercare, cărțile perforate au fost folosite pentru recensământul american din 1890.

Dar ideea de a face găuri în hârtie pentru a înregistra informații era departe de a fi nouă. În 1800, cărțile perforate au fost introduse în uz de francezul Joseph-Marie Jacquard pentru a controla un țesut de țesut. Prin urmare, descoperirea tehnologică a constat în crearea lui Hollerith nu a cărților perforate, ci a unei mașini de tabulare. Acesta a fost primul pas către citirea și calcularea automată a informațiilor. Compania de mașini de tabelare TMC a lui Herman Hollerith a fost redenumită IBM în 1924.

carduri OMR

Sunt foi de hârtie groasă cu informații înregistrate de oameni sub formă de semne optice. Scannerul recunoaște semnele și prelucrează datele. Cardurile OMR sunt folosite pentru a crea chestionare, teste cu alegere multiplă, buletine și formulare care trebuie completate manual.

Tehnologia se bazează pe principiul întocmirii cardurilor perforate. Dar aparatul nu citește prin găuri, ci umflături sau urme optice. Eroarea de calcul este mai mică de 1%, așa că tehnologia OMR continuă să fie folosită de agențiile guvernamentale, organismele de examinare, loterii și casele de pariuri.

Bandă perforată

Un mediu de stocare digital sub forma unei benzi lungi de hârtie cu găuri. Benzile perforate au fost folosite pentru prima dată de Basile Bouchon în 1725 pentru a controla mașina de țesut și a mecaniza selecția firelor. Dar benzile erau foarte fragile, ușor rupte și în același timp scumpe. Prin urmare, au fost înlocuite cu cărți perforate.

De la sfârșitul secolului al XIX-lea, banda de hârtie perforată a fost utilizată pe scară largă în telegrafie, pentru introducerea datelor în computere în anii 1950 și 1960 și ca suport pentru minicalculatoare și mașini CNC. Acum bobinele cu bandă de hârtie perforată au devenit un anacronism și s-au scufundat în uitare. Suporturile de hârtie au fost înlocuite cu facilități de stocare a datelor mai puternice și mai voluminoase.

Banda magnetica

Debutul benzii magnetice ca mediu de stocare pe computer a avut loc în 1952 pentru aparatul UNIVAC I. Dar tehnologia în sine a apărut mult mai devreme. În 1894, inginerul danez Woldemar Poulsen a descoperit principiul înregistrării magnetice în timp ce lucra ca mecanic pentru Compania de telegraf din Copenhaga. În 1898, omul de știință a întruchipat ideea într-un dispozitiv numit „telegraf”.

Un fir de oțel a trecut între cei doi poli ai unui electromagnet. Înregistrarea informațiilor pe mediu s-a realizat prin magnetizarea neuniformă a oscilațiilor semnalului electric. Waldemar Poulsen și-a brevetat invenția. La Expoziția Mondială din 1900 de la Paris, a avut onoarea să înregistreze vocea împăratului Franz Joseph pe dispozitivul său. Expoziția cu prima înregistrare a sunetului magnetic este încă păstrată la Muzeul Danez de Știință și Tehnologie.

Când brevetul lui Poulsen a expirat, Germania a început să îmbunătățească înregistrarea magnetică. În 1930, sârma de oțel a fost înlocuită cu bandă flexibilă. Decizia de a folosi benzi magnetice aparține dezvoltatorului austro-german Fritz Pfleimer. Inginerul a venit cu ideea de a acoperi hârtie subțire cu pulbere de oxid de fier și de a înregistra prin magnetizare. Casete compacte, casete video și medii moderne de stocare pentru computere personale au fost create folosind film magnetic.

HDD-uri

Un hard disk, HDD sau hard disk este un dispozitiv hardware cu memorie nevolatilă, ceea ce înseamnă că informațiile sunt complet stocate, chiar și atunci când alimentarea este oprită. Este un dispozitiv de stocare secundar format din una sau mai multe plăci pe care datele sunt scrise cu ajutorul unui cap magnetic. HDD-urile sunt înăuntru unitate de sistemîn compartimentul de unitate. Conectează la placa de baza folosind un cablu ATA, SCSI sau SATA și la sursa de alimentare.

Primul hard disk a fost dezvoltat de compania americană IBM în 1956. Tehnologia a fost folosită ca un nou tip de suport de stocare pentru computerul comercial IBM 350 RAMAC. Abrevierea înseamnă „metoda de acces aleatoriu la contabilitate și control”.

Pentru a găzdui dispozitivul în casa ta, ai nevoie de o cameră întreagă. În interiorul discului erau 50 de plăci de aluminiu, de 61 cm în diametru și 2,5 cm lățime. Dimensiunea sistemului de stocare a datelor a fost echivalentă cu două frigidere. Greutatea lui era de 900 kg. Capacitatea RAMAC era de doar 5MB. Un număr amuzant pentru ziua de azi. Dar acum 60 de ani era privită ca tehnologia de mâine. După anunțul dezvoltării, ziarul cotidian al orașului San Jose a lansat un raport intitulat „O mașină cu super memorie!”

Dimensiunile și capacitățile HDD-urilor moderne

Hard disk-ul este un mediu de stocare pentru computer. Folosit pentru a stoca date, inclusiv imagini, muzică, videoclipuri, documente textși orice materiale create sau încărcate. Conțin, de asemenea, fișiere pentru sistemul de operare și software.

Primele hard disk-uri puteau stoca până la câteva zeci de MB. Tehnologia în continuă dezvoltare permite HDD-urilor moderne să stocheze terabytes de informații. Adică aproximativ 400 de filme cu rezoluție medie, 80.000 de melodii în format mp3 sau 70 de jocuri de rol pe computer similare Skyrim, pe un singur dispozitiv.

Dischetă

Floppy, sau disc magnetic flexibil, este un mediu de stocare creat de IBM în 1967 ca alternativă la HDD. Dischetele erau mai ieftine decât hard disk-urile și erau destinate stocării datelor electronice. Primele calculatoare nu aveau CD-ROM sau USB. Dischetele erau singura metodă de instalare program nou sau backup.

Capacitatea fiecărei dischete de 3,5 inci a fost de până la 1,44 MB, când un program „cântărea” cel puțin un megaoctet și jumătate. De aceea Versiunea Windows 95 au apărut simultan pe 13 dischete DMF. Discheta de 2,88 MB a apărut abia în 1987. Acest mediu de stocare electronic a existat până în 2011. Calculatoarele moderne nu au unități de dischetă.

Medii optice

Odată cu apariția generatorului cuantic, a început popularizarea dispozitivelor optice de stocare. Înregistrarea este efectuată de un laser, iar datele sunt citite folosind radiații optice. Exemple de medii de stocare:

• Discuri Blu-ray;
• Unități CD-ROM;
• DVD-R, DVD+R, DVD-RW și DVD+RW.

Aparatul este un disc acoperit cu un strat de policarbonat. Există micro-caneluri pe suprafață care sunt citite de un laser la scanare. Primul disc laser comercial a apărut pe piață în 1978, iar în 1982 compania japoneză SONY și Philips au lansat discuri compacte. Diametrul lor a fost de 12 cm, iar rezoluția a fost mărită la 16 biți.

Mijloacele de stocare electronice în format CD au fost folosite exclusiv pentru redarea înregistrărilor audio. Dar la acel moment era o tehnologie avansată, pentru care Royal Philips Electronics a primit un premiu IEEE în 2009. Și în ianuarie 2015, CD-ul a fost premiat drept cea mai valoroasă inovație.

Discurile digitale versatile, sau DVD-urile, au fost introduse în 1995 și au devenit următoarea generație de suporturi optice. Pentru a le crea a fost folosit un alt tip de tehnologie. În loc de roșu, laserul DVD folosește lumină infraroșie mai scurtă, ceea ce crește capacitatea de stocare a mediului de stocare. DVD-urile cu două straturi pot stoca până la 8,5 GB de date.

Memorie flash

Memoria flash este un circuit integrat care nu necesită energie constantă pentru stocarea datelor. Cu alte cuvinte, este o memorie de computer cu semiconductor nevolatil. Dispozitivele de stocare cu memorie flash cuceresc treptat piata, inlocuind mediile magnetice.

Avantajele tehnologiei Flash:

• compactitate și mobilitate;
• volum mare;
• de mare viteză;
• consum redus de putere.

Dispozitivele de stocare de tip flash includ:

• Unități flash USB. Acesta este cel mai simplu și mai ieftin mediu de stocare. Folosit pentru înregistrarea, stocarea și transmiterea repetată a datelor. Dimensiunile variază de la 2 GB la 1 TB. Conține un cip de memorie într-o carcasă din plastic sau aluminiu cu conector USB.
• Carduri de memorie. Proiectat pentru stocarea datelor pe telefoane, tablete, camere digitale și alte dispozitive electronice. Ele diferă ca mărime, compatibilitate și volum.
• SSD. Unitate SSD cu memorie non-volatilă. Aceasta este o alternativă la un hard disk standard. Dar, spre deosebire de hard disk-urile, SSD-urile nu au un cap magnetic mobil. Datorită acestui fapt ei oferă acces rapid la date, nu face scârțâituri ca HDD-urile. Dezavantajul este prețul ridicat.

Stocare in cloud

Stocarea online în cloud este un mediu de stocare modern, care este o rețea de servere puternice. Toate informațiile sunt stocate de la distanță. Fiecare utilizator poate accesa datele în orice moment și de oriunde în lume. Dezavantajul este dependența completă de internet. Dacă nu aveți o conexiune la rețea sau Wi-Fi, accesul la date este blocat.

Stocarea în cloud este mult mai ieftină decât omologii săi fizici și are un volum mai mare. Tehnologia este utilizată activ în mediile corporative și educaționale, dezvoltarea și proiectarea de aplicații web pentru software de calculator. Puteți stoca orice fișiere, programe, copii de rezervă, folosiți-le ca mediu de dezvoltare.

Dintre toate tipurile de medii de stocare enumerate, stocarea în cloud este cea mai promițătoare. De asemenea, tot mai mulți utilizatori de computere trec de la hard disk-uri magnetice la unități SSD și suporturi de memorie flash. Dezvoltarea tehnologiilor holografice și a inteligenței artificiale promite apariția unor dispozitive fundamental noi, care vor lăsa unități flash, SDD și discuri mult în urmă.

Dispozitive de stocare pe medii magnetice și optice.

Să numim motivele pentru care un computer are nevoie de memorie externă.

1. Păstrarea informațiilor în vederea utilizării ulterioare sau pentru transmiterea altor oameni a fost de mare importanță pentru dezvoltarea civilizației. Înainte de apariția computerelor, oamenii foloseau în acest scop cărți, fotografii, înregistrări pe bandă, film etc.. Până la sfârșitul secolului XX, fluxurile de informații au crescut semnificativ, iar apariția computerelor a contribuit la dezvoltarea și utilizarea suporturilor de informații care oferă posibilitatea depozitării pe termen lung într-o formă compactă.

2. RAM de computer are o serie de dezavantaje asociate cu tehnologia sa de fabricație. Nici astăzi, în secolul XXI, nu are un volum suficient de mare și nu găzduiește cantități enorme de informații. În plus, conținutul RAM este încă pierdut atunci când computerul este oprit. Prin urmare, prezența în sistem informatic Un alt tip de memorie, externă, a făcut posibilă eliminarea acestor neajunsuri. Funcția principală a memoriei externe este capacitatea de a stoca informații pentru o perioadă lungă de timp. În plus, memoria externă are o capacitate mare și este mai ieftină decât RAM. Și totuși, mediile de memorie externe asigură transferul de informații de la un computer la altul, ceea ce este important într-o situație în care nu există rețele de calculatoare.

Prin urmare memorie externă (pe termen lung). - acesta este un loc pentru stocarea pe termen lung a datelor (programe, rezultate de calcul, texte etc.) neutilizate în acest momentîn memoria RAM a computerului. Memoria externă, spre deosebire de RAM, este nevolatilă, dar nu are o conexiune directă cu procesorul.

Suporturile de memorie externă, în plus, asigură transportul de date în cazurile în care computerele nu sunt conectate la rețea (locale sau globale).

Pentru a lucra cu memorie externă trebuie să aveți conduce(dispozitive care asigură înregistrarea și (sau) citirea informațiilor) și dispozitive de stocare - purtător.

Principalele tipuri de dispozitive de stocare:

Unități de discuri magnetice floppy (FMD);

Unități de disc magnetice (HDD);

Unități CD-ROM, CD-RW, DVD. Principalele tipuri de media le corespund:

Dischete magnetice (FloppyDisc);

Discuri magnetice dure (GreuDisc):

Discuri CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD. Principalele caracteristici ale unităților și mediilor:

Capacitatea de informare;

Viteza schimbului de informații;

Fiabilitatea stocării informațiilor;

Preț.

Principiu muncă magnetic amintindu-şi dispozitive

Înregistrarea magnetică se bazează pe conversia informațiilor digitale (sub formă de 0 și 1) în curent electric alternativ, care este însoțit de un câmp magnetic alternativ. Ca rezultat, suprafața mediilor magnetice este împărțită în zone nemagnetizate (0) și zone magnetizate (1).

În calculatoarele din generațiile timpurii, funcțiile memoriei externe erau îndeplinite de benzi perforate și carduri perforate, precum și de benzi magnetice, care acum sunt folosite foarte rar. Benzile magnetice sunt un dispozitiv de acces secvenţial. Datele pot fi citite sau scrise numai secvențial; dacă ordinea este perturbată, trebuie să așteptați mult până când banda este rebobinată la locul potrivit. Benzile magnetice sunt dispozitive destul de lente, deși au o capacitate mare. Dispozitive moderne pentru lucrul cu benzi magnetice - streamerele au o viteză de înregistrare crescută, iar capacitatea unei casete streamer este măsurată în sute și mii de megaocteți, iar viteza de transfer de date este de la 2 la 9 MB pe minut.

Flexibil disc

O unitate de dischetă sau o dischetă este un purtător al unei cantități mici de informații, care este un disc flexibil într-o carcasă de protecție. Folosit pentru a transfera date de la un computer la altul și pentru a distribui software.

Dispozitiv de dischetă.

Cortina de citire/scriere

Plic din plastic

Bucșă unitate disc

Blocare scriere: dezactivat/activat B

Discul este amplasat în interiorul unui manșon de plastic, care îl protejează de deteriorarea mecanică. Pentru a citi sau a scrie date, trebuie să introduceți o dischetă în unitatea de dischetă, al cărei slot este situat pe panoul frontal al unității de sistem. În interiorul unității, obturatorul de citire/scriere se deschide automat și deasupra acestui loc este instalat capul de citire/scriere al unității. Discul din interiorul unității se rotește cu o viteză unghiulară constantă, care este destul de mică (câțiva kiloocteți pe secundă, timp mediu de acces - 250 ms). Informațiile sunt scrise pe ambele părți ale discului. În prezent, cele mai comune dischete au dimensiunea de 3,5 inchi (1 inch = 2,54 cm) și au o capacitate de 1,44 MB (aceasta este de aproximativ 600 de pagini de text sau câteva zeci). imagini grafice). Discul poate fi protejat la scriere. În acest scop este utilizat un zăvor de siguranță.

Dischetele necesită o manipulare atentă. Ele pot fi deteriorate dacă:

Atingeți suprafața de înregistrare;

Scrieți pe eticheta dischetei cu un creion sau un pix;

Îndoiți discheta;

Supraîncălziți discheta (lăsați-l la soare sau lângă un calorifer);

Expuneți discheta la câmpuri magnetice.

Greu magnetic disc

Deoarece o dischetă are o capacitate mică, este folosită în principal pentru a transfera informații de la un computer la altul. Un hard disk este depozitul de informații al unui computer și este capabil să stocheze cantități uriașe de informații.

Un hard disk (HDD - Hard Disk Driver) sau un hard disk este cel mai comun dispozitiv de stocare de mare capacitate în care suporturile de informații sunt plăci de aluminiu, ambele suprafețe fiind acoperite cu un strat de material magnetic. Folosit pentru stocarea permanentă a programelor și datelor.

Discurile hard disk sunt așezate pe o axă și, împreună cu capetele de citire/scriere și capetele care le poartă, sunt așezate într-un loc închis ermetic. carcasa metalica. Acest design a făcut posibilă creșterea semnificativă a vitezei de rotație a discului și a densității de înregistrare. Informațiile sunt înregistrate pe ambele suprafețe ale discurilor.

Spre deosebire de o dischetă, un hard disk se rotește continuu. Prin urmare, viteza sa de rotație poate fi de la 3600 la 10000 rpm, timpul mediu de căutare a datelor este de 9 ms, viteza medie de transfer de date este de până la 60 MB/sec.

Capacitatea hard disk-urilor din computere în 2000 a fost măsurată în zeci de gigaocteți. Cele mai comune unități cu un diametru de 2,2, 2,3, 3,14, 5,25 inci.

Pentru a păstra informațiile și performanța, hard disk-ul trebuie protejat de șocuri și schimbări bruște de orientare în spațiu în timpul funcționării.

Laser disc

CD-ROM (engleză)CompactDiscRealNumaiMemorie - un dispozitiv de stocare numai pentru citire bazat pe un CD)

CD-ul are un diametru de 120 mm (aproximativ 4,75 inci) și este realizat din polimer și acoperit cu o peliculă metalică. Informațiile sunt citite din acest film metalic, care este acoperit cu un polimer care protejează datele de deteriorare. CD-ROM-ul este un mediu de stocare unidirecțional.

Principiul înregistrării digitale a informațiilor pe un disc laser diferă de principiul înregistrării magnetice. Informația codificată este aplicată discului cu un fascicul laser, care creează depresiuni microscopice la suprafață, separate de zone plane. Informația digitală este reprezentată de depresiuni alternante (codificarea zero) și insule care reflectă lumina (codificarea unu). Informațiile stocate pe disc nu pot fi modificate.

Citirea informațiilor de pe disc are loc prin înregistrarea modificărilor intensității radiației laser de putere redusă reflectată de stratul de aluminiu. Receptorul sau fotosenzorul determină dacă fasciculul a fost reflectat de pe o suprafață netedă (fixând astfel una), a fost împrăștiat sau absorbit (fixarea zero). Imprăștirea sau absorbția fasciculului are loc în locurile în care au fost făcute indentări în timpul procesului de înregistrare. Senzorul foto percepe fasciculul împrăștiat, iar această informație sub formă de semnale electrice este trimisă unui microprocesor, care convertește aceste semnale în date binare sau sunet.

CD-ROM-ul se rotește cu o viteză unghiulară variabilă pentru a asigura constantă viteza liniară la citit. Astfel, citirea informațiilor din secțiunile interne ale discului se realizează la un număr mai mare de rotații decât din cele externe. Prin urmare, accesarea datelor de pe un CD-ROM este mai rapidă decât a datelor de pe dischete, dar mai lentă decât pe hard disk (de la 150 la 400 ms la viteze de rotație de până la 4500 rpm). Viteza de transfer de date este de cel puțin 150 KB și ajunge la 1,2 MB/s.

Capacitatea CD-ROM-ului ajunge la 780 MB, datorită cărora sunt de obicei lansate programe multimedia pe ele.

CD-ROM-urile sunt simple și ușor de utilizat, au un cost unitar redus de stocare a datelor, practic nu se uzează, nu pot fi afectate de viruși și este imposibil să ștergeți accidental informațiile din acestea.

CD-R (Compact Disk Recorder)

CD-R este un disc inregistrabil cu o capacitate de 650 MB. Pe discurile CD-R, stratul reflectorizant este realizat din folie de aur. Între acest strat și bază există un strat de înregistrare de material organic care se întunecă atunci când este încălzit. În timpul procesului de înregistrare, fasciculul laser încălzește punctele selectate de pe strat, care se întunecă și opresc transmiterea luminii către stratul reflectorizant, formând zone similare cu depresiuni. Unitățile CD-R, datorită reducerii semnificative a prețului, devin din ce în ce mai răspândite.

CD-RW (disc compact reinscriptibil)

Mai populare sunt unitățile CD-RW, care vă permit să scrieți și să rescrieți informații. Unitatea CD-RW vă permite să scrieți și să citiți Discuri CD-Rși CD-RW, citesc discuri CD-ROM, adică este într-un anumit sens universal.

Abrevierea DVD înseamnă DigitalVersatilDisc, adică unidisc digital universal. Avand aceleasi dimensiuni ca un CD obisnuit si un principiu de functionare foarte asemanator, detine o cantitate extrem de mare de informatii - de la 4,7 la 17 GB. Poate că tocmai datorită capacității sale mari este numit universal. Adevărat, astăzi discul DVD este de fapt folosit doar în două domenii: pentru stocarea filmelor video (DVD-Video sau pur și simplu DVD) și baze de date ultra-mari (DVD-ROM, DVD-R).

Imprăștirea capacităților apare după cum urmează: spre deosebire de CD-ROM, DVD-uri sunt înregistrate pe ambele părți. Mai mult, unul sau două straturi de informații pot fi aplicate pe fiecare parte. Astfel, discurile cu o singură față cu un singur strat au o capacitate de 4,7 GB (deseori sunt numite DVD-5, adică discuri cu o capacitate de aproximativ 5 GB), cu două fețe cu un singur strat - 9,4 GB (DVD-10), cu o singură față cu strat dublu - 8,5 GB (DVD-9) și cu două fețe cu două straturi - 17 GB (DVD-18). În funcție de cantitatea de date care trebuie stocată, este selectat tipul de disc DVD. Când vine vorba de filme, discurile cu două fețe conțin adesea două versiuni ale aceleiași imagini - una cu ecran lat, cealaltă în formatul clasic de televiziune.

Parametrul principal al unităților CD-ROM este viteza de citire a datelor. Se măsoară în multipli. Unitatea de măsură este viteza de citire în primele mostre de producție, care este de 150 KB/s, deci o unitate cu viteza de citire dublă oferă performanțe de 300 KB/s, cu viteză cvadruplă - 600 KB/s etc.

Pentru a păstra informațiile, discurile laser trebuie protejate de deteriorări mecanice (zgârieturi), precum și de contaminare.

Structura suprafete discuri

Formularea problemei.

Imaginați-vă o carte făcută sub forma unei panglici lungi.

Este convenabil să cauți informațiile necesare într-o astfel de „carte”? De ce?

Care este confortul de a găsi informațiile de care aveți nevoie într-o carte obișnuită care are pagini? De ce?

Concluzie:în carte puteți găsi informațiile necesare fără probleme, deoarece are o structură convenabilă, și anume, este împărțită în pagini. Într-o carte realizată sub forma unei casete lungi, este incomod să cauți informații, deoarece nu este clar în ce parte a casetei se află. Paginile au numere proprii, așa că pentru a găsi informațiile necesare este suficient să cunoașteți numărul paginii pe care se află, adică cartea are o structură. Fără această structură, căutarea informațiilor devine dificilă.

Deoarece o carte este un analog al memoriei externe, suprafața oricărui disc trebuie să aibă o anumită structură. La fel ca atunci când faceți o carte, o foaie mare de hârtie este tăiată în pagini și apoi asamblată împreună, astfel încât suprafața unui disc este „tăiată” în părți - „pagini”.

Discuri magnetice.

Orice disc magnetic nu este inițial pregătit pentru lucru. Să-l aducă la conditii de lucru trebuie formatat, adică trebuie creată structura discului. Pentru o dischetă, aceasta este magnetictrasee concentrice – împărțite în sectoare.Și hard discul magnetic încă mai are cilindri, deoarece hard disk-ul este format din mai multe plăci.

Un sector este o „piesă” foarte mică a suprafeței discului (ca o linie pe o pagină). Prin urmare, sectoarele sunt combinate în „bucăți” mai mari - grupuri.

Capacitatea discului poate fi calculată după cum urmează.

Volum = numărul de laturi * numărul de piste * sectoare * volumul sectorului.

Cu cât este mai departe de centrul discului, cu atât pistele sunt mai lungi. Prin urmare, cu același număr de sectoare pe fiecare dintre ele, densitatea de înregistrare pe pistele interne ar trebui să fie mai mare decât pe cele externe. Numărul de sectoare, capacitatea sectorului și, prin urmare, volumul de informații al discului depind de tipul de unitate și de modul de formatare, precum și de calitatea discurilor în sine.

Discuri laser

Spre deosebire de discurile magnetice, un CD-ROM are o singură pistă fizică în formă de spirală, care merge de la diametrul exterior al discului la cel interior.

Exemplul 1. Este dat un arbore al structurii de fișiere a discului. Literele majuscule indică numele directoarelor, literele mici indică numele fișierelor.

Listați numele directoarelor de la nivelul 1, 2, 3. Specificați calea către scrisoarea fișierului. txt din directorul rădăcină. Specificați calea către fișierul letter1.doc din directorul rădăcină și către fișierul letter2.doc din directorul WORK. Specificați numele complete de fișiere

scrisoare. txt și letterl. doc dacă structura fișierului este stocată pe unitatea C.

Soluţie. Cataloage nivel 1 CALCULATOR, MUNCĂ, UROK. Cataloage de nivel 2 - IBM, APPLE, DOCUMENT, PRINT. Directoare de nivel 3 - D0C1, D0C2.

Calea către scrisoarea fișierului. txt din directorul rădăcină: \WORK\PRINT. Calea către fișierul letterl. doc din directorul rădăcină: \W0RK\D0CUMENT\D0C2. Calea către fișierul letter2.doc din directorul W0RK:\D0CUMENT\D0C2.

Literă cu nume de fișiere complete. txt și letterl. doc:

C:\WORK\PRINT\scrisoare. TXTȘi

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

Este dat un arbore cu structură ierarhică a fișierelor pe un disc magnetic. Literele majuscule indică numele directoarelor, literele mici indică numele fișierelor:

Găsiți erori în structura fișierului.

Este dat un arbore cu structură ierarhică a fișierelor pe un disc magnetic. Literele majuscule indică numele directoarelor, literele mici indică numele fișierelor:

Listează directoarele de nivel 1, 2, 3, dacă există. Specificați căile de la directorul rădăcină către fiecare fișier.

\TARA\SUA\INFO\cultură. TXT; \TARA\SUA\washington. TXT; \TARA\RUSIA\moscova. TXT; \TARA\RUSIA\INFO\industrie. TXT; \TARA\RUSIA\INFO\cultura. TXT

Sunt indicate căile de la directorul rădăcină către unele fișiere stocate pe discul magnetic. Literele majuscule indică numele directoarelor, literele mici indică numele fișierelor: \CUTĂ\SCRISOARE\peter. TXT; \CUTĂ\SCRISOARE\kate. TXT; \SCRISOARE\LUCRĂ\aprilie. TXT; \SCRISOARE\LUCRĂ\mai. TXT; \LETTER\FREND\SCHOOL\mary. TXT; \LETTER\FREND\sport. TXT. Afişa structura fișierului vedere copac.

Decide sarcini: ■ № 1

O dischetă cu două fețe are o capacitate de 800 KB. Câte piese există pe o parte a unei dischete dacă fiecare piesă conține 20 de sectoare de 0,5 KB fiecare. Soluţie".

1) 800:2=400 KB - dimensiunea dischetei;

2) 20*0,5=10 KB - volumul tuturor sectoarelor;

3) 400:10=40 - piese. Răspuns: 40 de piese.

Care este dimensiunea fiecărui sector al unei dischete cu două fețe de 360 ​​KB dacă fiecare parte a dischetei este împărțită în 40 de piste cu 18 sectoare pe pistă?

Soluţie:

1) 40*18=720 de sectoare pe disc;

2) 360:720=0,5 KB - volum sector. Răspuns: 0,5 KB.

Sunt indicate căile de la directorul rădăcină către unele fișiere stocate pe discul magnetic. Literele majuscule indică numele directoarelor, literele mici indică numele fișierelor: \SPORT\SKI\rusia. TXT; \SPORT\SKI\germania. TXT; \SPORT\SKATE\finlanda. TXT; \COMPUTER\IBM\INFO\pentium. TXT; \COMPUTER\INFO\ibm. TXT. Afișați structura fișierului ca arbore.

Primul mediu de înregistrare magnetică pe care informația a fost înregistrată în aparatul lui Poulsen la începutul secolelor XIX-XX a fost sârmă de oțel diametru până la 1 mm. La începutul secolului al XX-lea, era folosit și în aceste scopuri. bandă de oțel laminată. Cu toate acestea, caracteristicile de calitate ale acestor medii au fost foarte scăzute. Este suficient să spunem că pentru a produce o înregistrare magnetică de 14 ore a rapoartelor la Congresul Internațional de la Copenhaga din 1908, au fost necesari 2.500 km de sârmă cu o greutate de aproximativ 100 kg. În plus, în procesul de utilizare a sârmei și a benzii de oțel, a apărut o problemă insolubilă de conectare a pieselor lor individuale. De exemplu, un fir înnodat nu a trecut prin capul magnetic. În plus, s-a încurcat ușor, iar banda subțire de oțel îți tăia mâinile. Oţel disc magnetic, primul brevet pentru care a fost eliberat încă din 1906 nu a fost aplicat la acel moment 1 .

Abia din a doua jumătate a anilor 1920, când a fost inventat bandă magnetică pulbere,Înregistrarea magnetică a început să fie folosită la scară largă. Un brevet pentru tehnologia de aplicare a pulberii feromagnetice pe film a fost primit în 1928 de Fritz Pfeimer în Germania. Inițial, pulberea magnetică a fost aplicată pe un substrat de hârtie, apoi pe acetat de celuloză, până când a început utilizarea de înaltă rezistență ca substrat.

1 Vasilevskiy Yu. A. Suport de înregistrare magnetic. M., 1989. P. 5-6.

material - polietilen tereftalat (lavsan). Calitatea pulberii magnetice s-a îmbunătățit și ea. În special, au început să fie utilizate pulberi de oxid de fier cu adaos de cobalt, oxid de crom, pulberi metalice magnetice de fier și aliajele sale, ceea ce a făcut posibilă creșterea densității de înregistrare de mai multe ori. Stratul de lucru este aplicat pe substrat prin depunere sub vid sau depunere electrolitică sub formă de lac magnetic, care constă din pulbere magnetică, un liant, un solvent, un plastifiant și diverși aditivi.

Pe lângă baza flexibilă și stratul magnetic de lucru, banda poate avea și straturi suplimentare: de protecție - pe suprafața stratului de lucru și anti-fricțiune - pe partea din spate a benzii, pentru a proteja stratul de lucru de uzura mecanică, crește rezistența mecanică a benzii și îmbunătățește alunecarea acesteia de-a lungul capetelor suprafeței magnetice. Se îndepărtează și stratul anti-fricțiune sarcini electrice, care se acumulează pe bandă magnetică. Intermediarul (substratul) dintre bază și stratul de lucru servește la îmbunătățirea aderenței straturilor de lucru și antifricțiune la bază.

Spre deosebire de mediile de înregistrare mecanică, banda magnetică este potrivită pentru înregistrarea repetată a informațiilor. Numărul de astfel de înregistrări este foarte mare și este limitat doar de rezistența mecanică a benzii magnetice în sine.

Primele casetofone, care au apărut în anii 1930, au fost bobină la bobină. În ele, bandă magnetică era înfășurată pe role. Mai mult, la început acestea erau role uriașe de 1 inch (25,4 mm) lățime. În timpul înregistrării și redării, filmul a fost derulat de la o bobină plină la una goală.

În 1963, Philips a dezvoltat așa-numita înregistrare pe casetă, care a făcut posibilă utilizarea benzilor magnetice foarte subțiri. Grosimea lor maximă este de doar 20 de microni cu o lățime de 3,81 mm. La casetofonele, ambele role sunt amplasate într-un loc special caseta compacta iar capătul filmului este prefixat pe o bobină goală. Cu alte cuvinte, aici banda magnetică și caseta reprezintă un singur mecanism funcțional. Înregistrarea pe casete compacte este pe două fețe. Timpul total de înregistrare este de obicei de 60, 90 și 120 de minute.

La sfârşitul anilor 1970. a apărut microcasete măsurând 50x33x8 mm, adică dimensiunea unei cutii de chibrituri, pentru înregistratoare portabile de voce și telefoane cu robot telefonic, și la mijlocul anilor 1980. - picocasete- de trei ori mai puține microcasete.

Din 1952, banda magnetică a început să fie folosită pentru înregistrarea și stocarea informațiilor în calculatoarele electronice. Avantajul benzii magnetice este capacitatea de a înregistra cu o densitate crescută datorită faptului că suprafața totală a stratului magnetic al benzii este semnificativ mai mare decât cea a altor tipuri de suporturi și este limitată doar de lungimea banda. Unități de casetă - cartușe ajung la o capacitate de câțiva terabytes, iar în viitorul apropiat capacitatea lor se va ridica la zeci de terabytes. Se numesc mecanisme de unitate de bandă pentru cartușe streamers(din engleză, stream - flow). Principiul lor de funcționare este similar cu cel al unui magnetofon.

Cu toate acestea, banda magnetică are și un dezavantaj serios. Nu permite accesul direct la informațiile înregistrate. Pentru a face acest lucru, banda trebuie mai întâi derulată în locația dorită, ceea ce crește semnificativ timpul necesar pentru a citi informațiile din ea. Casetele (cartușele) cu bandă magnetică se caracterizează și prin dimensiuni mari. Prin urmare, sunt utilizate în prezent în principal în sistemele de backup din centre de stocare a datelor, întreprinderi, centre mari de informare, precum și pentru stocarea informațiilor în servere și stații de lucru desktop, unde fiabilitate, stabilitate, capacitate mare, cost relativ scăzut. Sistemele de backup ajută la asigurarea siguranței informațiilor în caz de erori, defecțiuni sau dezastre naturale.

Nu numai informațiile audio, ci și video pot fi înregistrate pe bandă magnetică. Casetă video structura sa este similară cu banda de înregistrare audio. Cu toate acestea, stratul său de lucru are de obicei o structură mai complexă. Ideea este că semnalele video frecventa inalta sunt înregistrate chiar la suprafața stratului de lucru. Pentru ei, puteți folosi particule mici de metale. Frecvențele joase sunt transmise mai bine de particulele mari, care este indicat să fie plasate în profunzime. Prin urmare, stratul de lucru al benzii magnetice pentru înregistrarea video poate consta din două straturi. Banda magnetică pentru documentarea video este, de asemenea, plasată în casete speciale, care îi asigură protecție împotriva influențelor mecanice, contaminării și încărcare rapidăîn echipamente video. Răspândit în anii 1980 - 1990. Casetele video au făcut acum loc unor medii video mai promițătoare.

La început s-au folosit și calculatoarele electronice tobe magnetice.În special, mașina de calcul electronică mare (BESM-6) folosea tambure magnetice cu o greutate de aproximativ 8 kg, dar cu o capacitate de memorie de doar 1 MB.

De la începutul anilor 1960. utilizat pe scară largă, în principal în dispozitivele de stocare ale computerelor, discuri magnetice. Acestea sunt discuri din aluminiu sau plastic cu un diametru de 30 până la 350 mm, acoperite cu un strat de lucru cu pulbere magnetică grosime de câțiva microni. Învelișul magnetic a constat inițial din oxid de fier, iar mai târziu din dioxid de crom.

Într-o unitate de disc, ca și într-un reportofon, informațiile sunt înregistrate folosind un cap magnetic, doar nu de-a lungul benzii, ci pe piste magnetice concentrice situate pe suprafața discului rotativ, de obicei pe ambele părți. Discurile magnetice sunt dure și flexibile, detașabile și încorporate într-un computer personal. Principalele lor caracteristici sunt: ​​capacitatea de informare, timpul de acces la informații și viteza de citire consecutivă.

Unități hard neamovibileîn computer, acestea sunt combinate structural într-o singură unitate cu o unitate de disc. Sunt dispuse în pachete pe aceeași axă. Pachetul de discuri este plasat într-o carcasă etanșă, ceea ce asigură curățenia necesară și presiunea constantă a aerului fără praf. În prezent, în locul aerului, a început utilizarea heliului cu gaz inert ca umplutură, care, datorită densității sale mai mici, poate crește semnificativ eficiența energetică.

Fiecare disc conține același număr de piese consecutive (piese). Lățimea pistei magnetice este de aproximativ 1 µm. Primul model de hard disk, creat în 1973, avea 30 de piste a 30 de sectoare, care coincideau întâmplător cu calibrul „30/30” al celebrei puști de vânătoare Winchester și au dat naștere numelui argotic pentru discuri magnetice dure - „Winchester”. ”, „Winchester”. Urmele sunt cercuri concentrice corespunzătoare zonelor de magnetizare reziduală create de capetele magnetice. La rândul său, fiecare dintre piste este împărțită în sectoare secvențiale.

În dezvoltarea hard disk-urilor, tendința principală este clar vizibilă - o creștere treptată a densității de înregistrare, însoțită de o creștere a vitezei de rotație a capului axului și o scădere a timpului de acces la informații și, în cele din urmă, - o creștere a productivității. Capacitatea discului, care a ajuns inițial la câțiva GB, a ajuns la 10 TB la mijlocul celui de-al doilea deceniu al secolului XXI (creșterea anuală a capacității hard disk-urilor computerelor este de 35-40 la sută). Plasarea unui astfel de volum de informații a devenit posibilă pe discuri cu o metodă de înregistrare perpendiculară, care a apărut în 2007. În viitorul apropiat, această metodă va crește capacitatea la 85 TB (pot fi înregistrate 86 de milioane de fotografii color sau 21,5 mii de filme).

Hard disk-urile sunt concepute pentru stocarea permanentă a informațiilor, inclusiv. necesar atunci când lucrați cu un computer (sistem software, pachete programe de aplicație etc.). Bazat pe hard disk-uri, există și unități externe informații cu o capacitate de până la câțiva terabytes.

Discuri magnetice flexibile din plastic (dischete, din engleză, floppy - agățat liber) au fost realizate din folie artificială - Mylar, acoperite cu ferolac rezistent la uzură și au fost plasate pe rând în carcase speciale din plastic dur - casete, care oferă protectie mecanica purtător. Se numește o casetă de dischetă floppy disk.

Prima dischetă a apărut în 1967. Avea un diametru de 8 inci și o capacitate de 100 KB. În 1976, dimensiunea dischetei a fost redusă la 5,25 inchi, iar în 1980, Soni a dezvoltat o dischetă și o unitate de dischetă de 3,5 inchi, care au fost produse în principal în următoarele decenii.

Pentru a citi și scrie informații, se folosește un dispozitiv electronic-mecanic special - o unitate de disc, unde este plasată o dischetă. Discheta are un orificiu central pentru axul unității de disc, iar carcasa are un orificiu acoperit cu un obturator metalic pentru accesul la capetele magnetice, prin care se citesc și se scriu informații. Înregistrarea pe o dischetă se realizează conform aceluiași principiu ca și în casetofon. Aici există și un contact mecanic direct al capului cu stratul de lucru magnetic, ceea ce duce la uzura relativ rapidă a suportului de material.

Capacitatea unei dischete de 3,5 inchi a fost de obicei de la 1,0 la 2,0 MB. Dischetele standard aveau o capacitate de 1,44 MB. Cu toate acestea, au fost dezvoltate dischete de 3,5 inchi cu capacități de până la 250 MB.

Dischetele s-au dovedit a fi medii destul de capricioase. Sunt mai puțin rezistente la uzură decât hard disk-urile și sunt susceptibile la câmpuri magnetice și la temperaturi ridicate. Toate acestea au dus adesea la pierderea datelor înregistrate. Prin urmare, dischetele au fost folosite în primul rând pentru stocarea rapidă a informațiilor documentate. În prezent, acestea sunt înlocuite cu medii de memorie flash mai fiabile și mai eficiente.

În ultimul sfert al secolului al XX-lea în multe țări ale lumii și începând cu anii 1990. - iar în Rusia așa-numitul carduri de plastic, care sunt dispozitive pentru stocarea magnetică a informațiilor și managementul datelor.

Predecesorii cardurilor de plastic au fost carduri realizate din carton pentru a confirma bonitatea deținătorului în afara băncii. În 1928, una dintre companiile americane a început să producă carduri metalice de 63 pe 35 mm. Acestea au fost gravate cu numele proprietarului, orașul, statul și alte informații. Astfel de carduri erau eliberate clienților obișnuiți din marile magazine. La plata mărfurilor, vânzătorul a rulat cardul printr-o mașină specială, în urma căreia literele și numerele în relief pe ea au fost imprimate pe bonul de vânzare. Apoi, acest cec cu suma achiziției scrisă de mână a fost trimis băncii pentru răscumpărare. Primul card de credit modern, pe baza căruia sistem de plata VISA a fost emisă în 1958 de Bank of America.

Cardurile de plastic sunt formate din trei straturi: o bază de poliester, pe care se aplică un strat de lucru subțire și un strat protector. Policlorura de vinil este de obicei folosită ca bază, care este ușor de prelucrat și rezistentă la temperatură, influențe chimice și mecanice. Cu toate acestea, în unele cazuri, baza pentru cardurile magnetice este așa-numitul pseudo-plastic - hârtie groasă sau carton cu laminare pe două fețe.

Stratul de lucru (pulbere ferromagnetică) este aplicat pe plastic folosind ștanțare la cald sub formă de benzi înguste separate. Pe baza proprietăților lor fizice și a domeniului de aplicare, benzile magnetice sunt împărțite în două tipuri: de înaltă ercivitate și de scăzută ercivitate. Dungile de mare ecivitate sunt de culoare neagră. Sunt rezistente la câmpurile magnetice. Pentru a le înregistra, este nevoie de energie mai mare. Folosit ca carduri de credit, permise de conducere etc., adică în cazurile în care sunt necesare rezistență sporită la uzură și securitate. Benzile magnetice cu ecivitate scăzută sunt de culoare maro. Sunt mai puțin sigure, dar sunt mai ușor și mai rapid de înregistrat. Folosit pe carduri cu o perioadă de valabilitate limitată.

Stratul protector al cardurilor magnetice din plastic constă dintr-o folie transparentă de poliester. Este conceput pentru a proteja stratul de lucru împotriva uzurii. Uneori, acoperirile sunt folosite pentru a proteja împotriva contrafacerii și copierii. Stratul de protecție oferă până la două zeci de mii de cicluri de scriere și citire.

Trebuie remarcat faptul că, pe lângă magnetic, există și alte modalități de înregistrare a informațiilor pe un card de plastic: înregistrare grafică, gofrare (extrudare mecanică), codare de bare, înregistrare cu laser.

În prezent, cipurile electronice sunt din ce în ce mai folosite în cardurile de plastic în locul benzilor magnetice. Astfel de carduri, spre deosebire de cele magnetice simple, au început să fie numite inteligente sau carduri inteligente(din engleza, inteligent - inteligent). Microprocesorul încorporat în acestea vă permite să stocați o cantitate semnificativă de informații, face posibilă efectuarea calculelor necesare în sistemul de plăți bancare și comerciale, transformând astfel cardurile de plastic în purtători de informații multifuncționali.

Prin metoda de acces la microprocesor (interfață) carduri inteligente poate fi:

• - cu o interfață de contact (adică, la efectuarea unei tranzacții, cardul este introdus în terminalul electronic);
• - cu o interfață duală (poate opera atât contact, cât și fără contact, adică schimb de date între card și dispozitive externe poate fi efectuată prin intermediul unui canal radio).

Dimensiunile cardurilor din plastic sunt standardizate. În conformitate cu standardul internațional ISO-7810, lungimea lor este de 85,595 mm, lățime - 53,975 mm, grosime - 3,18 mm.

Domeniul de aplicare al cardurilor magnetice din plastic și pseudo-plastic, precum și al cardurilor inteligente, este destul de extins. Pe lângă sistemele bancare, acestea sunt folosite ca suport de stocare compact, identificator pentru sisteme automate de contabilitate și control, identificare, trecere, cartelă de internet, cartelă SIM comunicatii celulare, bilet de transport, pașaport electronic (biometric) etc.

Suporturile materiale de înregistrare magnetică sunt îmbunătățite în mod constant împreună cu tehnologiile de documentare electromagnetică. Există tendința de a crește densitatea înregistrării informațiilor pe suporturi magnetice, reducând în același timp dimensiunea acestora și reducând timpul de acces la informații. Se dezvoltă tehnologii care, în viitorul apropiat, vor face posibilă creșterea capacității de memorie a mediilor standard de câteva mii de ori în comparație cu dispozitivele actuale. Și pe termen lung, este de așteptat să apară un purtător în care atomii individuali vor juca rolul particulelor magnetice. Ca urmare, capacitatea sa, potrivit dezvoltatorilor săi, va fi de miliarde de ori mai mare decât standardele existente în prezent.

• Vasilevsky Yu. A. Decret. op. p. 11, 225, 227-228; Decretul Levin V.I. Op.S. 23-24.
• Manukov S. Cum să nu devii un prost de cărți // Companie. 2009.№ 27-28. p. 52.
• Fradkin V. Trecut, prezent și viitor al purtătorilor de informații // Computer Price. 2003. Nr. 46.