Pašlaik arvien aktuālāka kļūst problēma par ieguvumiem no informācijas ilgstošas \u200b\u200bglabāšanas dažādos plašsaziņas līdzekļos un jauno tehnoloģiju izmantošanas. Nevar noliegt, ka jauno tehnoloģiju ieviešana ir saistīta ar papildu izmaksām - novecojušu sistēmu nomaiņa ir dārga. Mēs mēģināsim, izmantojot tradicionālās metodes, salīdzināt informācijas glabāšanas un izmantošanas izmaksas ilgu laiku (75 gadus) dažādos plašsaziņas līdzekļos: papīrā, diskos, lentes, filmas.

Pašlaik arvien aktuālāka kļūst problēma par ieguvumiem no informācijas ilgstošas \u200b\u200bglabāšanas dažādos plašsaziņas līdzekļos un jauno tehnoloģiju izmantošanas. Nevar noliegt, ka jauno tehnoloģiju ieviešana ir saistīta ar papildu izmaksām - novecojušu sistēmu nomaiņa ir dārga. Izmantojot tradicionālās metodes, mēs salīdzinām izmaksas, kas saistītas ar informācijas ilgstošu (75 gadus) glabāšanu un izmantošanu dažādos datu nesējos: papīrā, diskos, lentes un filmas.

Analīzes rezultāti ir ietvari, provizoriski. Lai precīzāk noteiktu dažādu iespēju izmaksas, jāveic dziļāks, vairāku gadu ilgs pētījums, kas līdzīgs tam, kuru veica ClipperGroup, Inc. gadā

Aprēķinot ņemtās izmaksas:

1. Personāla atalgojums un apmācība / pārkvalificēšana visos informācijas glabāšanas, uzskaites un izmantošanas posmos.
2. Materiālās izmaksas, kas saistītas ar pamatlīdzekļu (statīvu, disku (turpmāk tekstā RAID) un lentu (turpmāk tekstā sauktas par straumēšanas) diskdziņiem, skeneriem, datoriem, mikrofilmu aprīkojumu utt.), Palīgmateriālu (papīrs, diski) iegādi un uzturēšanu , lentes, filmas utt.
3. Telpu, ēku, būvju uzturēšanas vai īres, ventilācijas, apsardzes un ugunsdrošības nodrošināšanas izmaksas. Īpaši nozīmīgu lomu spēlē izmaksas, kas saistītas ar enerģijas patēriņu.
4. Programmatūra (var tikt atjaunināta).

Tiek pieņemts, ka pieskaitāmās izmaksas ir vienādas uzglabāšanai uz papīra un plēves un lielas glabāšanai uz diska un lenšu piedziņas.

Pēc mūsu aprēķiniem, 1 parastās glabāšanas vienības ilgtermiņa (75 gadus) uzglabāšana, uzskaite un izmantošana uz papīra  (100 lapas) pašreizējā atalgojuma līmenī, tarifi par elektrību utt., Gadā tas vidēji maksā 30 berzēt. No tiem apmēram 23 rubļi tiek tērēti glabāšanas nodrošināšanai, apmēram 5 rubļi grāmatvedībai un lietošanai.

Daļa no izmaksām ir vienreizējas (par materiāliem un samaksu par iesiešanu, dokumentēšanu, šifrēšanu, lapu numerāciju, aprakstu, grāmatvedības dokumentu sagatavošanu utt.), Daļa - atkārtota pēc noteikta gadu skaita. Piemēram, līdztekus vienreizējiem kartona pildīšanas darbiem tiek praktizēta periodiska atkārtota kartona iepakošana, kas saistīta ar jaunu arhīvu kastu iegādi, darbinieku algām. Un tas, savukārt, nozīmē pārvietošanu, marķēšanu utt. Diezgan liela daļa no “papīra” lietu glabāšanas izmaksām ir lietu izdošana un oderēšana, kā arī bieži veikta putekļu noņemšana. Atkarībā no NVD stāvokļa laikietilpīga, kas nozīmē “dārga”, ir nepieciešamo datu meklēšana.

Tā kā visas galvenās izmaksas, kas veido “papīra biznesa” izmaksas, pastāvīgi palielinās (algas, īres un uzturēšanas izmaksas, materiāli utt.), To uzglabāšana katru gadu kļūst arvien dārgāka. Ja pirmajā gadā izmaksas ir 1 srvc. vienības hr sasniedz 11,9 rubļus, tad uzglabāšanas perioda beigās (pat nemainīgās cenās un algās) - 49 rubļi, t.i. 4 reizes dārgāk.

Iespējas samazināt papīra uzglabāšanas izmaksas ir ierobežotas. Tās ir reālas tikai ar moderno tehnoloģiju iesaistīšanu, elektronisko ieviešanu meklētājprogrammas, elektroniskā grāmatvedība utt., kas pārveido ļoti tradicionālo dokumentu glabāšanas, uzskaites un izmantošanas sistēmu uz “papīra” datu nesējiem.

Meklējot veidus, kā samazināt “papīra” failu glabāšanas izmaksas, var tikt izmantoti zemākas kvalitātes materiāli, ietaupījumi, nodrošinot uzglabāšanas apstākļus, un rezultātā var tikt zaudēti dokumenti.

Pretēju attēlu nodrošina datu glabāšana plēvē (mikrofilmas, mikrofilmas). Sākotnējais posms - mikrofilmēšanas process, nodrošinot uzglabāšanas apstākļus - prasa nopietnas materiālu izmaksas. Vienreizējas izmaksas par mikrofilmēšanu 1 srvc. vienības hr summa pārsniedz 800 rubļus. Tajos ietilpst dārgu iekārtu iegāde, personāla apmācība, ūdens attīrīšanas sistēmas uzstādīšana utt. Iekārtas ir nepieciešamas arī kvalitātes kontrolei, informācijas lasīšanai no filmas. Ievērojama ražošanas izmaksu daļa ir plēves, reaģentu, tīrīšanas līdzekļu un atkritumu izvešanas izmaksas.

Tomēr laika gaitā tika saglabāta 1 srvc. vienības hr tas filmās kļūst lētāks, pēc tam stabilizējas tajā pašā līmenī, un nākotnē tas mainīsies maz.

Runājot par mikrofilmu un mikrofilmu uzskaiti un izmantošanu, tad (izņemot nepieciešamību pēc īpašām, diezgan dārgām lasīšanas ierīcēm) no “papīra” versijas nav daudz atšķirību. Tas viss ir atkarīgs no NVD iezīmēm.

Tā rezultātā, pēc mūsu aprēķiniem, vidējās uzglabāšanas, uzskaites un lietošanas izmaksas  1 srvc vienības hr uz filmas  (glabājas 75 gadus) ir   apmēram 40 rubļu. Bet plēve tiek glabāta daudz ilgāk (salīdzinājumā ar papīru, ar diskiem un ar lenti), un salīdzinoši augstās izmaksas kompensē glabāšanas augstā drošība un kompaktums. Turklāt mūsdienu tehnoloģija ļauj marķēt filmas ar svītrkodiem un tagiem, lai veiktu turpmāku mašīnu apstrādi un datu iegūšanas automatizāciju, kā arī vienlaicīgu datu digitalizāciju.

Uzglabāšanas, uzskaites un lietošanas izmaksu attiecība ir tuvu opcijai “papīrs”: no 40 rubļiem. uzglabāšanai tiek iztērēti apmēram 30 rubļu, grāmatvedībai un lietošanai - apmēram 6 rubļi.

2008. gadā ClipperNotes publicēja aprēķinu rezultātus, salīdzinot straumētājus (lenšu diskus) un disku masīvus. Saskaņā ar viņu secinājumiem lenšu diskdzinim ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar RAID masīvu, ņemot vērā izmaksas un enerģijas patēriņu ilgstošas \u200b\u200bglabāšanas laikā un lielu uzglabāto datu daudzumu.

Uzglabāšanas izmaksas uz diskiem ir gandrīz 23 reizes lielākas nekā uz lentes, un enerģijas izmaksas, uzglabājot uz diskiem, ir gandrīz 290 reizes lielākas nekā uz lentes. Tā, piemēram, lai 5 gadus nodrošinātu pastāvīgu piekļuvi arhīvam, kura lielums ir 6,6 petabaiti. , diska sistēmas (RAID-bloki, kontrolieri, sadalītāji, diski, jauda, \u200b\u200bdzesēšana utt.) izmaksas sastādīs 14,7 miljonus ASV dolāru (ieskaitot elektrības izmaksas - 550 tūkstošus ASV dolāru), savukārt lentes bibliotēkas izmaksas ir mazākas par 700 tūkstoši dolāru (ieskaitot elektrības izmaksas - 304 dolāri). Balstoties uz šiem aprēķiniem, tiek glabāta 1 nosacītās glabāšanas vienība 1 gada laikā RAID masīvā maksā 5, 35 rubļus; straumē - 2,5 rubļi.

Izmaksas netiek vienmērīgi sadalītas laika gaitā. Lielākā daļa no tām abos gadījumos rodas sākotnējā uzglabāšanas posmā, kad tiek iegādāts viss nepieciešamais aprīkojums. Pēc tam samazinās izmaksas par 1 vienību. hr informācija.

Mūsu aprēķini parādīja, ka 1 srvc glabāšana, uzskaite un izmantošana. vienības hr (400 MB) uz diskiem vidēji 75 gadi gadā maksās pie 25 rubļiem. Tiek apstiprināti ClipperNotes secinājumi, ka lielākā daļa izmaksu ir sākotnējā uzglabāšanas un lietošanas posmā. Pretstatā informācijas glabāšanai uz papīra un plēvēm ievērojama daļa no pašizmaksas ir programmatūra. Iekārtu izmaksu daļa grāmatvedībā un lietošanā palielinās, jo, glabājot informāciju lentos vai diskdziņos, tradicionālās grāmatvedības metodes vairs nav iespējamas. Tajā pašā laikā var notikt ievērojams samazinājums, un tā rezultātā samazinās personāla izmaksas.

Problēmas, kas saistītas ar elektronisko formu, ir labi zināmas: iespējamā nesaderība ar jaunām ierīcēm vai jauna programmatūra; multivides (disku) trauslums, kas nozīmē nepieciešamību pārrakstīt; vīrusi utt.

Lai nodrošinātu lielāku drošību, ērtāko un ātra pieeja  informācijas iegūšanai mūsdienās arvien vairāk tiek izmantotas kombinētās uzglabāšanas metodes. Piemēram, COM-sistēmas ļauj pārsūtīt visus digitālos datu formātus uz mikrofilmu. No otras puses, datu konvertēšanas prakse no filmas uz digitālo. Šādu ierīču (sistēmu) izskats norāda, ka visefektīvākā (drošības un izmaksu ziņā) būs datu glabāšanas kombinācija diskā vai lenšu diskdzinī un lentē.

T. I. Liubina,

valsts arhīva Valsts arhīva direktors
   vēstures un politiskie dokumenti
   Maskavas apgabals

Pilna teksta meklēšana:

Kur meklēt:

visur
tikai vārdā
tikai tekstā

Izeja:

aprakstu
vārdi tekstā
tikai nosaukums

Sākums\u003e Anotācija\u003e Datorzinātne

Ievads

I. NODAĻA DATORA ATMIŅA. ĀRĒJĀS ATMIŅAS IERĪCES 3

1.1. Datora atmiņa un tās veidi 3

1.2. Datora ārējā atmiņa 4

1.2.1. Magnētisks diskdziņi 6

1.2.2. Cietie diski (cietie diski) 8

1.2.3. Disketes disks 11

1.2.4. CD-ROM 14

1.2.6. Zibatmiņa 18

1.2.7. Hologrāfiskās ierīces 19

1.2.8. MODS riteņi 19

II NODAĻA. INFORMĀCIJAS UZGLABĀŠANAS IERĪČU VĒSTURE UN PERSPEKTĪVAS 20

2.1. Informācijas glabāšanas ierīču attīstības vēsture 20

2.2. Informācijas glabāšanas ierīču attīstības perspektīvas 26

Secinājums 30

Atsauces 32

1. papildinājums 33

Ievads

Visi personālie datori izmanto trīs veidu atmiņu: operatīvo, pastāvīgo un ārējo (dažādi diskdziņi). Atmiņa ir nepieciešama gan avota datiem, gan rezultātu glabāšanai. Ir nepieciešams mijiedarboties ar datora perifērijas ierīcēm un pat saglabāt attēlu uz ekrāna. Visa datora atmiņa ir sadalīta iekšējā un ārējā. Datorsistēmās darbs ar atmiņu balstās uz ļoti vienkāršiem jēdzieniem. Principā viss, kas nepieciešams datora atmiņai, ir viena bita informācijas glabāšana, lai vēlāk to varētu iegūt no turienes.

Uzglabāšanas ierīces var klasificēt pēc šādiem kritērijiem:

pēc uzglabāšanas elementu veida

funkcionālam mērķim

pēc aprites organizācijas veida

pēc lasīšanas rakstura

pēc uzglabāšanas metodes

pēc organizācijas

Kursa darba objekts ir moderna informācijas glabāšanas ierīce.

Pētījuma mērķis ir izpētīt informācijas glabāšanas ierīču vēsturi un attīstības perspektīvas mūsdienu pasaulē.

apsvērt atmiņas jēdzienu, tā veidus;

apsvērt informācijas glabāšanas ierīču jēdzienu, to veidus, ierakstīšanas, glabāšanas, lasīšanas principus, lietotāja galvenās īpašības;

izpētīt informācijas glabāšanas ierīču attīstības vēsturi un nākotnes perspektīvas.

I. NODAĻA DATORA ATMIŅA. ĀRĒJĀS ATMIŅAS IERĪCES

1.1. Datora atmiņa un tās veidi

Datora atmiņa ir ierīču komplekts programmu, ievades informācijas, starpposma rezultātu un izejas datu glabāšanai. Atmiņas klasifikācija ir parādīta 1. papildinājumā. Atmiņa ir sadalīta šādos 1 tipos:

Iekšējā atmiņa ir paredzēta, lai saglabātu salīdzinoši nelielu informācijas daudzumu, kad to apstrādā mikroprocesors. Ārējā atmiņa ir paredzēta liela apjoma informācijas ilgstošai glabāšanai neatkarīgi no tā, vai dators ir ieslēgts vai izslēgts.

Par neizdzēšamu atmiņu sauc to, kas tiek izdzēsta, izslēdzot datoru. Negaistošu atmiņu sauc par atmiņu, kas netiek izdzēsta, izslēdzot datoru.

Negaistošā iekšējā atmiņa ietver tikai lasāmo atmiņu (ROM). ROM saturs ir instalēts rūpnīcā un nemainās. Programmas, kas nodrošina datoru ierīču vadības funkciju pamatkomplektu, tiek ierakstītas ROM.

Gaistošajā iekšējā atmiņā ietilpst brīvpiekļuves atmiņa (RAM), video atmiņa un kešatmiņas atmiņa. RAM nodrošina informācijas ierakstīšanas, lasīšanas un glabāšanas režīmus, un jebkurā laikā varat piekļūt jebkurai nejauši izvēlētai atmiņas vietai. Daļa operatīvās atmiņas ir paredzēta attēlu (video atmiņas) glabāšanai. Ātrdarbīga kešatmiņa tiek izmantota, lai palielinātu datora operāciju ātrumu, un to izmanto, veicot datu apmaiņu starp mikroprocesoru un RAM.

Ārējā atmiņa var būt brīvpiekļuve un secīga piekļuve. Brīvpiekļuves atmiņas ierīces ļauj piekļūt patvaļīgam datu blokam aptuveni tādā pašā piekļuves laikā.

1.2. Datora ārējā atmiņa

Atkarībā no informācijas piekļuves veida ārējās atmiņas ierīces iedala: tiešās (nejaušās) piekļuves ierīcēs un secīgās piekļuves ierīcēs. Izmantojot tiešu piekļuvi, piekļuves laiks informācijai nav atkarīgs no tās atrašanās vietas datu nesējā. Ar secīgu piekļuvi - atkarīgs no informācijas atrašanās vietas.

VZU tiek izmantots liela apjoma informācijas - datu kopu, lietotāju programmu un operētājsistēmu - glabāšanai. Skaitļošanas sistēmas darbības procesā pēc nepieciešamības operatīva informācijas masīvu apmaiņa starp VZU un galveno atmiņu.

Lai strādātu ar ārējo atmiņu, jums jābūt diskdzinim (ierīcei, kas nodrošina ierakstīšanas un (vai) informācijas lasīšanu) un atmiņas ierīcei - multividei.

Galvenie piedziņas veidi 2:

diskešu diskdziņi (HMD);

brauc tālāk cieta magnētiskā  diski (HDD);

magnētiskie lenšu diskdziņi (NML);

cD-ROM, CD-RW, DVD diskdziņi.

Tie atbilst galvenajiem plašsaziņas līdzekļu veidiem:

elastīgs magnētiskie diski  (Disketes disks) (ar diametru 3,5 ’’ un ietilpību 1,44 MB), noņemamu datu nesēju diskdziņi;

cietie magnētiskie diski (cietais disks);

kārtridži straumētājiem un citi NML;

cD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Uzglabāšanas ierīces parasti iedala tipos un kategorijās saistībā ar to darbības principiem, darbības un tehniskajiem, fizikālajiem, programmatūras un citiem raksturlielumiem. Tātad, piemēram, saskaņā ar darbības principiem izšķir šādus ierīču veidus: elektroniskas, magnētiskas, optiskas un jauktas - magneto-optiskas. Katra veida ierīce tiek organizēta, pamatojoties uz atbilstošo tehnoloģiju digitālās informācijas glabāšanai / reproducēšanai / ierakstīšanai. Tāpēc saistībā ar datu nesēja veidu un tehnisko noformējumu pastāv: elektroniskās, diska un lentes ierīces.

Diskdziņu un datu nesēju galvenās īpašības 3:

informācijas kapacitāte;

informācijas apmaiņas ātrums;

informācijas glabāšanas uzticamība.

Ļaujiet mums sīkāk pakavēties pie iepriekš minēto diskus un nesējiem.

1.2.1. Magnētiskie diskdziņi

Magnētisko atmiņas ierīču darbības princips ir balstīts uz informācijas glabāšanas metodēm, izmantojot materiālu magnētiskās īpašības. Parasti magnētiskās atmiņas ierīces sastāv no faktiskām informācijas lasīšanas / rakstīšanas ierīcēm un magnētiskā datu nesēja, uz kura tieši tiek ierakstīts un no kura tiek nolasīta informācija. Magnētiskās atmiņas ierīces parasti iedala tipos saistībā ar datu nesēja veiktspēju, fiziskajiem un tehniskajiem parametriem utt. Visbiežāk izšķir: diska un lentes ierīces. Magnētisko datu glabāšanas ierīču vispārējā tehnoloģija sastāv no barotnes daļu magnetizēšanas ar mainīgu magnētisko lauku un tādas informācijas nolasīšanu, kas kodēta kā mainīgas magnetizācijas apgabali. Diska vide, kā likums, tiek magnetizēta gar koncentriskiem laukiem - sliežu ceļiem, kas atrodas gar visu diskotēkas rotējošās vides plakni. Ieraksts tiek veikts ciparu kodā. Magnetizācija tiek panākta, izveidojot mainīgu magnētisko lauku, izmantojot lasīšanas / rakstīšanas galviņas. Galvas ir divas vai vairākas magnētiski vadītas shēmas ar serdeņiem, kuru tinumi tiek piegādāti ar maiņstrāvu. Izmaiņas sprieguma polaritātē izraisa izmaiņas magnētiskā lauka magnētiskās indukcijas līniju virzienā un, nesēja magnetizējot, nozīmē informācijas bita vērtības izmaiņas no 1 līdz 0 vai no 0 līdz 1.

Diska ierīces ir sadalītas elastīgajos (disketes) un cietajos (cietais disks) diskdziņos un datu nesējos. Diska magnētisko ierīču galvenais īpašums ir informācijas ierakstīšana vidē uz koncentriskiem slēgtiem celiņiem, izmantojot informācijas fizisko un loģisko digitālo kodēšanu. Plakanā diska datu nesējs rotē lasīšanas / rakstīšanas laikā, kas nodrošina visa koncentriskā celiņa uzturēšanu, lasīšana un rakstīšana tiek veikta, izmantojot magnētiskās lasīšanas / rakstīšanas galviņas, kuras ir novietotas gar barotnes rādiusu no viena celiņa uz otru. Diska ierīces parasti izmanto ierakstīšanas metodi, ko sauc par nulles atgriešanās metodi (NRZ). NRZ ierakstīšana tiek veikta, mainot magnetizācijas strāvas virzienu lasīšanas / rakstīšanas galviņu tinumos, izraisot apgrieztas izmaiņas magnētisko galvu serdeņu magnetizācijas polaritātē un attiecīgi mainot nesošo sekciju magnetizāciju gar koncentriskiem celiņiem laika gaitā un pārvietojoties pa nesēja apkārtmēru. Šajā gadījumā nav svarīgi, vai magnētiskā plūsma mainās no pozitīva virziena uz negatīvu vai otrādi, svarīgs ir tikai polaritātes maiņas fakts.

Informācijas ierakstīšanai, kā likums, tiek izmantotas dažādas informācijas kodēšanas metodes, taču visas no tām ierosina kā informācijas avotu izmantot nevis nesēja elementārā magnetizētā punkta magnētisko indukcijas līniju virzienu, bet gan indukcijas virziena maiņu, pārvietojoties gar nesēju pa koncentrētu sliežu ceļu. Šis princips prasa ciešu bitu straumes sinhronizāciju, ko panāk ar kodēšanas metodēm. Datu kodēšanas metodes neietekmē straumes virziena izmaiņas, bet tikai norāda to izplatīšanas secību laika gaitā (datu straumes sinhronizācijas metode), lai lasot šo secību varētu pārveidot par sākotnējiem datiem 4.

1.2.2. Cietie diski (cietie diski)

Cietā diska diskdziņi vienā korpusā apvieno datu nesēju (multividi) un lasītāju / rakstītāju, kā arī bieži saskarnes daļu, ko sauc par pašu kontrolieri. cietais disks. Tipisks cietā diska dizains ir viena ierīce - kamera, kuras iekšpusē ir viens vai vairāki diska datu nesēji, kas uzstādīti uz vienas vārpstas, un lasīšanas / rakstīšanas galviņu bloks ar to kopējo piedziņas mehānismu. Parasti turētāju un galviņu kameras tuvumā atrodas galviņu, disku un bieži saskarnes daļas un / vai kontroliera vadības shēmas. Ierīces interfeisa kartē atrodas diska ierīces faktiskais interfeiss, un kontrolieris ar tā saskarni atrodas pašā ierīcē. Piedziņas ķēdes ir savienotas ar interfeisa adapteri, izmantojot cilpu komplektu.

Informācija tiek ierakstīta koncentriskos ierakstos, kas vienmērīgi izvietoti plašsaziņas līdzekļos. Vairāk nekā viena diska gadījumā visu cilindru skaitu, ko visi celiņi atrodas viens zem otra, sauc par cilindru. Lasīšanas / rakstīšanas operācijas tiek veiktas pēc kārtas pa visām cilindru sliedēm, pēc tam galvas tiek pārvietotas jaunā stāvoklī.

Aizzīmogotā kamera aizsargā nesējus ne tikai no mehānisko putekļu daļiņu iekļūšanas, bet arī no elektromagnētisko lauku iedarbības. Jāatzīmē, ka kamera nav pilnībā saspringta, jo Tas ir savienots ar apkārtējo atmosfēru, izmantojot īpašu filtru, kas izlīdzina spiedienu kamerā un ārpus tās. Tomēr gaiss kamerā ir pēc iespējas bez putekļiem. mazākās daļiņas var izraisīt disku magnētiskā pārklājuma bojājumus un datu un ierīces veiktspējas zaudēšanu.

Diski rotē pastāvīgi, un apdrukājamā materiāla griešanās ātrums ir diezgan augsts (no 4500 līdz 10 000 apgr./min.), Kas nodrošina lielu lasīšanas / rakstīšanas ātrumu. Atbilstoši nesēja diametra lielumam visbiežāk tiek ražoti 5,25, 3,14, 2,3 collu diski. Neizņemamo cieto disku datu nesēja diametrs neliek nekādus ierobežojumus datu nesēju savietojamībai un pārnesamībai, izņemot personālo datoru lietas formas faktorus, tāpēc ražotāji to izvēlas atbilstoši saviem apsvērumiem.

Pašlaik lasīšanas / rakstīšanas galvu pozicionēšanai visbiežāk izmanto pozicionēšanas mehānismu pakāpju un lineāros motorus un galvas kustības mehānismus kopumā.

Sistēmās ar pakāpju mehānismu un motoru galvas pārvietojas par noteiktu daudzumu, kas atbilst attālumam starp sliedēm. Pakāpienu diskrētums ir atkarīgs vai nu no pakāpiena motora īpašībām, vai arī to nosaka diska servo zīmes, kurām var būt magnētisks vai optisks raksturs. Magnētisko atzīmju nolasīšanai tiek izmantota papildu servogalva, un optisko tagu lasīšanai tiek izmantoti speciāli optiskie sensori.

Sistēmās ar lineāru piedziņu galviņas pārvieto ar elektromagnētu, un vajadzīgās pozīcijas noteikšanai tiek izmantoti speciāli apkalpošanas signāli, kas ierakstīti uz nesēja tā izgatavošanas laikā un nolasa, pozicionējot galviņas. Daudzas servoierīces izmanto visu virsmu un īpašu galvu vai optisko sensoru. Šo servo datu organizēšanas metodi sauc par speciālu servo signālu reģistru. Ja servo signāli tiek ierakstīti tajos pašos celiņos kā dati un tiem ir atvēlēts īpašs servo sektors, un lasīšanu veic tās pašas galvas kā datu lasīšanu, tad šo mehānismu sauc par iebūvētu servo signālu ierakstīšanu. Specializēts ierakstīšana nodrošina ātrāku veiktspēju, bet iebūvētais - palielina ierīces jaudu.

Lineārie piedziņas kustina galviņas daudz ātrāk nekā pakāpienu piedziņas, turklāt tās ļauj nelielas radiālas kustības “sliežu ceļa” iekšpusē, ļaujot izsekot servo celiņa apkārtmēru centram. Tas nodrošina, ka galvas novietojums ir labākais lasīšanai no katra ceļa, kas ievērojami palielina nolasāmo datu ticamību un novērš vajadzību pēc laikietilpīgām korekcijas procedūrām. Parasti visām ierīcēm ar lineāro piedziņu ir automātisks lasīšanas / rakstīšanas galvu novietošanas mehānisms, kad ierīce ir izslēgta.

Galvas novietošana stāvvietā ir process, kurā tos pārvieto drošā stāvoklī. Šī ir tā saucamā galvu “stāvēšanas” pozīcija disku vietā, kur galvas atrodas. Parasti nekāda informācija netiek reģistrēta, izņemot servo datus, tā ir īpaša “nosēšanās zona”. Lai fiksētu galvu piedziņu šajā pozīcijā, vairums dzelzceļu izmanto nelielu pastāvīgo magnētu, kad galviņas ieņem stāvēšanas pozīciju - šis magnēts saskaras ar korpusa pamatni un uztur galvu stāvokli no nevajadzīgas vibrācijas. Kad piedziņa sāk darboties, lineārā motora vadības ķēde “saplēš” aizbīdni, piegādājot motoram pastiprinātu strāvas impulsu, pozicionēšanas galviņas. Daudzi diski izmanto arī citas fiksācijas metodes, piemēram, uz gaisa plūsmu, ko rada disku rotācija. Autostāvvietā piedziņu var pārvadāt diezgan sliktos fiziskos apstākļos (vibrācija, trieciens, trieciens), piemēram nav briesmu, ka galviņas var sabojāt nesēja virsmu. Pašlaik visās mūsdienu ierīcēs piedziņas galviņas automātiski novieto kontroliera iekšējās shēmas, kad strāva tiek izslēgta, un tai nav vajadzīgas nekādas papildu programmatūras darbības, kā tas bija pirmajos modeļos.

Darbības laikā visas piedziņas mehāniskās daļas tiek pakļautas termiskai izplešanās iedarbībai, un mainās attālums starp sliedēm, vārpstas asīm un lasīšanas / rakstīšanas galvu pozicionētāju. Vispārējā gadījumā tas nekādā veidā neietekmē piedziņas darbību, jo stabilizēšanai tiek izmantota atgriezeniskā saite, tomēr daži modeļi laiku pa laikam pārkalibrē galvas piedziņu, kurai pievieno raksturīgu skaņu, kas sākotnējā iesākumā atgādina skaņu, pielāgojot sistēmu mainītajiem attālumiem.

Mūsdienu cietā diska diskdziņa elektronikas plate ir neatkarīgs mikrodators ar savu procesoru, atmiņu, ievades / izvades ierīcēm un citiem tradicionāliem atribūtiem, kas raksturīgi datoram. Plātnei var būt daudz slēdžu un džemperu, taču ne visi no tiem ir paredzēti lietotāja lietošanai. Parasti lietotāja rokasgrāmatās aprakstīts tikai džemperu mērķis, kas saistīts ar ierīces loģiskās adreses un tā darbības režīma izvēli, un piedziņām ar SCSI interfeisu - džemperi, kas atbildīgi par rezistora mezgla vadību (slodzes stabilizēšana ķēdē) 5.

1.2.3. Disketes diskdzinis

Galvenie piedziņas iekšējie elementi ir disketes rāmis, vārpstas motors, piedziņas galvas bloks un elektronikas plāksne.

Vārpstas motors ir plakans daudzpoļu motors ar pastāvīgu griešanās ātrumu 300 apgr./min. Galvas bloka piedziņas motors ir pakāpiens ar tārpa, zobratu vai jostas piedziņu.

Lai identificētu disketes īpašības, uz elektronikas plates netālu no piedziņas priekšējā gala ir uzstādīti trīs mehāniskie spiediena sensori: divi zem aizsardzības un ierakstīšanas blīvuma caurumiem, bet trešais aiz blīvuma sensora, lai noteiktu, kad diskete nolaižas. Slotā ievietotā diskete nonāk disketes iekšpusē, kur no tā slīd aizsargžalūzija, un pats rāmis tiek noņemts no aizbāžņa un nolaists uz leju - disketes metāla gredzens balstās uz vārpstas motora vārpstas, bet disketes apakšējā virsma - uz apakšējās galvas (0. puse). ) Tajā pašā laikā tiek atbrīvota augšējā galva, kas atsperes iedarbībā tiek piespiesta pie disketes augšējās puses. Lielākajai daļai disku rāmja nolaišanas ātrums nekādā veidā nav ierobežots, tāpēc galviņas izdara ievērojamu triecienu disketes virsmās, un tas ievērojami samazina to drošas darbības periodu. Dažiem piedziņas modeļiem (Teac, Panasonic, ALPS) ir mikropacelšanas moderators, lai vienmērīgi nolaistu rāmi. Lai pagarinātu diskešu un galvu dzīvi diskdziņos bez mikropacelšanas, ievietojot disketi, ieteicams turēt piedziņas pogu ar pirkstu, novēršot rāmja pārāk strauju kritienu. Uz vārpstas motora vārpstas ir gredzens ar magnētisko slēdzeni, kas motora griešanās sākumā cieši uztver disketes gredzenu, vienlaikus centrējot to uz vārpstas. Lielākajā daļā piedziņas modeļu signāls no disketes uz leju sensora izraisa īslaicīgu motora sākšanu, lai to uztvertu un centrētu.

Piedziņa ir savienota ar kontrolieri, izmantojot 34 vadu kabeli, kurā pat vadi ir signāls, un nepāra vadi ir izplatīti. Vispārējā saskarnes opcija nodrošina ne vairāk kā četru disku savienošanu ar kontrolieri un ne vairāk kā divu - IBM PC. Parasti piedziņas ir savienotas pilnīgi paralēli viena otrai, un piedziņas numuru (0..3) nosaka ar džemperiem uz elektronikas plates; IBM PC versijā abi diskdziņi ir numur 1, bet ir savienoti, izmantojot kabeli, kurā atlases signāli (vadi 10-16) ir apgriezti starp abu diskdziņu savienotājiem. Dažreiz 6. tapu noņem no piedziņas savienotāja, šajā gadījumā spēlējot mehāniskās atslēgas lomu. Piedziņas saskarne ir diezgan vienkārša un ietver signālus ierīces izvēlei (četras ierīces vispārējā gadījumā, divas - IBM PC versijai), dzinēja iedarbināšanu, galvu pārvietošanu vienā rakstīšanas solī, datu lasīšanu / rakstīšanu, kā arī informācijas signālus no piedziņas - trases sākumu , galvu uzstādīšanas pazīme uz nulles (ārējā) sliežu ceļa, signāli no sensoriem utt. Visu darbu ar informācijas kodēšanu, dziesmu un sektoru meklēšanu, sinhronizāciju, kļūdu labošanu veic kontrolieris.

Diskete vai diskete ir kompakta zema ātruma mazas ietilpības vide informācijas glabāšanai un pārsūtīšanai. Ir divu izmēru disketes: 3,5 ”, 5,25”, 8 ”(pēdējie divi veidi ir novecojuši).

Strukturāli diskete ir magnētiska diska diskete, kas ir ietverta korpusā. Disketē ir caurums piedziņas spirālei, caurums piekļuvei lasīšanas / rakstīšanas galviņām (aizvērts ar dzelzs slēģi 3,5 collās), izgriezums vai ierakstīšanas aizsardzības caurums. Papildus disketei 3.5 ”- augsta blīvuma diskete - noteikta blīvuma (augsts / zems) caurums. Ja diska atvērums ir atvērts, 3,5 disketi ir aizsargāti pret ierakstīšanu.

Disketēm tiek izmantots šāds apzīmējums:

SS viena puse - vienpusējs disks (viena darba virsma).

DS abpusējā puse - divpusējs disks.

SD viens blīvums - viens blīvums.

DD dubultā blīvums - dubultā blīvums.

HD augsts blīvums

Diskešu disks būtībā ir līdzīgs a cietie diski. Disketes rotācijas ātrums ir apmēram 10 reizes lēnāks, un galviņas pieskaras diska virsmai. Būtībā disketes informācijas struktūra - gan fiziska, gan loģiska - ir tāda pati kā cietajā diskā. Runājot par loģiskā struktūra  uz disketes nav nodalījumu 6. tabulas.

1.2.4. CD-ROM

Visizplatītākais optisko tehnoloģiju pārstāvis ir kompaktdisks, ko raksturo:

Lielāka uzticamība nekā cietais disks

Liela ietilpība, apmēram 700 MB

CD-ROM praktiski nav nolietojies

CD-ROM minimālais datu pārsūtīšanas ātrums ir 150 Kb / s un palielinās atkarībā no diskdziņa modeļa, t.i. 52 ātrumu CD-ROM, būs 52 * 150 \u003d 7,8 Mb / s.

Tipisks piedziņa sastāv no elektronikas paneļa, vārpstas motora, optiskas lasīšanas galviņas sistēmas un diska ielādes sistēmas. Elektronikas panelī ir visas piedziņas vadības shēmas, saskarne ar datora kontrolieri, interfeisa savienotāji un audio izeja.

Vārpstas motoru izmanto, lai disku pagrieztu ar nemainīgu vai mainīgu lineāru ātrumu. Lai uzturētu nemainīgu lineāru ātrumu, ir jāmaina diska leņķiskais ātrums atkarībā no optiskās galvas stāvokļa. Meklējot fragmentus, disks var griezties ar lielāku ātrumu nekā lasot, tāpēc no vārpstas motora ir vajadzīgs labs dinamiskais raksturojums; motoru izmanto gan paātrināšanai, gan diska bremzēšanai.

Uz vārpstas motora ass ir piestiprināts statīvs, pie kura pēc iekraušanas tiek piespiests disks. Statīva virsma parasti ir pārklāta ar gumiju vai mīkstu plastmasu, lai novērstu diska slīdēšanu. Disku piestiprina pie statīva, izmantojot paplāksni, kas atrodas diska otrā pusē; statīvs un paplāksne satur pastāvīgus magnētus - spēku, kura pievilcība izspiež paplāksni caur disku uz statīvu.

Galvas optisko sistēmu veido pati galva un tās kustības sistēma. Galva satur lāzera izstarotāju, kura pamatā ir infrasarkanā lāzera LED, fokusēšanas sistēmu, fotodetektoru un priekšpastiprinātāju. Fokusēšanas sistēma ir pārvietojama lēca, ko darbina balss spoles elektromagnētiskā sistēma (balss spole) un kas izgatavota pēc analoģijas ar kustīgu skaļruņu sistēmu. Izmaiņas magnētiskā lauka stiprumā izraisa objektīva kustību un lāzera stara fokusēšanu.

Diska iekraušanas sistēma tiek veikta divās versijās: izmantojot speciālo diska (caddy) korpusu, kas ievietots piedziņas uztveršanas atverē, un izmantojot bīdāmo paliktni (paplāti), uz kura disks ir novietots.

Standarta disks sastāv no trim slāņiem: polikarbonāta substrāta, uz kura ir uzspiests diska reljefs, no tā piesūcināts alumīnija, zelta, sudraba vai cita sakausējuma atstarojošs pārklājums un plānāks polikarbonāta vai lakas aizsargslānis, uz kura ir uzlikti uzraksti un zīmējumi. Diska informatīvo reljefu veido spirālveida ceļš, kas iet no centra uz perifēriju, gar kuru atrodas padziļinājumi (bedres). Informāciju kodē mainīgas bedres un spraugas starp tām.

Informācijas nolasīšana no diska notiek, reģistrējot mazjaudas lāzera starojuma intensitātes izmaiņas, kas atspoguļojas no alumīnija slāņa. Uztvērējs vai fotosensors nosaka, vai staru kūlis atstarojas no gludas virsmas, vai tas bija izkliedēts vai absorbēts. Stara izkliede vai absorbcija notiek vietās, kur ierakstīšanas procesā tika izmantotas padziļinājumi (gājieni). Spēcīgs starojuma atstarojums notiek, ja šo ieplaku nav. Fotosensors, kas atrodas CD-ROM diskdzinī, uztver izkliedētu staru, kas atspoguļojas no diska virsmas. Tad šī informācija elektrisko signālu veidā tiek padota mikroprocesoram, kas šos signālus pārvērš bināros datos vai skaņā.

Katra diska gājiena dziļums ir 0,12 μm, platums - 0,6 μm. Tie atrodas pa spirālveida ceļu, kura attālums starp blakus esošajiem pagriezieniem ir 1,6 μm, kas atbilst blīvumam 16 000 pagriezienu uz collu vai 625 pagriezieniem uz milimetru. Triecienu garums ierakstīšanas celiņā var būt no 0,9 līdz 3,3 mikroniem. Sliede sākas attālumā no centra cauruma un beidzas apmēram 5 mm no ārējās malas.

Ja ir nepieciešams atrast vietu noteiktu datu ierakstīšanai kompaktdiskā, tad tā koordinātas provizoriski tiek nolasītas no diska satura tabulas, pēc tam lasītājs pāriet uz vēlamo spirāles pagriezienu un gaida, kad parādīsies noteikta bitu secība.

Katrā diska blokā, kas ierakstīts CD-DA (audio kompaktdiskā) formātā, ir 2352 baiti. CD-ROM diskā 304 no tiem tiek izmantoti kļūdu kodu sinhronizēšanai, identificēšanai un labošanai, bet atlikušie 2048 baiti tiek izmantoti noderīgas informācijas glabāšanai. Tā kā sekundē tiek nolasīti 75 bloki, datu lasīšanas ātrums no CD-ROM diskiem ir 153 600 baiti / s (viena ātruma CD-ROM), kas ir vienāds ar 150 Kb / s. Tā kā maksimālais datu apjoms, ko var nolasīt 74 minūtes un 75 bloki 2048 baitiem, tiek nolasīts sekundē, ir viegli aprēķināt, ka kompaktdiska maksimālā ietilpība būs 681 984 000 baitu (apmēram 650 MB).

CD-ROM diskdziņa algoritms.

Pusvadītāju lāzers ģenerē mazjaudas infrasarkano staru, kas trāpa atstarojošajā spogulī.

Servomotors pēc iebūvētā mikroprocesora norādījumiem pārvieto kārbu ar atstarojošu spoguli uz vēlamo kompaktdiska ierakstu.

No diska atstaroto staru fokusē objektīvs, kas atrodas zem diska, tas tiek atspoguļots no spoguļa un nonāk atdalīšanas prizmā.

Atdalīšanas prizma novirza atstaroto staru uz citu fokusēšanas objektīvu.

Šis objektīvs novirza atstaroto staru uz fotosensoru, kas gaismas enerģiju pārvērš elektriskos impulsos.

Signālus no fotosensora dekodē iebūvētais mikroprocesors un datu formā pārraida uz datoru.

Tā kā katrs bits ir svarīgs programmu un datu failiem, CD-ROM diskdziņi izmanto ļoti sarežģītus kļūdu noteikšanas un labošanas algoritmus. Pateicoties šādiem algoritmiem, nepareizas datu nolasīšanas varbūtība ir mazāka par 0,125.

Lai ieviestu šīs kļūdu labošanas metodes, katram 2048. noderīgajam baitam tiek pievienoti 288 vadības baiti. Tas ļauj atgūt pat ļoti bojātas datu secības (līdz 1000 kļūdu bitiem garumā). Šādu sarežģītu metožu izmantošana kļūdu noteikšanai un labošanai ir saistīta, pirmkārt, ar to, ka kompaktdiski ir ļoti jutīgi pret ārējām ietekmēm, un, otrkārt, tāpēc, ka šādi datu nesēji sākotnēji tika izstrādāti tikai audio signālu ierakstīšanai, kuru precizitātes prasības nav tik augsts 7.

1.2.5. DVD

Turpmāka attīstība optiskās ierakstīšanas jomā noveda pie DVD standarta parādīšanās. Šāda formāta kompaktdiska izmērs ir tāds pats (4,75 ”) kā kompaktdiskam, taču tam ir liela ietilpība. Lai panāktu datu glabāšanas blīvuma seškārtīgu pieaugumu, salīdzinot ar CD-R (RW), bija jāmaina divi galvenie ierakstīšanas ierīču raksturlielumi: ierakstīšanas lāzera viļņa garums un objektīva relatīvā diafragma, kas to fokusē. CD-R tehnoloģijā tiek izmantots infrasarkanais lāzers ar viļņa garumu 780 nanometri (nm), savukārt DVD-R (RW) izmanto sarkano lāzeru ar viļņa garumu vai nu 635, vai 650 nm. Tajā pašā laikā tipiskas CD-R (RW) ierīces relatīvā objektīva atvērums ir 0,5, bet DVD-R (RW) ierīces - 0,6. Šādus aprīkojuma raksturlielumus var piemērot dVD-R diski(RW) tagu izmērs ir tikai 0,40 mikroni, kas ir daudz mazāk nekā minimālie CD-R (RW) tagi - 0,834 mikroni.

DVD disks ir vide, kurā var būt visa veida informācija, kas parasti atrodama masveidā ražotos DVD diskos: video, audio, attēli, datu faili, multivides lietojumprogrammas utt. Atkarībā no ierakstītās informācijas veida DVD-R un DVD-RW var izmantot standarta DVD atskaņošanas ierīcēs, ieskaitot lielāko daļu DVD-ROM diskdziņu un DVD-Video atskaņotāju.

Dažu DVD formātu iezīmes.

1.2.6. Zibatmiņa

Ar zibatmiņas parādīšanos elektronikas ražotāji varēja bez problēmām un izmaksām aprīkot ierīces ar jauna veida glabāšanu. Tam bija priekšrocības - mazs enerģijas patēriņš, augsta uzticamība un izturība pret ārējām ietekmēm un slodzēm.

USB Zibatmiņas disks  - portatīva ierīce datu glabāšanai un pārsūtīšanai no viena datora uz otru. Kompakts, viegls, ērts un pārsteidzoši viegli lietojams. Tās darbībai nav nepieciešami ne savienojošie kabeļi, ne barošanas avoti, ne arī papildu programmatūra. Īpašības USB zibspuldze  Disks: ātrgaitas USB datu pārsūtīšana, rakstīšanas aizsardzība ar slēdzi uz korpusa, aizsardzība ar paroli, bez draiveriem un ārējas barošanas, to var formatēt kā sāknēšanas disku, datu glabāšana līdz 10 gadiem.

1994. gadā SanDisk ieviesa CompactFlash specifikācijas pirmo pārskatīšanu. CompactFlash bāzes diskdziņu ietilpības teorētiskais ierobežojums ir 137 GB. Pašlaik tirgū ir pieejami modeļi ar ietilpību no 16 MB līdz 12 GB 8.

1.2.7. Hologrāfiskās ierīces

Hologrāfiskā ierakstīšana ļauj ierakstīt līdz 1,6 TB datu standarta izmēra diskā. Zināšanas būtība ir diezgan vienkārša. Ierakstīšanai lāzera stars tiek sadalīts atsauces un signāla plūsmās, pēdējais tiek apstrādāts, izmantojot telpiskās gaismas modulatoru (Spatial Light Modulator - SLM). Šī ierīce pārveido glabāšanai paredzētos datus, kas sastāv no 0 un 1 sekvencēm, par “šaha lauku” ar gaišiem un tumšiem punktiem - katrs šāds lauks satur apmēram miljonu informācijas bitu.

Pēc atskaites staru kūļa un “šaha paneļa” projekcijas krustojuma tiek izveidota hologramma, un uz nesēja reģistrē traucējumus. Mainot atskaites stara slīpuma leņķi, kā arī tā viļņa garumu vai nesēja stāvokli, vienā un tajā pašā apgabalā vienlaikus var reģistrēt vairākas dažādas hologrammas - šo procesu sauc par multipleksēšanu. Lai nolasītu datus, pietiek ar to, lai disks tiktu apgaismots ar atbilstošo atskaites staru un “nolasītu” iegūto hologrammas sadaļu, faktiski - ļoti “šaha galdiņu” -, izmantojot sensoru. Tātad sākotnējie informācijas biti tiek atjaunoti. Papildus uzglabāšanas apjomiem tehnoloģijā iespaidīgi ir arī citi raksturlielumi. Tā, piemēram, deklarētais datu pārsūtīšanas ātrums ir 960 Mbit / s.

1.2.8. MOD

Londonas Imperiālās koledžas fiziķi ir izveidojuši kompaktdiska vai DVD diska izmēra optisko disku, kurā ir 1 terabaits datu (472 stundas augstas kvalitātes video). Jaunā formāta nosaukums ir MODS (Multiplexed Optical Data Storage). Tās noslēpums slēpjas ne tikai vienas pitas lielumā vai to ciešajā iesaiņojumā. Galvenais jauninājums ir tāds, ka viena bedre MODS kodē nevis vienu bitu (1 vai 0, tāpat kā visas ierakstīšanas sistēmas), bet desmitiem bitu. Fakts ir tāds, ka katra bedre jaunajā formātā nav simetriska. Tajā ir neliels papildu dobums, kas ir padziļināts vienā no 332 leņķiem. Viņi izveidoja aprīkojumu un īpašu programmatūru, kas precīzi identificē smalkas gaismas atstarojuma atšķirības no šādām bedrēm. Saskaņā ar fiziķu prognozēm, sērijveida MODS diski un diskdziņi var nonākt tirgū laikposmā no 2010. līdz 2015. gadam, ja tiek finansēts turpmākais grupas darbs. Interesanti, ka šie diskdziņi būs savietojami ar DVD un CD, lai gan, protams, pašreizējie MODS diskdziņi nevarēs nolasīt 9.

Apsvērto VZU tipu galvenās lietotāja īpašības ir norādītas 2. papildinājumā.

II NODAĻA. INFORMĀCIJAS UZGLABĀŠANAS IERĪču VĒSTURE UN PERSPEKTĪVAS

2.1. Informācijas glabāšanas ierīču attīstības vēsture

Tālais 1898. gads ir jāuzskata par atskaites punktu magnētiskās atmiņas attīstībā. Tieši tajā gadā dāņu inženieris W. Poulsen demonstrēja ierīci, kas varēja ierakstīt runu uz tērauda stīgas. Poulsens pārcēlās no viena stieples gala uz otru, runājot mikrofonā, kas savienots ar elektromagnētisko spoli. Kad Poulsens atgrieza grozu sākotnējā stāvoklī un nomainīja mikrofonu ar skaļruni, grozoties kustējās viņa balss. Mūsdienu informācijas magnētiskās ierakstīšanas ierīču pamats ir tas pats princips, ar vienīgo atšķirību, ka virkni aizstāj ar plānu magnētisko plēvi. Pašlaik izmantotās informācijas ierakstīšanas un lasīšanas metodes var iedalīt divās grupās: magnētiskās un optiskās.

Kopš piecdesmito gadu sākuma magnētiskās ierakstīšanas tehnoloģija ir plaši izmantota dažādos atmiņas elementos. Tā ir šī tehnoloģija, kas joprojām tiek izmantota lielākajā daļā datoru.

Mūsdienu plašsaziņas līdzekļos viens magnētiskās informācijas bits ir viens magnētiskais domēns, magnetizācijas vektora virzienu, kurā var mainīt ar ārēju lauku. Magnētiskajā ierakstīšanā tiek izmantoti tā sauktie gareniskie domēni, kuru magnetizācija ir vērsta diska plaknē. Viena bita informācijas reģistrēšana tiek veikta, piegādājot strāvu elektriskajai spolei. Informācijas lasīšanu ar šo darba shēmu var veikt dažādos veidos. Šī shēma tiek izmantota datoru, diskešu un straumētāju cieto disku apstrādes procesā. Lai ierakstītu bitus ar augstu ierakstīšanas blīvumu, ir nepieciešams, lai ne tikai attālums starp magnētisko datu nesēju un lasīšanas / rakstīšanas galvu būtu mazs, bet arī tam, lai videi pašai būtu pēc iespējas plānāka un gluda.

Viens no pazīstamākajiem magnētiskajiem materiāliem, ko izmanto ierakstīšanai, ir pulveris savienojošajā matricā (piemēram, lakā). Pulveris ir mikrodaļiņas ar lielu pastāvīgu magnetizāciju, kuras lielums ir no 0,05 līdz 1,0 μm, Curie temperatūra no 125 līdz 770 K un piespiešanas spēks I c no 22 līdz 240 kA / m (0,4-3 kOe) atkarībā no materiāla. . Y-Fe, O 3 savienojums nesenā pagātnē bija populārākais materiāls magnētisko lenšu piedziņai. Vēlāk tika parādīts, ka y-Fe-, O 3 un y-Fe 3 O 4 savienojumu cietajam šķīdumam, kā arī kobaltu saturošajam y-Fe, O 3 ir ievērojami lielāks piespiešanas spēks nekā y-Fe, O .. savienojumam. N ar ievērojami atkarīgs no daļiņu lieluma un formas un, piemēram, bārija ferīta gadījumā N ar var mainīties no 56 līdz 240 kA / m (700-3000 Oe).

Atšķirībā no pulvera materiāliem plānas plēves ir gandrīz pilnībā magnētisks materiāls, un tāpēc informācijas ierakstīšanas procesā viss plēves materiāls atrodas liela magnētiskā lauka darbības zonā. Tajā pašā laikā lasīšanas laikā atsevišķu domēnu izveidotais lauks tiek koncentrēts netālu no filmas virsmas (netālu no galvas), un tāpēc informāciju var lasīt efektīvāk. Tādējādi filmu izmantošana ļauj sasniegt augstāku ierakstīšanas blīvumu nekā pulvera materiāli. Kā materiāli informācijas ierakstīšanai izmanto, piemēram, kobalta sakausējumu plēves, kas nogulsnētas uz alumīnija vai stikla plāksnēm. Turklāt to griešanās ātrums var sasniegt 7200 apgr./min. Filma gareniskajā vidē magnētiskā slāņa biezums ir apmēram 10-50 nm. Pēdējos gados diski ar ierakstīšanas blīvumu vairākos Gbps / cm2 ir bijuši komerciāli pieejami, tas ir, viena informācijas bita izmērs ir 0,8 x 0,06 mikroni vai mazāks.

Lai neradītu plēves bojājumus, īpaši, kad disks sāk kustēties, tiek veikta disku teksturēšana: krāterveidīgi konusi, kuru augstums ir aptuveni 20 nm, rotējošam diskam tiek uzklāti ar pulsējošu lāzera starojumu. Konusi ir izvietoti spirālē, sākot no diska iekšējā rādiusa, pārējai diska virsmai ir minimāls nelīdzenums, tā darbojas un tiek izmantota magnētiskai ierakstīšanai. Paredzams, ka tuvākajā nākotnē tiks panākts gandrīz tiešs kontakts starp mediju un galvu. Šim nolūkam ir jāizmanto praktiski gludi materiāli ar biezumu 5-10 nm, kas pārklāti ar smērvielas slāni, kas nodrošina gandrīz bez berzes galvu kustību attiecībā pret diska plakni.

Arī magnētiskās ierakstīšanas materiāliem tiek izvirzītas šādas prasības: īpašību stabilitāte, mainoties temperatūrai, mehāniskie spriegumi, starojums un mitrums; neierobežots reģistrēšanas ciklu skaits un reģistrētās informācijas drošība ilgāk nekā 30 gadus; iespēja uzklāt pretberzes / aizsargpārklājumus un izmantot pamatnes ar labu aerodinamiku un, pats galvenais, ar zemām ražošanas izmaksām.

Magnētiskās ierakstīšanas priekšrocības ietver ierakstīšanas vienkāršību un augsto uzticamību (zema kļūdas iespējamība), lielāku rakstīšanas / lasīšanas ātrumu salīdzinājumā ar optiskajām sistēmām; zemas viena bita izmaksas un salīdzinoši zemās izmaksas, kas saistītas ar turpmāku ierakstu blīvuma palielināšanos. Magnētisko sistēmu trūkumi ir ierakstīšanas ātruma ierobežošana ar izmantotā gredzena induktivitāti, kā arī noteikts diska ietilpības ierobežojums. Izmantojot mehāniskās sistēmas, ierobežojumi tiek noteikti arī piekļuves laikam informācijai un galvas pozicionēšanas precizitātei.

Pašlaik informācijas magnētiskai reģistrēšanai tiek izmantotas indukcijas galviņas. Galvas darbības laikā elektriskā mikrokoku izveidotais lauks ar magnija stieples palīdzību tiek koncentrēts tiešā diska virsmas tuvumā. Atšķirībā no diska, galva var pārvietoties tikai radiālā virzienā. Dažādas orientācijas garenvirziena domēnus reģistrē, mainot strāvas virzienu mikrokodī. Ir universālas galvas, kas apvieno gan ierakstīšanas, gan atskaņošanas funkcijas. Mūsdienu cietajiem diskiem ar ietilpību 120 GB ir sešas galviņas informācijas ierakstīšanai un lasīšanai.

Visblīvākais magnētiskais ieraksts tika sasniegts, izmantojot informācijas nolasīšanai plānas plēves galviņas, kuru darbība balstās uz milzu magnētiskās pretestības efektu. Šis efekts ir materiālu pretestības izmaiņas magnētiskā lauka ietekmē. To Kungs Kelvins atklāja 1856. gadā parastā dzelzs veidā, un normālos apstākļos tas sasniedza 1/3000 no dzelzs pretestības vērtības. Zinātnieki varēja atrast vielas, kurās relatīvās pretestības izmaiņas pārsniedz 1% / Oe. Šis gigantiskais efekts tiek izmantots datoru lasīšanas galviņās, lai reģistrētu viena domēna izveidoto lauku (magnētiskais lauks uz diska virsmas nepārsniedz 20-25 Oe). Ņemiet vērā, ka mūsdienu datoros informācija tiek ierakstīta, izmantojot indukcijas galviņu, un nolasīšana tiek veikta, izmantojot ekranētu magnetoresistive galvu.

70. gadu vidū - 80. gadu sākumā fundamentālie pētījumi optiskās ierakstīšanas jomā ir sasnieguši līmeni, kas ļāva tādiem industriālajiem milžiem kā RCA, Sony un Philips uzsākt optiskās atmiņas ierīces. Pirmais optiskais disks informācijas glabāšanai tika izlaists 1985. gadā. Slavenākās šāda veida ierīces Krievijā ir kompaktdiski (CD). Katrā no informācijas nolasīšanas sistēmām no kompaktdiska ir iebūvēta lāzera diode, kas darbojas spektra tuvajā infrasarkanajā reģionā. Šī diode spēj viegli noteikt caurumus, kas radušies uz diska virsmas un kuru raksturlielums ir aptuveni 1 μm, un tādējādi nolasīt ierakstīto informāciju. Informācijas ierakstīšanas blīvuma palielināšanos optiskajos diskos zināmā mērā ierobežo tas, ka nav cietvielu lāzeru ar īsāku viļņa garumu. Izdoti kompaktdiski ļauj pārrakstīt informāciju pat simts reizes. Vislielākās ietilpības optiskās sistēmas (tā saucamā Jukebox) 278 diskos var ierakstīt līdz 1,45 Tbps.

Šo darbu loģisks turpinājums bija informācijas ierakstīšanas magneto-optiskās metodes izstrāde. Papildus iepriekš aprakstītajam gareniskajam ierakstīšanai, kas tiek izmantots magnētiskās atmiņas izveidošanai, ir arī perpendikulārs ieraksts, kurā domēna magnetizācijas vektors ir orientēts perpendikulāri diska plaknei. Šis ierakstīšanas veids tiek izmantots magneto-optiskās atmiņas sistēmās. Pirmā magnētiski optiskās sistēmas komerciālā versija netika izlaista līdz 1994. gadam.

Magnetooptiskās sistēmas savā darbā izmanto polārā Kerra efektu. Informāciju par domēna magnetizācijas orientāciju iegūst, analizējot lāzera stara polarizācijas plaknes rotācijas pakāpi, kad tā tiek atstarota no filmas (apmēram 0,3 °). Pirmajās šādās sistēmās tika izmantoti retzemju un pārejas metālu ferimagnētiski amorfie sakausējumi ar perpendikulāru magnētisko anizotropiju. Filmu sastāvs ir izvēlēts tā, lai temperatūra, kurā notiek domēna maiņa, notiktu tuvu magnētiskās kompensācijas punktam vai Kirija punktam, kur H c ievērojami samazināts. Efektīvas kompozīcijas magnetooptiskai ierakstīšanai tiek uzskatītas par GdFe, TbCo, TbFe, TbFeCo, Co / Pt, Co / Pd utt.

Pašlaik ir, piemēram, 5,25 collu pārrakstāmi noņemami (pārnēsājami) magnētiski optiskie diski ar ietilpību līdz 2,3 GB, 14 collu divpusējie diski ar ietilpību 12 GB. Paredzams, ka tuvākajā nākotnē skaitlis palielināsies līdz 20 GB pat 5,25 collu diskam (divvirzienu ierakstīšanai).

Lai ierakstītu, ir jāizpilda vairākas magnētiskas, termomagnētiskas un magneto-optiskas prasības: domēna magnētiskā momenta virzienam jābūt perpendikulāram filmas plaknei; magnetizācijas sadalījumam virs plēves jābūt izturīgai pret demagnetizējošo lauku iedarbību un nelielām temperatūras svārstībām; materiālam vajadzētu būt regulārai un reproducējamai domēna struktūrai ar domēna izmēru aptuveni 1 μm: iespēja samazināt sildīšanas laikā piespiedu spēku apmēram par apmēram; kaimiņu apgabalu izmaiņu neesamība sildot (relatīvi zema siltuma vadītspēja); pietiekams (nolasīšanai) polārā Kerra efekta lielums: maksimālā iespējamā signāla un trokšņa attiecība (vairāk nekā 25 dB) visā darba temperatūras diapazonā utt. 10

2.2. Informācijas glabāšanas ierīču attīstības perspektīvas

Svarīga zinātnisko pētījumu joma šajā jomā ir tādu efektu izpēte, kas ietekmē informācijas pārmērīgu ierakstīšanu, piemēram, siltuma ierobežojumi, tā dēvētie magnētiskie laika efekti un dažāda rakstura svārstības. Tomēr problēma nav tikai tas, kādu datu nesēju izmantot informācijas ierakstīšanai, bet arī tas, kā no šīs informācijas nesēja rakstīt un lasīt šo informāciju. Piemēram, ja lāzera stars tiek tieši izmantots informācijas rakstīšanai un lasīšanai, tad viena informācijas bita lielums nevar būt ievērojami mazāks par pusi no viļņa garuma. Digitālos video diskus jau izmanto sarkano lāzeru ar λ ≈ 630–635 nm, tuvākajā nākotnē šajā jomā tiek plaši izmantots zils pusvadītāju GaN lāzers ar viļņa garumu 410–415 nm.

Zinātnieki izstrādā vairākas optiskās metodes informācijas ierakstīšanai un glabāšanai. Visslavenākais no tiem ir tā saucamā DVD tehnoloģija, kas daļēji ir aizstājusi parasto kompaktdisku. DVD multivides izmantošana ļauj jums izveidot, piemēram, divu stundu video, kas ierakstīts vienā diskā.

Pētnieku uzmanību piesaista tuvlauka optiskā atmiņa. Tuvuma lauka optika izmanto faktu, ka gaisma var iziet cauri caurumiem, kas ir daudz mazāki par viļņa garumu λ . Tomēr gaisma var izplatīties ļoti nelielā attālumā - tā dēvētajā tuvējā lauka reģionā. Zinātnieki ierosina īstenot šo shēmu, piemēram, perforējot caurumu ar diametru aptuveni 250 nm lāzera diodes metālā pārklātajā galā. Pati ierakstīšanas tehnoloģija ir tāda, ka tiek izmantota optiskā galva, kas lido no pamatnes nelielā augstumā un satur magnētiskās ierakstīšanas ierakstīšanas gredzenu un divus optiskos elementus. Viens no šiem elementiem ir ciets iegremdēšanas objektīvs. Lēcu izmanto, lai fokusētu lāzera staru ļoti mazā vietā, kas pēc tam tiek projicēta uz diska virsmas. Pēc dažām aplēsēm, samazinot cauruma izmēru uz lāzera līdz 30 nm, var panākt ierakstīšanas blīvumu vairāk nekā 80 Gbit / cm2.

Aktīvi tiek izstrādātas ierīces, kas ļauj ierakstīt un nolasīt informāciju materiāla apjomā, tas ir, veikt trīsdimensiju informācijas glabāšanu. Trīsdimensiju (3,0 atmiņu) optiskās atmiņas izmantošana ļauj ierakstīt līdz 10 12 bitiem uz 1 cm 3. Bipa vietu materiāla apjomā var noteikt, izmantojot vienkāršas telpiskās, spektrālās vai laika koordinātas. Tā, piemēram, hologrāfiskā ierakstā, kura jēdziens radās pagājušā gadsimta 60. gados, informācija tiek saglabāta interjerā kā elektronisko attēlu “lapas”.

Ja iepriekš minētajiem DVD diskiem katrā pusē ir tikai divi informācijas slāņi, tad tagad izstrādātā divu fotonu ierakstīšanas tehnoloģija ļauj izmantot vairākus simtus slāņu katrā diska pusē (izveidotajiem prototipiem ir 100 slāņu ar 8 mm biezumu). Izmantojot šo ierakstīšanas metodi, atoms vai molekula var pāriet no viena enerģijas stāvokļa uz otru tikai tad, ja vienlaikus absorbē divus fotonus. Divu lāzera staru izmantošana ļauj viegli mainīt informācijas bitu atrašanās vietu materiāla biezumā. Izraisītās izmaiņas šajā gadījumā var reģistrēt kā izmaiņas materiāla absorbcijā, fluorescencē, atstarojumā vai elektriskajās īpašībās uzmavas vietā. Šī tehnoloģija ļaus vienā diskā, kura izmērs ir tāds pats kā CD un DVD, ietaupīt līdz 100 GB informācijas. Viena daudzsološa vide, kas, piemēram, var absorbēt vai fluorescēt, ierakstot bitus, ir spirobenzopirāns. Tomēr istabas temperatūrā tajā ierakstīto informāciju var uzglabāt ne ilgāk kā 20 stundas. Šis materiāls neierobežotu laiku var glabāt informāciju tikai -32 ° C temperatūrā, tas ir, sausā ledus temperatūrā. Tiek pētīta arī iespēja izmantot bakteriofodopsīnu un nitronafthialdehīdu (rodamīns B) fothromiskā olbaltumvielu divfotonu reģistrēšanai.

Tiek veikti pētījumi arī par jaunām informācijas trīsdimensiju ierakstīšanas iespējām, kas to savā ziņā padara četrdimensionālu. Papildus parastajai ierakstīšanas metodei tiek ierosināts arī izmantot šādu informāciju par katru ierakstīšanas punktu kā viļņa garumu, laiku vai molekulāro struktūru (piemēram, lai ierakstītu informāciju vienā un tajā pašā vietas telpā ar dažādiem viļņu garumiem). Tādējādi mikronu lieluma telpā vienā brīdī būs iespējams ierakstīt līdz 100 bitiem informācijas.

Tomēr tīri optiskām ierakstīšanas metodēm, kurās ierakstīšanas vide atrodas ievērojamā attālumā no lāzera, ir viens svarīgs ierobežojums - reģistrētās informācijas minimālais bitu lielums ir ierobežots līdz λ /2. Tas ir saistīts ar difrakcijas ierobežojumiem. Pat izmantojot zilu cietvielu lāzeru, viena bita informācijas lineārais izmērs var būt tikai aptuveni 215 nm. Kaut arī cietvielu lāzeru ar viļņa garumu, kas mazāks par 400 nm, radīšanai nav fundamentālu ierobežojumu, ar labi kontrolētu kompaktu lāzeru radīšanas grūtības ievērojami palielinās, turpinot samazināties viļņu garumam. Tādējādi jārēķinās, ka pat pilnīgas trīsdimensiju atmiņas attīstīšanas gadījumā un izmantojot zilu lāzeru, tīri optiskas metodes ļaus vienā kubikcentimetrā ierakstīt ne vairāk kā 10 "4-10 15 bitus informācijas. Lai datoros sasniegtu ierakstīšanas blīvumu 10" 4 / cm. 3 būs nepieciešami vismaz 15-20 gadi.

Pašlaik tiek izstrādāti citi optiskās atmiņas veidi, kas, piemēram, kā informācijas nesējus izmanto atsevišķas molekulas vai piedāvā pārslēgties uz daudzlīmeņu loģiku, nevis vispārpieņemto bināro.

Arī termomehānisko procesu izmantošana informācijas lasīšanai un rakstīšanai par plānām polimēru organiskām plēvēm šķiet daudzsološa. IBM zinātnieki ierosina tam izmantot tā saucamo milipedu - tūkstošiem konsoļu (jutīgi elementi), kas uzstādīti uz viena silīcija vafeļa, un katrs no konsoļiem var rakstīt un lasīt informāciju no polimēra barotnes vai no tās.

Tomēr atšķirībā no magnētiskās atmiņas tehnoloģijas attīstības šo darbu ieviešana rūpnieciskajā prototipā prasa milzīgas finansiālas izmaksas. Tajā pašā laikā līdz šim veiktie magnētiskās ierakstīšanas metodes pētījumi jau ļauj divkāršot ierakstīšanas blīvumu viena gada laikā. Magnētiskās atmiņas turpmāka attīstība neprasa pārmērīgi augstas izmaksas. Viena magnētiskās informācijas megabaita cena tagad ir samazinājusies apmēram 500 reizes no sākotnējās cenas un nepārsniedz vairākas centa desmitdaļas. Tādējādi var pieņemt, ka nākamajos 7–10 gados magnētiskie materiāli joprojām būs visvairāk izmantotais informācijas ierakstīšanas līdzeklis (vismaz datoru cietajiem diskiem) un tuvākajā nākotnē veiksmīgi konkurēs ar tīri optiskām un citām metodēm 11.

Secinājums

Apkopot kursa darba rezultātus.

Ārējā atmiņa ir paredzēta programmu un datu ilgstošai glabāšanai. Ierīces ārējā atmiņa (diskdziņi) ir nepastāvīgi, strāvas izslēgšana nezaudē datus. Tos var iebūvēt sistēmas blokā vai izgatavot neatkarīgu vienību veidā, kas savienoti ar sistēmu caur tās pieslēgvietām. Svarīga ārējās atmiņas īpašība ir tās lielums. Ārējās atmiņas apjomu var palielināt, pievienojot jaunus diskus. Ne mazāk svarīgas ārējās atmiņas īpašības ir piekļuves laiks informācijai un informācijas apmaiņas ātrums. Šie parametri ir atkarīgi no informācijas lasīšanas ierīces un piekļuves organizācijas veidam.

Informācijas apmaiņas ātrums ir atkarīgs no tā nolasīšanas vai ierakstīšanas ātruma vidē, ko savukārt nosaka šīs vides rotācijas vai kustības ātrums ierīcē.

Ārējās atmiņas ierīces, pirmkārt, ir magnētiskas ierīces informācijas glabāšanai. Izmantojot rakstīšanas un lasīšanas metodi, diskdziņi atkarībā no datu nesēja veida tiek sadalīti magnētiskajos, optiskajos un magneto-optiskajos.

Iepriekš skaitļošanā ārējās ierīces (VZU) tika klasificētas kā diskrētas informācijas glabāšanas ierīces, galvenokārt uz magnētiskajām lentēm, tvertnēm un diskiem.

   Ļoti drīz informācijas glabāšanas ierīču tirgū parādīsies jaunums - tā būs ierīce informācijas uzkrāšanai īpašos diskos, piemēram, kompaktdiskos. Viņi atbalstīs DVD standartu, un to ietilpība ir 4,72 GB, un uz tiem būs iespējams ierakstīt informāciju un dabiski lasīt vairāk nekā vienu reizi. Šī attīstība radikāli mainīs informācijas glabāšanas un glabāšanas teoriju. Šis laiks ir ļoti tuvu.

Zinātniski pamatotas prognozes apgalvo, ka elektronisko tehnoloģiju uzlabošana un jaunu, ļoti efektīvu datu nesēju izmantošana apvienojumā ar plaši izmantoto bionikas metožu izmantošanu, lai risinātu problēmas, kas saistītas ar glabāšanas ierīču sintēzi, ļaus izveidot atmiņas ierīces, kas ir tuvu cilvēka atmiņai.

Atsauču saraksts

Allanakh I. N. Ārējās atmiņas ierīces. M, 1991.

Batygov M., Denisov O. Cietie diski. M., 2001.

Gilyarovsky R.S. Datorzinātnes pamati. - M .: eksāmens, 2003. gads.

Āķis. M. Aparatūra IBM PC. Enciklopēdija - Sanktpēterburga: Pēteris, 2001.

Izvozchikov V.A. Datorzinātne jēdzienos un terminos. - M .: Izglītība, 1997. gads.

Informātika / Red. N.V. Makarova. M., 2002. gads.

Kozyrev A.A. Datorzinātne. - M .: Mihailova izdevniecība, 2003.

Ļebedevs O. N. Atmiņas mikroshēmas un to pielietojums. M., 1990. gads.

Leontiev V.P. Jaunākā datoru enciklopēdija. - M.: Prospekts, 2003. gads.

Mūsdienu tehnoloģijas pamati / Red. Khomanenko A.D. Hoffmann V.E. Maltseva P.B. M., 1998. gads.

Ostreikovskis V.A. Datorzinātne. - M.: Augstskola, 2005. gads.

Mūsdienu informācijas tehnoloģijas un tīkli. 2. vienība - M .: Mūsdienu humanitārā universitāte, 2001.

Ugrinovičs N. Datorzinātne un informācijas tehnoloģijas. - M .: BINOM, 2001.

Figurnovs V.E. IBM PC lietotājam. M., 2003. gads.

Biryukov V. Palieliniet ātrumu // Dators. - 2004. - 5. nr.

Simonovs S. Septiņi tūkstoši divi simti // Dators. - 1999. - 32. nr.

Tishin A.M. Mūsdienu datoru atmiņa. - M.: Maskavas Valsts universitāte. Lomonosovs, 2001. gads.

1. papildinājums

Atmiņas veidi

2. papildinājums

Galvenās operatīvās atmiņas īpašības

Raksturlielumi				Diskete	Streamer lente
Glabāšanas problēma		Saules spīd		Demagnetizācija, dažādi efekti	Iestrēdzis un saplēsts		Lauka ietekme
Derīguma termiņš: - garantija - teorija
Autovadītāja jautājumi
Rakstīt kļūdas
Pārrakstīt ciklus
Maksimālā ietilpība	9,1 (5,25) 2,6 (3,5)
Ierīces cena (vidēji USD)
Izplatība Krievijas Federācijā				Ļoti augsts		Ļoti zems

1 Mūsdienu informācijas tehnoloģijas un tīkli. 2. vienība. - M .: Mūsdienu humanitāro zinātņu universitāte, 2001. lpp. 15.

2 āķis. M. Aparatūra IBM PC. Enciklopēdija - Sanktpēterburga: Pēteris, 2001. 521.

3 Ugrinovičs N. Datorzinātne un informācijas tehnoloģijas. - M .: BINOM, 2001. 91-98.

Ierīces Ierīces glabāšana informācijas  dators. Iekšējā un ārējā atmiņa ... Atsauces: 10 Teorētiskais uzdevums. Ierīces glabāšana informācijas  dators. Iekšējā un ārējā datora atmiņa ...

Ierīce  ievadi informācijas

Kursa darbs \u003e\u003e Datorzinātne

... informācijas; pele - ierīcivieglāk iekļūt informācijas  uz datoru un citiem manipulatīviem ierīces. Uz ierīces  ievadi informācijas  iekļaujiet šādus datus ierīces  ... ieviest personiskā jēdzienu glabāšana informācijas. Mūsdienu cietie diski ...

Ierīce  izlaide informācijas (2)

Anotācija \u003e\u003e Datorzinātne

Tēma “ Ierīces  izlaide informācijas" Dators ir universāls ierīce  pārstrādei informācijas. ... drukāt, tas ir paredzēts glabāšana  dati ... komandu izveidošanas procesā, kā arī pagaidu glabāšana  fontu kontūras un citi dati. ...

Cilvēka atmiņā tiek saglabāta informācija, kas kodēta, izmantojot dabiskās un formālās valodas, kā arī informācija vizuālu un skaņu attēlu veidā. Tomēr par ilgstoša uzglabāšana  tiek izmantota informācija, tās uzkrāšana un pārnešana no paaudzes uz paaudzi pārvadātāji  informācija.

Datu nesējs  (informācijas nesējs) - jebkurš materiāls objekts vai nesējs, ko izmanto informācijas glabāšanai vai pārsūtīšanai.

Informācijas nesēju materiālais raksturs var būt atšķirīgs: DNS molekulas, kas glabā ģenētisko informāciju; papīrs, uz kura tiek glabāti teksti un attēli; magnētiskā lente, uz kuras tiek glabāta skaņas informācija; foto un filmu filmas, kurās tiek glabāta grafiskā informācija; atmiņas mikroshēmas, magnētiskie un lāzera diski, kuros programmas un dati tiek glabāti datorā utt.

Visi datu nesēji tiek izmantoti informācijas ierakstīšanai, glabāšanai, lasīšanai, pārsūtīšanai. Vēl nesen papīrs bija visizplatītākais informācijas nesējs. Bet laiks iet, un papīra kvalitāte vairs nav piemērota mūsdienu sabiedrībai, jo tā ir aizņemta ar arvien pieaugošu informācijas daudzumu.

Pēc ekspertu domām, dažādos plašsaziņas līdzekļos ierakstītās informācijas apjoms pārsniedz vienu eksabātu gadā (1018 baiti gadā). Apmēram 80% no visas šīs informācijas tiek glabāti digitālā formauz magnētiskiem un optiskiem datu nesējiem un tikai 20% uz analogiem datu nesējiem (papīrs, magnētiskās lentes, foto un filmu filmas).

Jebkurš informācija par datoru  uz jebkura nesēja tiek glabāts binārā (digitālā) forma. Neatkarīgi no informācijas veida (teksts, grafika, skaņa) - tās skaļumu var izmērīt bitos un baitos.

Digitālie datu nesēji  ierīces, kas ierakstītas, glabātas un nolasītas digitālais skats.

Pirmajos datoros ievades datu digitālai attēlošanai tika izmantoti papīra nesēji - perforētas kartes (kartona kartes ar caurumiem) un perforētas lentes.

Magnētisks digitālie mediji  informācijas

19. gadsimtā tika izgudrots magnētiskais ieraksts. Sākotnēji tas tika izmantots tikai skaņas glabāšanai.

Pirmās un otrās paaudzes datoros magnētiskā lente tika izmantota kā vienīgais ārējo atmiņas ierīču noņemamo datu nesēju veids. Apmēram 500 KB informācijas tika novietota uz vienas spoles ar magnētisko lenti.

Kopš 1960. gadu sākuma ir parādījušies magnētiskie diski: alumīnija vai plastmasas diski, kas pārklāti ar plānu mikronu biezu, vairāku mikronu biezu slāni. Informācija uz diska atrodas uz apļveida koncentriskām trasēm.

Ierīci, kas nodrošina informācijas rakstīšanu / lasīšanu, sauc par informācijas glabāšanas ierīci vai diskdzini. Magnētiskie diski ir grūti un elastīgi, noņemami un iebūvēti datora diskdzinī (tradicionāli tos sauc par cietajiem diskiem).

Informācijas rakstīšanas un lasīšanas magnētiskais princips

Disketēs (HDD) un cietajos diskos (HDD) vai cietajos diskos informācijas ierakstīšanas pamatā ir feromagnētu magnetizēšana magnētiskajā laukā, informācijas glabāšana balstās uz magnetizācijas saglabāšanu, un informācijas nolasīšana ir balstīta uz parādību elektromagnētiskā indukcija.

Informācijas ierakstīšanas procesā uz elastīgiem un cietiem magnētiskajiem diskiem piedziņas galva ar magnētiski mīksta materiāla kodolu (zema atlikušā magnetizācija) pārvietojas pa magnētiski stingrā nesēja magnētisko slāni (liela atlikusī magnetizācija). Elektromagnētiskajai galvai tiek piegādāta elektrisko impulsu secība (loģisko vienību un nulles secība), kas galvā rada magnētisko lauku. Rezultātā nesēja virsmas elementi tiek secīgi magnetizēti (loģiskā vienība) vai nav magnetizēti (loģiskā nulle). Lasot informāciju, kad magnētiskā galva pārvietojas virs nesēja virsmas, magnetizētās nesēja sekcijas tajā rada strāvas impulsus (elektromagnētiskās indukcijas parādība). Šādu impulsu secības tiek pārsūtītas gar stumbru uz brīvpiekļuves atmiņa  dators.

Ja nav spēcīgu magnētisko lauku un augstas temperatūras, nesēja elementi ilgstoši (gadus un gadu desmitus) var saglabāt savu magnetizāciju.

Disketes

Vēl nesen personālie datori bija aprīkoti ar diskešu diskdzini (HDD), kuru cenu sarakstos sauca par FDD - Floppy Disk Drive (disketes diskdzinis). Pašas disketes tiek sauktas par disketēm. Visizplatītākais disketes tips ar diametru 3,5 collas (89 mm) satur 1,44 MB informācijas.

Pati 3,5 collu diskete ar magnētisko slāni, kas uz tā ir novietota, ir ievietota cietā plastmasas aploksnē, kas aizsargā disketi no mehāniskiem bojājumiem un putekļiem.

Lai magnētiskās lasīšanas un rakstīšanas galviņas varētu piekļūt disketei, tās plastikāta apvalkā ir sprauga, kuru aizver metāla vārsts. Vārsts automātiski slīd, kad disketē ir ievietots diskdzinis.

Disketes centrā ir ierīce diska uztveršanai un griešanās nodrošināšanai plastmasas korpusa iekšpusē. Disketi ievieto diskdzinī, kas to rotē ar nemainīgu leņķisko ātrumu. Šajā gadījumā piedziņas magnētiskā galva tiek uzstādīta uz konkrēta koncentriska diska (celiņa) ceļa, uz kura tiek veikts ieraksts vai no kura tiek nolasīta informācija.

Abas disketes puses ir pārklātas ar magnētisko slāni, un katrai pusei ir 80   koncentriski celiņi (celiņi) datu ierakstīšanai. Katra trase ir sadalīta 18   sektoriem, un katrā sektorā var uzrakstīt datu bloku ar izmēru 512 baiti.

Veicot lasīšanas vai rakstīšanas darbības, diskete griežas piedziņā, un lasīšanas-rakstīšanas galviņas tiek uzstādītas vajadzīgajā celiņā un iegūst piekļuvi norādītajam sektoram.

Informācijas rakstīšanas un lasīšanas ātrums ir aptuveni 50 Kb / s. Diskete griežas piedziņā ar ātrumu 360 apgr./min.

Lai saglabātu informāciju, elastīgie magnētiskie diski ir jāaizsargā no spēcīga magnētiskā lauka un karstuma iedarbības, jo šāda fiziska iedarbība var izraisīt barotnes demagnetizāciju un informācijas zudumu.

Diskešu darbība šobrīd tiek pārtraukta.

Cietie diski

Cietais disks (HDD) vai, kā to bieži sauc, cietais disks vai cietais disks (Cietais disks), ir galvenā datu glabāšanas vieta personālais dators. Cenrādos cietie diski ir norādīti kā HDD - Cietais disks(Cietais disks).

Nosaukuma "Winchester" izcelsmei ir divas versijas. Saskaņā ar pirmo, IBM izstrādāja cieto disku diskdzini, no kura katrā pusē ietilpa 30 MB informācijas, un kura kods bija 3030. Leģenda vēsta, ka Winchester 3030 šautene iekaroja Rietumus. Ierīces izstrādātājiem bija tādi paši nodomi.

Saskaņā ar citu versiju ierīces nosaukums cēlies no Vinčesteras pilsētas nosaukuma Anglijā, kur IBM izstrādāja cieto disku peldošās galvas ražošanas tehnoloģiju. Pateicoties aerodinamiskajām īpašībām, šīs tehnoloģijas veidotā lasīšanas / rakstīšanas galva peld gaisa plūsmā, kas veidojas diska straujās griešanās laikā.

Vinčestera  apzīmē vienu vai vairākus cietus (alumīnija, keramikas vai stikla) \u200b\u200bdiskus, kas novietoti uz vienas ass, pārklāti ar magnētisku materiālu, kuri kopā ar lasīšanas-rakstīšanas galviņām, elektroniku un visu mehāniku, kas nepieciešama diska pagriešanai un galvas novietošanai, ir ievietoti neapstiprinātā noslēgtā apvalkā.

Uzmontēti uz motora vārpstas, diski griežas ar lielu ātrumu (7200 apgr./min.), Un informāciju nolasa / raksta magnētiskās galviņas, kuru skaits atbilst informācijas glabāšanai izmantoto virsmu skaitam.

Informācijas rakstīšanas un lasīšanas ātrums no cietajiem diskiem ir diezgan augsts - tas var sasniegt 300 MB / s.

Mūsdienu kapacitāte cietie diski  (kopš 2010. gada novembra) sasniedz 3000 GB (3 terabaiti).

Pastāv portatīvie cietie diski - tie nav instalēti sistēmas blokā, bet ir savienoti ar datoru caur paralēlu portu vai caur uSB ports.

Cietie diski izmanto diezgan trauslus un sīkus elementus (nesējplātnes, magnētiskās galviņas utt.), Tāpēc, lai saglabātu informāciju un veiktspēju cietie diski  ekspluatācijas laikā tas ir jāaizsargā no triecieniem un asām telpiskās orientācijas izmaiņām.

Plastmasas kartes

Banku sistēmā plastikāta kartes tiek plaši izmantotas. Viņi izmanto arī magnētisko informācijas ierakstīšanas principu, ar kuru strādā bankomāti, kases aparāti, kas saistīti ar informācijas banku sistēmu.

Mums ir lielākā RuNet informācijas bāze, tāpēc jūs vienmēr varat atrast visus pieprasījumus

Šī tēma pieder sadaļai:

Datorzinātne

Atbildes uz nobīdi. Datorzinātne kā zinātnes disciplīna. Informācijas jēdziens. Informācijas pakalpojumi un produkti. Informācijas likuma pārkāpumi. Informācijas diskrēta (digitāla) prezentācija. Datora princips.

Šajā materiālā ir sadaļas:

Datorzinātne kā zinātnes disciplīna

Informācijas jēdziens

Informatizācija. Datorizācija Informācijas aktivitātes loma mūsdienu sabiedrībā

Informācijas revolūcija. Industriālā sabiedrība

Informācijas sabiedrība. Informācijas kultūra

Sabiedrības informācijas resursi

Informācijas pakalpojumi un produkti. Tehnisko līdzekļu un informācijas resursu attīstības posmi

Cilvēku profesionālās informēšanas darbību veidi, izmantojot tehniskos līdzekļus un informācijas resursus

Tiesību normas, kas saistītas ar informāciju, likumpārkāpumiem informācijas sfērā, pasākumi to novēršanai

Informācija

(no plkst lat informatio  - “noskaidrošana, prezentācija, informētība”) - informācija par kaut ko neatkarīgi no to pasniegšanas formas.

Informācijas veidi:

• Skaņa
• Teksts
• Ciparu
• Video informācija
• Grafisks

Grafisks

Pirmais skats, par kuru tika ieviesta metode, kā saglabāt informāciju par apkārtējo pasauli alu gleznu veidā, vēlāk - gleznu, fotogrāfiju, diagrammu, zīmējumu uz papīra, audekla, marmora un citu materiālu veidā, kas attēlo reālās pasaules attēlus.

Skaņa

- pasaule ap mums ir skaņu pilna, un to glabāšanas un replicēšanas problēma tika atrisināta ar skaņu ierakstītāju izgudrojumu 1877. gadā. Tā veida ir informācija par mūziku - šāda veida kodēšanas metodei tika izgudrotas speciālas rakstzīmes, kas ļauj to uzglabāt līdzīgi kā grafisko informāciju.

Teksts

- metode cilvēka runas kodēšanai ar īpašām rakstzīmēm - burtiem, un dažādām tautām ir dažādas valodas, un runas attēlošanai tiek izmantotas dažādas burtu kopas.

Ciparu

- Objektu un to īpašību kvantitatīvs novērtējums vidē. Tāpat kā tekstuālā informācija, kodēšanas metode tiek izmantota, lai parādītu to ar speciālajām rakstzīmēm - cipariem, un kodēšanas (numerācijas) sistēmas var būt atšķirīgas.

Datu nesējs

- jebkurš materiāls priekšmets vai nesējs, kas pietiekami ilgi glabā uz tā / tajā ierakstīto informāciju. Datu nesējs var būt jebkurš objekts, no kura iespējams nolasīt (nolasīt) tajā pieejamo informāciju.

Digitālo datu nesēju veidi:

• Lentes nesēji
• Diskešu piedziņa
• Cietie diski
• Optisko disku diskdziņi
• Zibatmiņa

  Magnētiskā lente

- magnētiskā ierakstīšanas vide, kas ir plāna elastīga lente, kas sastāv no pamatnes un magnētiskā darba slāņa. Magnētiskās lentes darba īpašības raksturo tā jutība ierakstīšanas laikā un signāla kropļošana ierakstīšanas un atskaņošanas laikā.

Diskete

- pārnēsājams magnētiskais datu nesējs, ko izmanto relatīvi mazu datu atkārtotai reģistrēšanai un glabāšanai. Parasti diskete ir elastīga plastmasas plāksne, kas pārklāta ar feromagnētisko slāni. Šī plāksne ir ievietota plastmasas apvalkā, kas aizsargā magnētisko slāni no fiziskiem bojājumiem.

Cietais disks

- brīvpiekļuves atmiņas ierīce, kuras pamatā ir magnētiskās ierakstīšanas princips. Tā ir galvenā datu glabāšanas ierīce lielākajā daļā datoru. Mūsdienu cieto disku ietilpība sasniedz 4000 GB (4 terabaiti) un ir tuvu 5 TB.

Optiskajiem diskiem parasti ir polikarbonāta vai stikla termiski apstrādāta pamatne. Optisko disku informācijas virsma ir pārklāta ar izturīgas caurspīdīgas plastmasas (polikarbonāta) milimetru slāni. Ierakstīšanas un atskaņošanas laikā optiskajos diskos signāla pārveidotāja lomu spēlē lāzera stars. Optiskā diska informācijas ietilpība sasniedz 1 GB (ar diska diametru 130 mm) un 2–4 GB (ar diametru 300 mm).

Zibatmiņa

- sava veida cietvielu pusvadītāju nepastāvīga, pārrakstāma atmiņa. Zibatmiņu var lasīt tik reižu, cik vēlaties, taču šādā atmiņā var rakstīt tikai ierobežotu skaitu reižu (parasti apmēram 10 tūkstošus reižu). Atmiņas apjoms ir no 200 megabaitiem līdz 1 TB.