История создания цифровой записи

 

осевое отверстие, в которое входит дисковод; окно для считывания и записи, где головка дисковода соприкасается с дискетой. индексное отверстие, позволяющее дисководу видеть индексное отверстие самой дискеты, обеспечивающее определение начала дорожки; надрезы снятия напряжения , служащие для предохранения дискеты от перегибов; вырез защиты от записи, если закрыть этот вырез, на эту дискету нельзя производить запись.

 

 

Круглая дискета диаметром 3,5 дюйма, в отличие от 5,25 дюймовых, заключена в жесткий пластмассовый конверт, что значительно повышает её надежность и долговечность, а также создает значительные удобства при транспортировке, хранении и использовании. 

 

отверстие для чтения-записи защищено отодвигающейся металлической пластиной; осевое отверстие прикрыто футляром; окошко запрета записи, если оно открыто, то дискета защищена от записи (в отличие от пятидюймовых дискет).

Принцип гибкого диска  позволяет исправить конкретный сегмент записей, не затрагивая остальной поверхности. Вот почему запись на диске может быть осуществлена частями, каждая из которых вставляется в любое подходящее место. Единственное дополнительное требование состоит в том, чтобы оглавление на диске изменялось в соответствии с изменениями, сделанными на этом диске.

Жесткий магнитный  диск (ЖМД)

Накопитель на жестком  диске относится к наиболее совершенным  и сложным устройствам современного персонального компьютера. Его диски  способны вместить многие мегабайты информации, передаваемой с огромной скоростью. В то время, как почти все элементы компьютера работают бесшумно, жесткий диск ворчит и поскрипывает, что позволяет отнести его к тем немногим компьютерным устройствам, которые содержат как механические, так и электронные компоненты.      

 

ЖМД - это не один диск, а пакет ЖМД, сделанных из алюминиевого сплава. Этот пакет заключен вместе с головками чтения-записи в герметичный  корпус, следовательно, надежно защищен  от пыли и загрязнений, встроен в дисковод и, в отличие от дискет, является несъемным. Герметизация позволяет достичь неплохих технических характеристик - большой емкости (от сотен Мбайт до нескольких Гбайт) и высокого для внешней памяти быстродействия.

 

 

Количество дисков в  пакете может быть различным - от одного до пяти, количество рабочих поверхностей, соответственно, вдвое больше (по две на каждом диске). Последнее (как и материал, использованный для магнитного покрытия) определяет емкость жесткого диска. Иногда наружные поверхности крайних дисков (или одного из них) не используются, что позволяет уменьшить высоту накопителя, но при этом количество рабочих поверхностей уменьшается и может оказаться нечетным.  

Ранние модели винчестеров, как и гибкие диски, изготовлялись  с чистыми магнитными поверхностями; первоначальная разметка (форматирование) производилась потребителем по его усмотрению, и могла быть выполнена любое количество раз. Для современных моделей разметка производится в процессе изготовления; при этом на диски записывается сервоинформация - специальные метки, необходимые для стабилизации скорости вращения, поиска секторов и слежения за положением головок на поверхностях.

Информация на внешних  носителях имеет файловую структуру [file – «папка»].

Файл – это однотипная информация, хранящаяся на внешнем носителе и объединенная общим именем.

Имя файла должно быть уникальным, т.е. не должно повторяться  для разных файлов. Список файлов на диске называется каталогом или директорией [directorie – оглавление]. Кроме имени файла, в каталоге имеется информация о его размере, дате и времени создания. Каталог можно вывести на экран, чтобы пользователь легко мог выяснить, есть ли на данном диске нужный файл.

Связь между накопителем  на жестком магнитном диске и  старинным охотничьим ружьем крайне иллюзорна и сводится всего-навсего к совпадению обозначений. Дело в том, что первый загерметизированный жесткий диск, разработанный фирмой IBM в 1973 г., имел 30 цилиндров (по 30 дорожек на каждой поверхности), а каждая дорожка – 30 секторов. Вот почему первый накопитель получил обозначение 30/30, как калибр винтовки «винчестер». 

 

Магнитная лента  

 

Накопитель на магнитной ленте (стример)  состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой “запоминается” информация.

По виду ленточные  картриджи похожи на аудиокассеты, но предназначены для цифровой записи. Плотность записи в них выше, чем  у аудиокассет, а ленты подвергаются специальному тестированию. Они используются при создании резервных копий  для систем на жестких дисках. Цифровые аудиоленты также используются в качестве средства резервирования. При этом в кассете меньшего размера, чем аудиокассета, может храниться до миллиарда байт данных. Все типы ленточных запоминающих устройств имеют один основной недостаток – последовательный режим работы, т.е. лента должна прокручиваться до нужного элемента, что отнимает много времени. Требование экономии времени вынуждает пользователя обращаться к другому, более популярному средству хранения информации для небольших компьютеров, – гибкому диску, или дискете.      

 Процесс записи  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 .

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(домен – частица-стрелка магнитного покрытия), 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.

Традиционно магнитные  ленты были и остаются наименее дорогим  и достаточно надежным (сохранность  записи более 30 лет) носителем для организации архивов и резервного копирования данных. Однако их слабой стороной  является последовательный доступ к информации.

Несмотря на то, что  приводов магнитных лент и картриджей разной конструкции достаточно много, базовых технологий, используемых во всех устройствах, всего две. Это линейная запись (запись с неподвижной магнитной головкой) и наклонно-строчная запись. Оба метода пришли из аналоговой магнитной записи.

Линейная система записи имеет свои характерные особенности. Чтобы обеспечить необходимую плотность записи лента должна двигаться мимо магнитной головки со скоростью порядка 160 дюймов/с (порядка 70 см/с). Чем быстрее достигается рабочая скорость движения ленты, тем меньше задержек при неизбежном старт-стопном движении ленты. Поэтому, чем более быстродействующий лентопротяжный механизм, тем больше механическая нагрузка на ленту и применение современных тонких лент AME в этом случае недопустимо.

Наклонно-строчная запись появилась позже, чем линейная. Поэтому  с самого начала в основе были заложены более прогрессивные технологические решения. В результате те же объемы записываются на гораздо меньшей площади поверхности ленты. Преимущества устройств, построенных на базе наклонно-строчной записи в том, что сами устройства компактнее, картриджи меньше, используется более совершенная магнитная лента, позволяющая хранить больше данных более длительное время.            

 

Запись и  считывание информации  с  магнитного  диска 

 

Записи и считывания информации осуществляются с помощью магнитных головок плавающего типа. Они крепятся на рычагах, которые перемещаются по радиусу диска с помощью специального следящего привода.

Плотность записи – это количество элементов двоичной памяти на единицу длины носителя.

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. При малом зазоре и больших погрешностях в макро геометрии поверхности имеют место значительные колебания амплитуды сигнала воспроизведения. Для надежной работы накопителя на гибких магнитных дисках  необходимо обеспечить шероховатость поверхности не более Ra=0,22 мкм и минимальные микрогеометрические отклонения. Торцевое биение диска при вращении с чистотой 30 об/с не должно превышать 0,3 мм, а удельная неплоскостность 0,7 мкм на длине 10 мм.          Выполнение этих требований представляет значительные трудности.  

Основными этапами технологического процесса изготовления магнитного диска  являются получение заготовки, подготовка поверхности, терморихтование, токарная обработка, нанесения магнитного покрытия, уравновешивание, контроль. 

 

 

 

 

 

МАГНИТНАЯ ЗАПИСЬ. МАГНИТНЫЕ НОСИТЕЛИ ИНФОРМАЦИИ 
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  
распространённой 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  
Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи  
специального аппарата в специальном мяг-ком материале, виниле, делались засечки,  
ямки, полоски. И из этого получалась плас-тинка, которую можно было прослушать при  
помощи специального аппарата — патифона или проигрывателя. Патифон состоял из:  
ме-ханизма, вращающего пластинку вокруг сво-ей оси, иглы и трубки  
Приводился в действие механизм, вра-щающий пластинку, и ставилась игла на  
пластинку. Игла плавно плыла по канавкам, прорубленным в пластинке, издавая при  
этом различные звуки — в зависимости от глубингы канавки, её ширины, наклона и.т.д.,  
используя явление резонанса. А после труба, находившаяся около самой иголки,  
усиливала звук, “высекаемый” иголкой.  
Почти такая же система и используется в современных (да и использовалась раньше  
тоже) устройствах считывания магнитной записи. Функции составных час-тей остались 

прежними, только поменялись сами составные части  — вместо винило-вых пластинок  
теперь используются ленты с напылённым на них сверху слоем маг-нитных частиц; а  
вместо иголки — специальное считывающее устройство. А трубка, усиливающая звук,  
исчезла совсем, и на её место пришли динамики, использующие уже болдее новую  
технологию воспроизведения и усиления звуковых колебаний. А в некоторых отраслях,  
в которых применяются магнитные носители (например, в ком-пьютерах) пропала  
необходимость использования таких трубок  
Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой  
ферромагнетиков. Именно на этот слой “запоминается” информация  
Процесс записи также похож на про-цессс записи на виниловые пластинки — при  
помощи магнитной индукционной вмес-то специального апарата  
На головку подаётся ток, который при-водит 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 за-висимости от воздействия на них магнитного  
поля, создаваемого электромагнитом  
А при воспроизведении записи наблюдается процесс обратный записи: намаг-ниченная лента возбуждает в магнитной головке электрические сигналы, которые  
после усиления поступают дальше в динамик.  
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 носи- 
тель в компьютерах, записывается в двоичной системе — если при чтении с носите-ля  
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 присутсвует множество различных типов магнитных носителей:  
дискеты для компьютеров, аудио- и видеокассеты, бабинные ленты, жёсткие диски  
внутри компьютеров и.т.д  
Но постепенно открываются новые законы физики, и вместе с ними — новые  
возможности записи информации. Уже несколько десятилетий назад появилось мно- 
жество носителей информации, базирующихся на новой технологии — считывания  
информации при помощи линз и лазерного луча. Но всё-равно технология магнит-ной  
записи просуществует ещё довольно долго из-за своего удобства в использова-нии