Новые технологии хранения информации
Другие рефераты
РЕФЕРАТ
Ширшов В. Д.
Красноярский Государственный Технический Университет
Механико Технологический факултет
1. Магнитные носители
Технология записи информации на магнитные носители появилась
сравнительно недавно — примерно в середине 20-го века (40-ые - 50-ые годы).
Но уже несколько десятилетий спустя — 60-ые - 70-ые годы — это технология
стала очень распространенной во всём мире.
Очень давно появилась на свет первая грампластинка. Которая
использовалась в качестве носителя различных звуковых данных — на неё
записывали различные музыкальные мелодии, речь человека, песни.
[pic]
Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи
специального аппарата в специальном мягком материале, виниле, делались
засечки, ямки, полоски. И из этого получалась пластинка, которую можно было
прослушать при помощи специального аппарата — патефона или проигрывателя.
Патефон состоял из: механизма, вращающего пластинку вокруг своей оси, иглы
и трубки.
Приводился в действие механизм, вращающий пластинку, и ставилась игла
на пластинку. Игла плавно плыла по канавкам, прорубленным в пластинке,
издавая при этом различные звуки — в зависимости от глубины канавки, её
ширины, наклона и.т.д., используя явление резонанса. А после труба,
находившаяся около самой иголки, усиливала звук, “высекаемый” иголкой.
(рис. 1)
Почти такая же система и используется в современных (да и
использовалась раньше тоже) устройствах считывания магнитной записи.
Функции составных частей остались прежними, только поменялись сами
составные части — вместо виниловых пластинок теперь используются ленты с
напылённым на них сверху слоем магнитных частиц; а вместо иголки —
специальное считывающее устройство. А трубка, усиливающая звук, исчезла
совсем, и на её место пришли динамики, использующие уже более новую
технологию воспроизведения и усиления звуковых колебаний. А в некоторых
отраслях, в которых применяются магнитные носители (например, в
компьютерах) пропала необходимость использования таких трубок.
[pic]
Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую
напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой “запоминается”
информация.
Процесс записи также похож на процесс записи на виниловые пластинки —
при помощи магнитной индукционной вместо специального аппарата.
На головку подаётся ток, который приводит в действие магнит. Запись
звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на плёнку.
Магнитное поле магнита меняется в такт со звуковыми колебаниями, и
благодаря этому маленькие магнитные частички (домены) начинают менять своё
местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в зависимости
от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом.
А при воспроизведении записи наблюдается процесс обратный записи:
намагниченная лента возбуждает в магнитной головке электрические сигналы,
которые после усиления поступают дальше в динамик. (рис. 2)
Данные, используемые в компьютерной технике, записываются на
магнитные носители таким же образом, с той разницей, что для данных нужно
меньше места на плёнке, чем для звука. Просто вся информация, записываемая
на магнитный носитель в компьютерах, записывается в двоичной системе — если
при чтении с носителя головка “чувствует” нахождение под собой домена, то
это означает, что значение данной частички данных равно “1”, если не
“чувствует”, то значение — “0”. А дальше уже система компьютера преобразует
данные, записанные в двоичной системе, в более понятную для человека
систему.
Сейчас в мире присутствует множество различных типов магнитных
носителей: дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бобинные ленты,
жёсткие диски внутри компьютеров и.т.д.
[pic]
Barracuda 180
Скорость передачи данных с диска: до 48 Мбайт/с
Скорость вращения шпинделя: 7200 об/мин
Интерфейс: Ultra160 до 160 Мбайт/с, FibreChannel до 200 Мбайт/с
Предел прочности 150 G в нерабочем состоянии
Уровень шума: 37 дБ
Время поиска: 7,5 мс
Самый емкий внутренний жесткий диск для РС.
[pic]
Cheetah X15_36
Емкость: 36,7 и 18,3 Гбайт
Скорость передачи данных с диска: до 48,9 Мбайт/с
Скорость вращения шпинделя: 15.000 об/мин
Интерфейс: Ultra320 до 320 Мбайт/с
Предел прочности G в нерабочем состоянии
Уровень шума: 35/37 дБ
Время поиска: 3,9 мс
Самый быстрый жесткий диск для РС.
1.2 Гибкие диски
В приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты)
имеются два двигателя: один обеспечивает стабильную скорость вращения
вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещает головки записи-
чтения. Скорость вращения первого двигателя зависит от типа дискеты и
составляет от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих
приводах всегда шаговый. С его помощью головки перемещаются по радиусу от
края диска к его центру дискретными интервалами. В отличие от привода
винчестера головки в данном устройстве не «парят» над поверхностью флоппи-
диска, а касаются ее.
Для подключения разных типов дисководов предназначены обычно
комбинированные кабели с четырьмя разъемами, включенными попарно. Некоторые
BIOS компьютеров позволяют программно изменять назначение физического
адреса: «первый» (A:) и «второй» (B:) привод. В отличие от винчестеров, для
флоппи-дисководов порядок накопителя (A: или B:) определяется именно
положением устройства на кабеле.
Для каждого из типоразмеров дискет (5,25 или 3,5 дюйма) существуют свои
специальные приводы соответствующего форм-фактора.
Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) бывают обычно
двусторонними (Double Sided, DS), односторонние давно стали анахронизмом.
Плотность записи может быть различной: одинарной (Single Density, SD),
двойной (Double Density, DD) и высокой (High Density, HD). Поскольку об
одинарной плотности уже мало кто вспоминает, такую классификацию обычно
упрощают, говоря только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD,
емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности
(DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мбайта). Плотность записи определяется
величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности
зазора зависит качество записи (считывания). Для повышения плотности записи
необходимо уменьшить зазор, однако при этом значительно повышаются
требования к рабочей поверхности дисков.
В качестве материала для изготовления магнитных дисков обычно
применяют алюминиевый сплав Д16МП (МП — магнитная память). Этот сплав
немагнитный, мягкий, достаточно прочный, хорошо обрабатывается.
Гибкие диски (Floppy Disk – FD) Гибкие дисковые устройства состоят из
устройства чтения/записи – дисковода и непосредственного носителя –
дискеты.
Дискета представляет собой слой магнитно-мягкого материала, нанесенный на
специальную подложку, выполненную из полимерного немагнитного пластического
материала, степень жесткости которого может быть различна в зависимости от
реализации. Носитель помещается в бумажный, пластмассовый или
другой кожух-корпус. В настоящее время,
используются только двусторонние носители, следовательно покрытие нанесено
с обеих сторон дискеты и чтение/запись производится с обеих сторон.
Дискеты различного диаметра, как правило, имеют разные оформления корпуса.
Так гибкие диски диаметром 5.25 дюйма помещаются в бумажный кожух, а 3.14 –
в пластмассовый. Дискета в кожухе свободно вращается приводом устройства –
дисковода через окно центрального захвата, что обеспечивает прохождение
площади дорожки под устройством чтения/записи называемом головкой
чтения/записи.
На кожухе дискеты имеются, соответственно, отверстия: центрального
захвата(3), отверстие позиционирования головки(1),отверстие физической
защиты от записи (5, 8), направляющие отверстия и пазы (2), отверстия авто
определения типа магнитного покрытия (9), отверстие определения полного
оборота носителя (4). Отверстие для позиционирования магнитных головок
чтения/ записи у 3.14 дюймовых носителей закрыто металлической задвижкой
(7), а отверстие для центрального захвата и вращения на шпинделе привода
вращения диска, в отличие от носителя диаметром 5.25 дюймов, находится
только с нижней стороны дискеты.. Каждый сменный дисковый магнитный
носитель перед использованием в какой-либо операционной системе необходимо
подготовить к приему данных. Такая операция называется форматированием.
Форматирование дискет производится при помощи специального программного
обеспечения – программ форматирования дисков и, как правило, специфично для
каждой операционной системы.
В зависимости от типа носителя, в соответствии с качеством
магнитного покрытия, возможностями операционной системы и устройств дискеты
можно форматировать для записи на них информации различного максимального
объема, что достигается заданием таких параметров форматирования как число
дорожек и секторов. Как правило, производителями дискет указывается
параметр называемый числом точек на дюйм носителя – Track per inch (TPI).
Данный параметр показывает, какую максимальную плотность размещения
областей независимой намагниченности может иметь носитель. В соответствии с
производственными характеристиками диска, необходимо форматировать носитель
только в рамках его физических возможностей, иначе риск потери данных после
операции записи неограниченно возрастает.
Дисковод представляет собой устройство чтения/записи с/на
носитель – дискету. Каждый тип носителя (дискет), как правило, требует
собственного устройства – для
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
