Manyetik optik elektronik bilgi taşıyıcıları. Bilgisayar depolama ortamının evrimi. Disket sürücüleri

soyut plan

1. Manyetik ortam………………………………………………….……3

1.1 Disketler……………………………………………………….….4

2. Optik medya……………………………………………….…...5

2.1 DVD…………………………………………………………………..5

2.2 Divx……………………………………………………………….…..6

2.3 FMD ROM - üçüncü bin yılın sürücüleri………….……...6

2.3.1 FMD ROM'un çalışma prensipleri…………….….…6

2.4 Blu-Ray teknolojisi - DVD'nin halefi………………………….…..7

2.4.1 Blu-ray Diskin Özellikleri……………………………..….….8

3. Manyeto-optik taşıyıcı………………………………………….….8

3.1 Boyut 5.25’’…………………..…………………………………..…..9

3.2 Ebat 3.5”……………………………..…………………………….….9

3.3 Standart olmayan cihazlar……………………………………….…..9

3.4 MO disklerin avantajları……………………………………………..9

3.5 MO disklerinin dezavantajları………………………………………………….9

4. Mobil medya………………………………………………………10

4.1 USB Flaş Bellek ...………………………………………………....10

4.2 Çalışma prensibi……………..………………………………....10

4.2.1 NOR…………………………………………………………..10

4.2.2 NAND…………………………………………………………...11

4.3 Özellikler……………………………………………………...11

4.4 Dosya sistemleri………………………………………………………………11

4.5 Uygulama……………………………………………………….11

4.6 Hafıza kartı türleri…………………………………………………………12

1. Manyetik ortam

Manyetik medyaya bilgi kaydetme teknolojisi 20. yüzyılın başında ortaya çıktı, ancak zaten 60'larda ve 70'lerde dünyaya yayıldı.

Melodiler, insan konuşması ilk gramofon kaydına kaydedildi.

Kayıt teknolojisi basitti: yumuşak malzemeden - vinilden serifler, çukurlar, oluklar yapıldı. Bir gramofon veya bir oyuncu gibi başka bir cihazın yardımıyla dinlenen bir kayıt çıktı. Gramofon, plakayı kendi ekseni etrafında döndüren bir mekanizma, bir iğne ve bir tüpten oluşuyordu.

İğne, oluklar boyunca yüzerek, oluğun derinliğine, genişliğine, eğimine vb. bağlı olarak rezonans ilkesine göre ses çıkardı. İğnenin yanında bulunan tüp sesi güçlendirdi (Şek. 1).

Manyetik kayıt okuyucularında da benzer bir sistem kullanılmaktadır. Bileşenlerin işlevleri aynı kalır, bileşenlerin kendileri değişti - vinil kayıtlar yerine, üzerlerinde bilgilerin “hatırlandığı” bir ferromıknatıs tabakası olan bantlar kullanılır. Bir iğne yerine - bir okuyucu. Sesi yükselten bir tüp yerine - hoparlörler.

Kayıt, manyetik bir indüksiyon kafası kullanılarak gerçekleştirilir, ona mıknatısı harekete geçiren bir akım uygulanır. Manyetik alan ses titreşimleriyle zamanla değişir ve manyetik parçacıklar (domainler) elektromıknatıs alanına göre film yüzeyindeki yerlerini değiştirir.

Oynatma sırasında, ters işlem gerçekleşir: mıknatıslanmış bant, amplifikasyondan sonra hoparlöre giren manyetik kafadaki elektrik sinyallerini uyarır. (İncir. 2)

Bilgisayar teknolojisinde de veriler aynı şekilde manyetik ortama kaydedilir ancak film üzerinde daha az yer kaplar. Bilgisayarlardaki bilgiler ikili bir sistemde yazılır: eğer kafa okurken altındaki alanı “hissediyorsa”, bu parçacığın değeri “1”, “hissetmiyor” ise “0” dır. . Bilgisayar bu verileri insan tarafından anlaşılabilir bir sisteme dönüştürür.

Birçok manyetik ortam türü vardır: disketler, ses ve video kasetleri, makaradan makaraya bantlar, bilgisayarların içindeki sabit diskler. Örneğin:

Barracuda 180 sabit disk

Disk aktarım hızı: 48 MB/sn'ye kadar

Mil hızı: 7200 rpm

Arayüz: 160 MB/sn'ye kadar Ultra160, 200 MB/sn'ye kadar FibreChannel

Çalışma dışı durumda çekme mukavemeti 150 G

Gürültü seviyesi: 37 dB

Arama süresi: 7.5ms

PC için çok geniş dahili sabit disk.

Sabit sürücü Cheetah X15_36

Kapasite: 36,7 ve 18,3 GB

Disk aktarım hızı: 48,9 MB/sn'ye kadar

Mil hızı: 15.000 rpm

Arayüz: Ultra320, 320 MB/sn'ye kadar

Çalışmayan durumda nihai çekme mukavemeti G

Gürültü seviyesi: 35/37 dB

Arama süresi: 3.9ms

PC için en hızlı sabit disk.

1.1 Disketler

Disket sürücüsü (Floppy Disk - FD - disket veya disket) iki motora sahiptir: biri sabit disk dönüş hızı sağlar ve ikincisi yazma-okuma kafalarını hareket ettirir. İlk motorun dönüş hızı disket tipine bağlıdır ve 300 ile 360 ​​rpm arasında değişir. Bu sürücülerde kafaları hareket ettirmek için kullanılan motor her zaman kademelidir. Onun yardımıyla, kafalar diskin kenarından merkezine ayrı aralıklarla yarıçap boyunca hareket eder. Bir sabit sürücünün aksine, bu cihazdaki kafalar disketin yüzeyinin üzerinde “uçmaz”, ona dokunur.

Disket boyutlarının (5.25 veya 3.5 inç) her biri için, karşılık gelen form faktörüne sahip sürücüler vardır.

Her boyuttaki disketler çift taraflıdır (Çift Taraflı, DS), tek taraflı eskidir. Kayıt yoğunluğu şunlar olabilir: tek (Tek Yoğunluk, SD), çift (Çift Yoğunluk, DD, kapasite 360 ​​veya 720 KB) ve yüksek (Yüksek Yoğunluk, HD, kapasite 1.2, 1.44 veya 2.88 MB). Yoğunluk, disk ve manyetik kafa arasındaki boşluğun boyutuna göre belirlenir ve kayıt ve okuma kalitesi, boşluğun kararlılığına bağlıdır. Yoğunluğu arttırmak için boşluk azaltılır, ancak disklerin çalışma yüzeyi gereksinimleri artar.

Manyetik disklerin üretimi için malzeme - alüminyum alaşım D16MP (MP - manyetik bellek). Manyetik değildir, yumuşaktır, yeterince güçlüdür, iyi işlenmiş.

Disket aygıtları, bir okuma/yazma aygıtı - bir disket sürücüsü ve bir doğrudan ortam - bir disketten oluşur.

Disket, bir polimer manyetik olmayan plastik substrat üzerine bırakılan bir yumuşak manyetik malzeme tabakasıdır. Medya, kağıt veya plastik bir muhafazaya yerleştirilmiştir. Kaplama disketin her iki tarafına da uygulanır ve her iki tarafa da okuma/yazma yapılır. Farklı çaplardaki disketler farklı kasa tasarımlarına sahiptir. 5,25 inç çapındaki disketler bir kağıt kasaya ve 3,14 inçlik bir plastik kasaya yerleştirilir. Örtüdeki disket, disket sürücüsü tarafından orta tutma penceresinden serbestçe döndürülür, bu da parçanın okuma/yazma kafasının altından geçmesine izin verir.

Disket kasasında delikler vardır: merkezi kavrama (3), kafa konumlandırma deliği (1), fiziksel yazmaya karşı koruma deliği (5, 8), kılavuz delikler ve oluklar (2), medyanın tam dönüşünü belirlemek için delik (4 ). 3,14 inç medyanın manyetik okuma/yazma kafalarını yerleştirme deliği metal bir mandal (7) ile kapatılmıştır ve disk döndürme tahrik milindeki merkezi kavrama ve döndürme deliği 5,25 inç medyanın aksine sadece medyanın üzerinde bulunur. disketin alt tarafı. Her disket, veriyi almak için hazırlanmalıdır - biçimlendirilmiş. Disketler, disk biçimlendirme programları kullanılarak biçimlendirilir.

Disket, medyanın inç başına nokta sayısı - İnç başına iz (TPI) adı verilen bir parametreyi gösterir. TPI, taşıyıcının bağımsız mıknatıslanma bölgelerinin maksimum yerleşim yoğunluğunu gösterir. Özelliklerine uygun olarak disk yetenekleri dahilinde formatlanır, aksi takdirde yazma işleminden sonra veriler kaybolabilir.

Disket sürücü, disketten/disketten okuma/yazma yapan bir aygıttır. Her disket türü kendi aygıtına ihtiyaç duyar. Ancak, 3.14 ve 5.25 inç disketleri okumak için aygıtları birleştiren karma sürücüler de vardır. Sürücüler, sistem biriminin içinde bulunur. Ancak harici versiyonları da mevcuttur. Sistem biriminin dışında, kontrol elemanlarının bulunduğu sürücünün ön paneli bulunur - disketi sabitleme / çıkarma düğmesi, disketi takma / çıkarma deliği, cihaz erişim göstergesi. Sürücünün içinde şunlar bulunur: motor; taşıyıcı dönüş kontrol sistemleri; okuma/yazma kafası konumlandırma kontrol sistemleri; sinyalleri üretmek ve dönüştürmek için devreler ve diğer elektronik cihazlar. Sürücüler, bilgisayar devrelerine bir arabirim kablosu - bir kablo ile bağlanır. Kablonun uçlarında ve / veya uzunluğu boyunca, biri kabloyu sürücüye bağlamak için kullanılan konektörler vardır; diğeri ise anakart üzerindeki disk aygıtı arayüzü ile. Güç kablosu, sürücüyü besleme voltajına bağlar.

Bir diskete bilgi okuma / yazma, düşük döviz kurları sağlar, bilgi miktarı 2 megabayta kadardır. Bu nedenle disketler, küçük miktarlardaki bilgilerin taşınması ve arşivlenmesi için bir araç olarak kullanılmaktadır. Disketlerin güvenilirliği düşüktür. Sıcaklık, hidrometrik, manyetik, mekanik ve diğer faktörlerin zararlı etkilerine maruz kalırlar. Bu nedenle disketler dikkatli kullanılmalıdır.

Kabul edilemez: disketlerin manyetik alanlara, neme, mekanik strese, bol miktarda toza, ani sıcaklık değişikliklerine maruz kalan yerlerde saklanması. Disk erişim göstergesi kapandıktan sonra, sürücüye bir disketi dikkatli bir şekilde takıp çıkarın. Okuma/yazma kafalarını bir temizleme diski ve temizleyici ile temizlemek gereklidir. Medya ömrü, kullanıma ve orijinal kalitesine bağlı olarak değişir. Yüksek kaliteli disketler, yol boyunca 70 milyona kadar kafa geçişine dayanır, bu da 20 yıla varan yoğun bir kullanım süresine tekabül eder. Düşük kaliteli disketler, manyetik kaplama ve demanyetizasyon parçacıklarının dökülmesine eğilimlidir.

2. Optik ortam.

Bir CD veya DVD'de, ekstrüde edilmiş bir polimer substrata, onları opak yapan yansıtıcı bir alüminyum katman uygulanır. Okurken, kaydedilen bilgilerle katmandan yarı iletken bir lazer ışını yansıtılır. Yansıyan ışın bir dedektör-alıcı tarafından sabitlenir. Onlar. okuma şu prensibe göre yapılır: ışın alıcıya çarptı veya çarpmadı. Diskin maksimum özgül kapasitesi, dalga boyuna bağlı olan lazerden gelen ışık noktasının boyutuna göre belirlenir (kırmızı lazerler için - 650nm). DVD'de uygulandığı gibi iki katman kullanabilir ve katmanlardan birini belirli bir dalga boyunda radyasyona karşı şeffaf hale getirebilirsiniz.

DVD standardı şu ilkelere dayanmaktadır:

• · büyük kapasite ve daha fazla büyüme olasılığı;
• · mevcut CD'lerle geriye dönük uyumlu;
• · gelecekteki kaydedilebilir DVD'lerle uyumluluk;
• · tüm uygulamalar için tek dosya sistemi;
• · bilgisayar ve televizyon için tek etkileşimli standart;
• · veri depolamanın güvenilirliği ve sonraki okumaları;
• · verilere sıralı ve rastgele erişim için veri yazarken ve okurken yüksek performans;
• · kartuşlar ve kutular gibi yardımcı yapıların eksikliği;
• · Uygun Fiyat.

Harici olarak, bir DVD'nin tasarımı, aynı geometrik boyutlara (çap - 120 mm, kalınlık - 1,2 mm) sahip bir CD'nin tasarımına benzer, ancak çok daha karmaşıktır. Diskin CD ile aynı geometrik boyutlarını korurken veri miktarını artırmak için aşağıdaki adımlar izlendi:

• · DVD'deki girintilerin (çukurların) boyutunun 0,4 mikrona düşürülmesi;
• · bitişik raylar (raylar) arasındaki mesafenin 0,74 mikrona düşürülmesi;
• · bilgi taşıyan katmanların birkaç kata yerleştirilmesi (8 çifte kadar ve bu sınır değildir).

DVD tek taraflı veya çift taraflı olabilir. Yapısal olarak, çift taraflı bir disk, çalışmayan yüzeylerle birbirine yapıştırılmış 0,6 mm kalınlığında iki diskten oluşur. DVD standart özellikleri, farklı bilgi kapasitelerine sahip dört tip disk sağlar:

• · tek taraflı tek katmanlı disk (4,7 GB, video kaynağı - 133 dak.);
• · tek taraflı çift katmanlı disk (8,5 GB, video kaynağı - 240 dak.);
• · çift ​​taraflı tek katmanlı disk (9,4 GB, video kaynağı - 266 dak.);
• · çift ​​taraflı çift katmanlı disk (17 GB, video kaynağı - 481 dk.).

Tek taraflı tek katmanlı bir diskin kapasitesi standart bir CD'nin kapasitesinin yedi katı ve çift taraflı çift katmanlı bir diskin kapasitesinin yirmi altı katıdır.

DVD'leri okumak için, okunan diskin kalınlığına bağlı olarak 650 nm veya 635 nm dalga boyunda çift odaklama olasılığı olan kırmızı bir spektrum ışını kullanılır. DVD sürücüsünün kendisi, ne tür disk kullanıldığını algılar ve lensi otomatik olarak doğru ışın odaklama konumuna döndürür.

DVD, CD gibi toza, çizilmeye ve parmak dokunuşlarına karşı duyarsızdır.

2.2 Divx

Digital Video Express, filmleri bir kez yazmak için yeni bir Divx disk formatı geliştirdi. Divx, doğrudan oynatıcıya kurulan ve tüketicilerin diskin satın alındığı tarihe bakılmaksızın iki gün boyunca video film kiralama hakkından yararlanmalarını sağlayan sistemin adıdır. Bu formatın gelişimi, geçici bir video kiralama sisteminin organizasyonu ile bağlantılıdır: bir disk satın aldığınızda, onu geri iade etmeniz gerekmez. Sadece Divx oynatıcılarda oynanabilir. Disney, Dream-Works, Paramount, Universal gibi büyük firmalar bu formata desteklerini açıkladılar. Bu disk DVD oynatıcılarla uyumlu değildir. Divx, diskte yazma kesmeyi zorlar.

2.3 FMD ROM - üçüncü bin yılın sürücüleri

FMD ROM'un DVD'ye göre üstünlüğü:
Boyut/kapasite oranı. Prototip FMD ROM'lar, çapı 12 cm olan bir disk boyutu ile 140 GB'a kadar depolama kapasitesine sahiptir, yani. 5 inç medya üzerinde. Bu on katmandır. Katman sayısı artacaktır. Bu, onlarca terabayt kapasiteli diskler oluşturmayı mümkün kılacaktır. Şu anda, tüm dolapları ve odaları kaplayan disk dizilerinin kullanılmasıyla böyle bir bilgi hacmi sağlanmaktadır.

Yeni ciltler ayrıca uygun erişim hızları gerektirecektir.
FMD ROM, fotokromik bir maddeye sahip bir polimer matrisidir, maliyeti plastik bir disktir. DVD'deki gibi pahalı yarı saydam katmanlar oluşturmanın hiçbir maliyeti yoktur. Aslında, kelimenin genel anlamıyla katmanlar yoktur.

2.3.1 FMD ROM'un çalışma prensipleri.

FMD ROM, CD veya DVD formatında şeffaf bir disktir. FMD ROM diski monolitiktir ve aynı zamanda dikey olarak koşullu "katmanlara" (katman) bölünmüştür. Bilinen anlamda katmanlar değiller, bu manyetik medyanın sektör ve izine benzer bir disk biçimlendirme parametresidir. Bu katmanların kalınlığı kesinlikle sabittir.

Bir CD veya DVD'deki iki katman sınırdır, daha fazlasını yapmak zordur çünkü yalnızca laboratuvarda çalışacak hassas odaklama sistemlerine ihtiyacınız vardır. Bu tür sistemlerin seri üretimi pahalı ve kârsızdır.

FMD geliştiricileri bir çözüm önerdi: Kaydedilen bilgileri içeren malzeme, DVD veya CD'deki alt tabaka gibi yansıtmaz, ancak yayılır! Floresan fenomeni kullanılır, yani, aktifleştirici radyasyonla (bu durumda, belirli bir dalga boyuna sahip yarı iletken bir lazer) aydınlatıldığında, madde yayılmaya başlar ve üzerine gelen radyasyonun spektrumunu belirli bir miktarda kırmızıya doğru kaydırır. . Ayrıca, kaymanın büyüklüğü tabakanın kalınlığına bağlıdır. Yansıyan ışık spektrumunun, yayan lazerin dalga boyuna göre kesin olarak tanımlanmış bir değerle, örneğin 30 veya 50 nm ile kaydırıldığı böyle bir katman kalınlığı seçerek, bilgileri diskin derinliklerine yüksek güvenilirlikle kaydetmek mümkündür ve daha sonra veri kaybı olmadan okuyun.

FMD ROM için önerilen ad "3D disk"tir.

Kayıt yoğunluğu, kayıt detektörünün hassasiyetine bağlı olacaktır. Sabitlenebilen çalışma lazerinin frekansına eklenen floresan maddenin ek radyasyonu ne kadar küçükse, bir diskte o kadar fazla katman yerleştirilebilir.

Floresan katmandan yayılan ışık tutarsızdır ve yansıyan lazer ışığıyla iyi bir tezat oluşturur, bu da okuma güvenilirliğinin ek bir garantisidir. Disk yüzeyinden ve diğer kayıtlı katmanlardan yansımalar meydana gelecektir. Geleneksel disklerdeki sinyal bozulması, katman sayısı ile artar. Floresan disklerde bu bozulma çok daha yavaş gerçekleşir. FMD ROM, yüzden fazla katmanla bile, yararlı sinyalde güçlü bir bozulma olmayacaktır. Mavi bir lazer (480 nm) kullanarak, kayıt yoğunluğunu FM disk başına onlarca terabayta kadar artırmak mümkündür. 1000 katmana sahip bir disk oluşturmak mümkündür - bunlar zaten alt molekül boyutlarıdır. Teorik olarak, birkaç molekül boyutunda bir nokta oluşturmak mümkündür, tek sorun bu kadar küçük bir radyasyonun nasıl düzeltileceğidir.
Bu geliştirmenin ana özelliklerinden biri, katmanların paralel olarak okunması olasılığıdır (yani, bit dizisi "izler" tarafından değil, katmanlar tarafından yazılacaktır) - bu durumda veri örnekleme hızı çok yüksek olmalıdır.

Fotoğraf, bu tür diskler için bir prototip sürücüyü göstermektedir.

FMD ROM'a kayıt yapma ilkesi, fotokromizm olgusuna dayanmaktadır. Fotokromizm, aktifleştirici radyasyonun etkisi altındaki bazı maddelerin fiziksel özelliklerini değiştirirken (örneğin renk, floresansın görünümü / kaybolması vb.) FMD ROM'u oluşturan malzeme, belirli bir dalga boyundaki bir lazer ışınının etkisi altında döngüsel hale getirilen ve gerekli kararlı flüoresan haline dönüşen özel bir fotokromik madde içerir. Floresan özelliklerinin kaybolmasına (silme işlemi) yol açan ters geri dönüşüm reaksiyonu, farklı bir dalga boyuna sahip bir lazerin etkisi altında gerçekleşir. Lazerin silme frekansı, veri kaybını önlemek için günlük hayatta ortaya çıkmayacak şekilde seçilmiştir. Okuma lazeri, diskte depolanan verilerde asla değişiklik yapmamalıdır.
Fotokromları bilgi taşıyıcı olarak kullanma fikri yeni değil. Yaklaşık otuz yaşında, ancak ancak şimdi uygulamaya konuldu.

2.4 Blu-ray teknolojisi - DVD'nin halefi

Blu-ray Disc, BD (İngilizce mavi ışın - mavi ışın ve disk - disk; mavi yerine blu yazım - kasıtlı), yüksek çözünürlüklü video dahil olmak üzere dijital verilerin yüksek yoğunluklu kaydı ve depolanması için kullanılan bir optik medya formatıdır. Blu-ray standardı, BDA konsorsiyumu tarafından geliştirilmiştir. Yeni taşıyıcının ilk prototipi Ekim 2000'de sunuldu. Modern versiyon, tüketici elektroniği Tüketici Elektroniği Fuarı'nın (CES) uluslararası fuarında sunuldu. Blu-ray formatının ticari lansmanı 2006 baharında gerçekleşti.

Blu-ray (lafzen "mavi ışın") adını kısa dalga boylu (405 nm) "mavi" lazerin kullanımından alır. Bir ticari markayı tescil ettirmek için "mavi" kelimesinden "e" harfi çıkarılmıştır.

2006'dan 2008'e kadar Blu-ray'in ciddi bir rakibi vardı - alternatif HD DVD formatı. İki yıl içinde, başlangıçta HD DVD'yi destekleyen büyük film stüdyolarının çoğu yavaş yavaş Blu-ray'e geçti. Her iki formatta da yayın yapan son şirket olan Warner Brothers, Ocak 2008'de HD DVD'yi aşamalı olarak kaldırdı. 19 Şubat 2008'de formatın yaratıcısı Toshiba, HD DVD geliştirmeyi durdurdu.

MaviLazerDVDdisk

Tek katmanlı Blu-ray disk (BD) 23,3/25/27 veya 33 GB, çift katmanlı disk 46.6/50/54 veya 66 GB depolayabilir. Ayrıca geliştirme aşamasında, sırasıyla dört ve sekiz katman kullanan 100 GB ve 200 GB diskler bulunmaktadır. TDK, 100 GB'lık dört katmanlı bir disk prototipini zaten duyurdu.

5 Ekim 2009'da Japon şirketi TDK, 320 gigabayt kapasiteli kaydedilebilir bir Blu-ray diskin oluşturulduğunu duyurdu. TechOn'a göre yeni on katmanlı ortam, mevcut sürücülerle tamamen uyumludur.

BD-R (Kaydedilebilir) ve BD-RE (Kaydedilebilir) diskler şu anda mevcuttur ve BD-ROM formatı geliştirme aşamasındadır. Standart 120 mm disklere ek olarak, dijital kameralarda ve video kameralarda kullanılmak üzere 80 mm diskler piyasaya sürüldü. Planlanan hacim 15 GB'dir.

Drive Yaz Blu-ray diskler

CD ve DVD, Blu-Ray ile uyumluluk için sürücüde iki lazer bulunur - ana mavi ve ek kırmızı. Önceki formatlarla uyumluluk gereklidir, çünkü. DVD ve CD kütüphanesi oldukça geniştir ve tüketici bundan vazgeçmek istemeyecektir.

Sürücü yazmablu-raydiskler lazerli kafa

2.4.1 Blu-ray Diskin Özellikleri

Medya kapasitesi	23,3 GB / 25 GB / 27 GB / 50 GB / 100 GB
lazer dalga boyu	405nm (mavi-mor lazer)
Lens aralığı	0,85NA (sayısal açıklık)
Transfer oranı
Disk çapı
Disk kalınlığı	1,2 mm (optik olarak aktif katman kalınlığı - 0,1 mm)
iz kalınlığı
Minimum nokta uzunluğu	0.160/0.149/0.138um
Kayıt Yoğunluğu	16,8/18.0/19.5Gbit/inç2
Video kayıt formatı	MPEG2 videosu (video oynatıcı için), bilgisayar için - herhangi
Ses kayıt formatı MO diski, üzerine birkaç ince film tabakasının yerleştirildiği 1,2 mm kalınlığında bir polikarbonat substrattır. Bu, teknolojinin manyetik kısmıdır ve optik kısım, bir okuma lazeri ile temsil edilir. Koruyucu tabaka disk yüzeyini hasardan korur. Yansıtıcı - lazerin çalışması için gereklidir. Dielektrik katmanlar iki işlevi yerine getirir: 1) kayıt sırasında lazer enerjisinin verimli kullanımı için manyetik katmanı termal olarak yalıtır; 2) okurken polarizasyonun etkisini arttırın. MO diskin kendisi, kapaklı ve yazmaya karşı koruma pencereli plastik bir kutuya yerleştirilmiştir. Bir manyeto-optik diske kayıt şu şekilde gerçekleştirilir: lazer radyasyonu, yolun bir bölümünü Curie noktası sıcaklığının üzerinde ısıtır, ardından bir elektromanyetik darbe manyetizasyonu değiştirerek optik disklerde Petes'e eşdeğer baskılar oluşturur. Okuma aynı lazer tarafından gerçekleştirilir, ancak daha düşük bir güçte, diski ısıtmak için yetersizdir: polarize bir lazer ışını disk malzemesinden geçer, alt tabakadan yansır, optik sistemden geçer ve sensöre çarpar. Bu durumda, manyetizasyona bağlı olarak, sensör tarafından belirlenen lazer ışınının polarizasyon düzlemi değişir. 3.1 Boyut 5.25'' Maksimum kapasite 9,1 GB'dir. DVD'ler yalnızca hız açısından değil, aynı zamanda veri depolama güvenilirliği açısından da manyeto-optikten daha düşüktür. MO diskleri çok sayıda yeniden yazma döngüsüne dayanır, harici manyetik alanlara ve radyasyona karşı hassas değildir ve elli yıl boyunca kaydedilen bilgilerin güvenliğini garanti eder. Kayıt iki kafa kullanılarak yapılır. Optik, ısıtma sağlar ve manyetik, manyetik alanın yönünü değiştirir. Diskin her iki tarafı da aynı anda yazılır, böylece veri yazma ve okuma hızı iki katına çıkar. 3.2 Boyut 3.5'' 3.5 formatlı manyeto-optik, 5.25 formatlı manyeto-optiğin aksine, kitlesel pazara yöneliktir. Avantajlar: kompaktlık, yüksek hız ve güvenilirlik. GigaMO yüksek yoğunluklu kayıt formatı 1,3 GB ve 2,3 GB'dir. Bu biçimler, cihazların önceki nesillerin (128-640 MB) ortamlarıyla tam geriye dönük uyumluluğunu sağlar. 3.3 Standart olmayan cihazlar 50 mm çapında (3,5 inçten biraz daha az) bir disk 730 MB tutacaktır. Çeşitli amaçlarla elde taşınan ve dijital cihazlarda kullanım için idealdir. Disk çapı 50,8 mm, yüksek yoğunluklu. Depolanan bilgilerin hacmi, başta dizüstü bilgisayarlar olmak üzere taşınabilir bilgi işlem cihazlarında kullanılması amaçlanan yaklaşık 1-2 GB'ye eşittir. 3.4 MO disklerinin faydaları ¨ Mekanik hasara karşı düşük hassasiyet ¨ Manyetik alanlara zayıf maruz kalma ¨ Garantili kayıt kalitesi ¨ Sabit disk gibi çalışır Düzenle] 3.5 MO disklerinin dezavantajları ¨ Yüksek güç tüketimi. Yüzeyi ısıtmak için önemli güçte lazerler gereklidir ve sonuç olarak yüksek enerji tüketimi. Bu, MO kaydedicilerin mobil cihazlarda kullanılmasını zorlaştırır. ¨ Hem disklerin hem de sürücülerin yüksek fiyatı. ¨ Düşük prevalans. 4 Mobil medya 4.1 USB bağlantıFlash Bellek Flash bellek (İng. Flash-Memory) - bir tür katı hal yarı iletken uçucu olmayan yeniden yazılabilir bellek (PEPROM). Herhangi bir sayıda okunabilir (veri depolama süresi içinde, tipik olarak 10-100 yıl), ancak böyle bir bellek yalnızca sınırlı sayıda (maksimum - yaklaşık bir milyon döngü) yazılabilir. Flash bellek yaygındır ve bir disket veya CD-RW'nin kaldırabileceğinden çok daha fazla olan yaklaşık 100.000 yazma döngüsüne dayanabilir. Hareketli parçalar içermez, bu nedenle sabit sürücülerden farklı olarak daha güvenilir ve kompakttır. Kompakt yapısı, düşük maliyeti ve düşük güç tüketimi nedeniyle flash bellek, dijital taşınabilir cihazlarda - fotoğraf ve video kameralarda, ses kayıt cihazlarında, MP3 oynatıcılarda, PDA'larda, cep telefonlarında ve ayrıca akıllı telefonlarda ve iletişim cihazlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, bellenimi depolamak için kullanılır. USB flash sürücüler (“flash sürücü”, USB sürücü, USB disk) yaygınlaştı ve pratik olarak disketlerin ve CD'lerin yerini aldı. Ana dezavantaj, sabit diskler için bu parametreyi 2-3 kat aşan yüksek fiyat/hacim oranıdır. Bu yönde çalışmalar devam ediyor - teknolojik sürecin maliyeti ucuzluyor, rekabet yoğunlaşıyor. Kasım 2009'da OCZ, 1,5 milyon yazma döngüsüne sahip 1 TB SSD sundu. Sabit sürücülere kıyasla flash belleğin diğer bir dezavantajı daha yavaş hızdır. SSD sürücü üreticileri, bu cihazların hızının sabit sürücülerin hızından daha yüksek olduğunu iddia ediyor, ancak gerçekte önemli ölçüde daha düşük. Bu, genel performansta bir düşüşe yol açar. En son SSD sürücü modelleri bu parametrede zaten sabit sürücülere yaklaştı, ancak çok pahalılar. 4.2 Nasıl çalışır? Flash bellek, bilgileri hücre adı verilen bir dizi kayan geçit transistöründe depolar. Geleneksel tek seviyeli hücre (SLC) cihazlarında, her hücre sadece bir bit depolayabilir. Bazı yeni çok seviyeli hücre (MLC; üç seviyeli hücre, TLC) cihazları, transistörün kayan kapısı üzerinde farklı seviyelerde elektrik yükü kullanarak birden fazla bit depolayabilir. 4.2.1 NOR Bu tür bir flash bellek, bir NOR elemanına dayanır, çünkü bir kayan geçit transistöründe düşük geçit voltajı bir tane gösterir.

Bir bilgi taşıyıcı (bilgi taşıyıcı), bir kişi tarafından bilgi depolamak için kullanılan herhangi bir maddi nesnedir. Bu, örneğin taş, ahşap, kağıt, metal, plastik, silikon (ve diğer yarı iletken türleri), manyetize tabakalı bant (makaralarda ve kasetlerde), fotoğraf malzemesi, özel özelliklere sahip plastikler (örneğin, optik diskler), vb., vb.

Bir bilgi taşıyıcı, üzerinde mevcut olan bilgilerin okunmasının (okunmasının) mümkün olduğu herhangi bir nesne olabilir.

Bilgi taşıyıcıları şunlar için kullanılır:

• kayıtlar;
• depolamak;
• okuma;
• bilginin iletilmesi (yayılması).

Çoğu zaman, bilgi taşıyıcının kendisi, güvenliğini ve buna bağlı olarak bilgi depolamanın güvenilirliğini artıran koruyucu bir kabuğa yerleştirilir (örneğin, kağıt sayfalar bir kapağa yerleştirilir, bir bellek yongası plastiğe (akıllı kart) yerleştirilir), bir kasaya bir manyetik bant yerleştirilir, vb.) .

Elektronik ortam, elektrikli araçlarla tek veya çoklu kayıt (genellikle dijital) için ortamları içerir:

• optik diskler (CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray Disk);
• yarı iletken (flash bellek, disketler, vb.);
• 700 MB'a kadar bilgi içerebilen CD diskler (CD - Kompakt Disk, CD);
• Önemli ölçüde daha büyük bir bilgi kapasitesine (4,7 GB) sahip DVD diskler (DVD - Dijital Çok Yönlü Disk, dijital evrensel disk), üzerlerindeki optik izler daha ince ve daha yoğun bir şekilde yerleştirildiğinden;
• 405 nanometre mavi lazer kullanan DVD'lerin 3 ila 5 katı depolama kapasitesine sahip HR DVD ve Blu-ray diskler.

Elektronik medyanın kağıt medyaya (kağıt sayfalar, gazeteler, dergiler) göre önemli avantajları vardır:

• depolanan bilgilerin hacmine (boyutuna) göre;
• birim depolama maliyetine göre;
• güncel (kısa süreli depolama amaçlı) bilgi sağlamanın ekonomisi ve verimliliği hakkında;
• mümkünse, bilgileri tüketici için uygun bir biçimde sağlayın (biçimlendirme, sıralama).

Dezavantajları da vardır:

• okuma cihazlarının kırılganlığı;
• ağırlık (kütle) (bazı durumlarda);
• güç kaynaklarına bağımlılık;
• her medya türü ve formatı için bir okuyucu / yazar ihtiyacı.

Bir sabit disk sürücüsü veya HDD (İngilizce sabit (manyetik) disk sürücüsü, HDD, HMDD), bir sabit disk, manyetik kayıt ilkesine dayanan bir depolama aygıtıdır (bilgi depolama aygıtı). Çoğu bilgisayardaki ana depolama ortamıdır.

"Esnek" bir diskin (disket) aksine, bir sabit sürücüdeki bilgiler, bir ferromanyetik malzeme tabakası - manyetik diskler ile kaplanmış sert plakalara kaydedilir. HDD, aynı eksende bir veya daha fazla plaka kullanır. Çalışma modundaki okuma kafaları, hızlı dönüş sırasında yüzeyin yakınında oluşan yaklaşan hava akışının tabakası nedeniyle plakaların yüzeyine dokunmaz. Kafa ile disk arasındaki mesafe birkaç nanometredir (modern disklerde yaklaşık 10 nm) ve mekanik temasın olmaması cihazın uzun ömürlü olmasını sağlar. Disk dönüşü olmadığında, kafalar iş milinde veya diskin dışında, disklerin yüzeyiyle anormal temaslarının olmadığı güvenli ("park") bir bölgede bulunur.

Ayrıca, disketten farklı olarak, bir depolama ortamı genellikle bir sürücü, bir sürücü ve bir elektronik ünite ile birleştirilir. Bu tür sabit diskler genellikle çıkarılamayan depolama ortamı olarak kullanılır.

Optik (lazer) diskler şu anda en popüler depolama ortamıdır. Bir lazer ışını kullanarak bilgi kaydetme ve okuma optik prensibini kullanırlar.

DVD'ler çift katmanlı olabilir (kapasite 8,5 GB), her iki katman da bilgi taşıyan yansıtıcı bir yüzeye sahiptir. Ek olarak, bilgiler her iki tarafa da kaydedilebildiğinden, DVD disklerinin bilgi kapasitesi iki katına çıkarılabilir (17 GB'a kadar).

Optik sürücüler üç türe ayrılır:

• yazma yeteneği olmadan - CD-ROM ve DVD-ROM (ROM - Salt Okunur Bellek, salt okunur bellek). CD-ROM'lar ve DVD-ROM'lar, üretim sürecinde kendilerine yazılan bilgileri depolar. Onlara yeni bilgi yazmak mümkün değildir;
• tek kayıt ve çoklu okuma ile - CD-R ve DVD ± R (R - kaydedilebilir, kaydedilebilir). CD-R ve DVD±R disklerinde bilgi kaydedilebilir, ancak yalnızca bir kez;
• yeniden yazılabilir - CD-RW ve DVD ± RW (RW - Yeniden yazılabilir, yeniden yazılabilir). CD-RW ve DVD±RW diskleri hakkındaki bilgiler birden çok kez yazılabilir ve silinebilir.

Optik sürücülerin ana özellikleri:

• disk kapasitesi (CD - 700 MB'a kadar, DVD - 17 GB'a kadar)
• taşıyıcıdan RAM'e veri aktarım hızı - CD sürücüleri için 150 Kb / s'lik hızın katları olarak ölçülür;
• erişim süresi - diskte bilgi aramak için gereken süre, milisaniye cinsinden ölçülür (CD 80-400 ms için).

Şu anda, 52x hızlı CD sürücüleri yaygın olarak kullanılmaktadır - 7.8 MB / s'ye kadar. CD-RW diskleri daha düşük bir hızda kaydedilir (örneğin, 32x). Bu nedenle, CD sürücüleri "okuma hızı x CD-R yazma hızı x CD-RW yazma hızı" (örneğin, "52x52x32") olmak üzere üç sayı ile işaretlenmiştir.
DVD sürücüleri de üç sayı ile etiketlenmiştir (örneğin, "16x8x6").

Depolama (dikey konumda saklama) ve çalıştırma (çizik ve kir olmadan) kurallarına uyulursa, optik ortam bilgileri on yıllarca saklayabilir.

Flash bellek, elektriksel olarak yeniden programlanabilir bellek (EEPROM) yarı iletkenlerini ifade eder. Teknik çözümler, düşük maliyet, büyük hacim, düşük güç tüketimi, yüksek hız, kompaktlık ve mekanik dayanıklılık nedeniyle flash bellek, dijital taşınabilir cihazlara ve depolama ortamlarına yerleştirilmiştir. Bu cihazın ana avantajı, uçucu olmaması ve veri depolamak için elektriğe ihtiyaç duymamasıdır. Flash bellekte saklanan tüm bilgiler sonsuz sayıda okunabilir, ancak tam yazma döngülerinin sayısı maalesef sınırlıdır.

Flash belleğin avantajları vardır diğer sürücülerin önünde (sabit sürücüler ve optik sürücüler), ayrıca aşağıdaki tablodan tanışabileceğiniz eksiklikleri.

Sürücü türü	Avantajlar	Dezavantajları
HDD	Büyük miktarda depolanmış bilgi. Yüksek hız. Düşük veri depolama maliyeti (1 MB başına)	Büyük boyutlar. Titreşime duyarlılık. Gürültü. Isı dağılımı
optik disk	Ulaşım kolaylığı. Ucuz bilgi depolama. Çoğaltma imkanı	Küçük hacimli. Bir okuyucuya ihtiyacınız var. İşlem kısıtlamaları (okuma, yazma). Düşük hız. Titreşime duyarlılık. Gürültü
flaş bellek	Yüksek hızlı veri erişimi. Ekonomik güç tüketimi. Titreşime dayanıklı. Bilgisayara bağlanma kolaylığı. Kompakt boyutlar	Sınırlı sayıda yazma döngüsü

VDV TİPLERİ, (taşıyıcının fiziki temeli veya üretim teknolojisi kriterine göre)

Manyetik ortam, -optik, -flaş bellek

manyetik ortam

Manyetik ortam, malzemelerin iki durumda olma özelliğine dayanır: "mıknatıslanmamış" - "manyetize edilmiş", 0 ve 1'i kodlar. Ortamın yüzeyi boyunca durumu okuyabilen veya değiştirebilen bir kafa hareket eder. Manyetik ortama veri kaydı aşağıdaki gibi gerçekleştirilir. Kafadan geçen akımın gücü değiştiğinde, manyetik taşıyıcının yüzeyindeki dinamik manyetik alanın yoğunluğu değişir ve hücrenin durumu "mıknatıslanmamış"tan "mıknatıslanmış"a veya tam tersine değişir. Okuma işlemi ters sırada gerçekleşir. Ferromanyetik kaplamanın manyetize parçacıkları, bir elektrik akımının ortaya çıkmasının nedenidir. Bundan kaynaklanan elektromanyetik sinyaller güçlendirilir ve analiz edilir ve 0 veya 1 değeri elde edilir.

Kafanın medya yüzeyi ile temasından dolayı medya bir süre sonra kullanılamaz hale gelir.

Üç tür manyetik taşıyıcı düşünelim.

1. Sabit disk sürücüleri (HDD; sabit disk - sabit disk), sızdırmaz bir metal kasa içinde bir mil üzerine dizilmiş, manyetik olarak kaplanmış birkaç disktir. Disk döndüğünde, kafa diskin herhangi bir bölümüne hızla erişir.

2. Disket sürücüleri (FDD; FDD - Disket Sürücüsü), taşınabilir ortam - disketler hakkındaki bilgileri kaydetmek için tasarlanmıştır.

3. RAID disk dizileri (Yedekli Ucuz Diskler Dizisi - yedekli pahalı olmayan diskler dizisi) verileri süper bilgisayarlarda (büyük bilgi işlem sorunlarını çözmek için tasarlanmış güçlü bilgisayarlar) ve sunucularda (bir ağa bağlı, bilgisayarlara erişim sağlayan bilgisayarlar) depolamak için kullanılır. içlerinde saklanan veriler) . RAID dizileri, özel bir RAID denetleyicisi tarafından sunulan, tek bir büyük sürücüde birleştirilen birkaç sabit disk depolama aygıtıdır.

optik ortam

Optik ortam, çapı .50 olan CD'lerdir. Optik ortam üç katmandan oluşur:

1) polikarbonat taban (diskin dış tarafı);

2) değişken durum fazlı aktif (kayıt yapan) bir plastik katman;

3) en ince yansıtıcı katman (diskin iç tarafı).

CD'nin ortasında, CD sürücü milinin üzerine oturan yuvarlak bir delik vardır.

Bir CD'ye bilgi kaydetme ve okuma, lazer ışını yayan bir kafa tarafından gerçekleştirilir. Diskin başı ile yüzeyi arasında fiziksel bir temas yoktur, bu da CD'nin ömrünü uzatır. İkinci plastik tabakanın fazı, kristal veya amorf, sürücüde gerçekleştirilen kayıt işlemi sırasında yüzey bir lazer ışını ile ısıtıldıktan sonra soğuma hızına bağlı olarak değişir. Yavaş soğutma ile plastik kristal bir duruma geçer ve bilgi silinir ("0" kaydedilir); hızlı soğutma üzerine, plastik eleman amorf bir duruma geçer ("1" olarak yazılır).

1) ROM (Salt Okunur Bellek) - salt okunur; kayıt mümkün değil;

2) R (Kaydedilebilir) - tek kayıt ve çoklu okuma için; disk bir kez yazılabilir; kaydedilen bilgiler değiştirilemez ve salt okunurdur;

3) RW (Yeniden Yazılabilir) - tekrarlanan yazma ve okuma için; Bir diskteki bilgilerin üzerine birden çok kez yazılabilir. Bu tip diskler, ikinci plastik tabakanın yapıldığı malzemede farklılık gösterir.

flaş bellek

Flash bellek, plastik bir kasa içine yerleştirilmiş bir bellek yongasıdır ve tekrar tekrar yazma olasılığı ile bilgilerin uzun süreli depolanması için tasarlanmıştır. Flash bellek yongalarında hareketli parça yoktur. İşlem sırasında çipteki işaretçiler bloğun başlangıç ​​adresine taşınır ve ardından veri baytları seri sırayla aktarılır. Flash bellek yongalarının üretiminde NAND (NAND) mantık elemanları kullanılmaktadır. Flash bellek yazma döngülerinin sayısı 1 milyonu aşıyor Şu anda flash belleğin boyutu 64 GB'ı (2011) aşıyor, bu da flash belleğin disketlerin yerini almasına izin verdi. Flash bellek USB bağlantı noktasına bağlı.

"

19. ve 20. yüzyılların başında Poulsen cihazlarında kullanılan ilk manyetik kayıt ortamı, 1 mm çapa kadar çelik teldi. 20. yüzyılın başında bu amaçla haddelenmiş çelik bant da kullanıldı. Aynı zamanda (1906'da) bir manyetik disk için ilk patent yayınlandı. Ancak tüm bu taşıyıcıların kalite özellikleri çok düşüktü. 1908'de Kopenhag'daki Uluslararası Kongre'de raporların 14 saatlik manyetik kaydının üretilmesinin 2500 km veya yaklaşık 100 kg tel gerektirdiğini söylemek yeterlidir.

1920'lerin ikinci yarısına kadar, toz manyetik bant icat edildiğinde, manyetik kayıt yaygın olarak kullanılmaya başlandı. İlk olarak, manyetik toz, bir alt tabaka olarak yüksek mukavemetli polietilen tereftalat (lavsan) malzemesinin kullanımı başlayana kadar bir kağıt alt-tabaka üzerinde, daha sonra selüloz asetat üzerinde biriktirildi. Manyetik tozun kalitesi de iyileştirildi. Özellikle, kobalt ilavesi ile demir oksit tozları, demir ve alaşımlarının metal manyetik tozları kullanılmaya başlandı ve bu da kayıt yoğunluğunu birkaç kat artırmayı mümkün kıldı.

1963 yılında, Philips tarafından kaset kaydı denilen cihaz geliştirildi ve bu da çok ince manyetik bantların kullanılmasını mümkün kıldı. Kompakt kasetlerde maksimum bant kalınlığı, 3,81 mm genişliğinde sadece 20 µm'dir. 1970'lerin sonlarında mikrokasetler 50 x 33 x 8 mm boyutlarında ve 1980'lerin ortalarında ortaya çıktı. - pikokasetler - mikrokasetlerden üç kat daha az.

1960'ların başından beri manyetik diskler yaygın olarak kullanılmaktadır - özellikle bilgisayar depolama aygıtlarında. Manyetik disk, birkaç mikron kalınlığında bir manyetik toz çalışma tabakası ile kaplanmış, 30 ila 350 mm çapında alüminyum veya plastik bir disktir. Bir disk sürücüsünde, bir teyp kaydedicide olduğu gibi, bilgi manyetik bir kafa kullanılarak kaydedilir, ancak bant boyunca değil, dönen bir diskin yüzeyinde, genellikle her iki tarafta bulunan eşmerkezli manyetik izler üzerinde kaydedilir. Manyetik diskler, sert ve esnektir, çıkarılabilir ve bir kişisel bilgisayarda yerleşiktir. Başlıca özellikleri şunlardır: bilgi kapasitesi, bilgiye erişim süresi ve arka arkaya okuma hızı.

Alüminyum manyetik diskler - sabit (sabit sürücü) çıkarılamayan diskler - yapısal olarak bir bilgisayarda disk sürücülü tek bir ünitede birleştirilir. 4 ila 16 parça arasında paketler (yığınlar) halinde düzenlenirler. Bir sabit manyetik diske veri yazma ve okuma 7200 rpm'ye kadar hızlarda gerçekleştirilir. Disk kapasitesi 9 GB'ın üzerine çıkıyor. Bu ortamlar, bir bilgisayarla (sistem yazılımı, uygulama yazılım paketleri, vb.) çalışırken kullanılan bilgilerin kalıcı olarak depolanması için tasarlanmıştır.

Esnek plastik manyetik diskler (disketler, İngilizce disketten - serbestçe asılı) esnek plastikten (dakron) yapılır ve özel plastik kasetlere tek tek yerleştirilir. Disket kasetine disket denir. En yaygın disketler 3.5" ve 5.25" çapındadır. Bir disketin kapasitesi genellikle 1.0 ila 2.0 MB arasındadır. Ancak, 120 MB kapasiteli 3.5 inçlik bir disket zaten geliştirilmiştir. Ayrıca artan toz ve nem koşullarında çalışmak üzere tasarlanmış disketler üretilmektedir.

Bilgi depolamak ve verileri yönetmek için manyetik yöntem için cihazlar olan sözde plastik kartlar, başta bankacılık sistemlerinde olmak üzere geniş uygulama alanı bulmuştur. İki türdürler: basit ve akıllı. Basit kartlarda, yalnızca veri girmenize ve bunları değiştirmenize izin veren manyetik bir bellek vardır. Bazen akıllı kartlar olarak adlandırılan akıllı kartlarda (İngilizce smart - smart'tan), belleğe ek olarak, bir mikroişlemci de yerleşiktir. Gerekli hesaplamaları yapmayı mümkün kılar ve plastik kartları çok fonksiyonlu hale getirir.

Manyetik olana ek olarak, bir karta bilgi kaydetmenin başka yolları da olduğuna dikkat edilmelidir: grafik kayıt, kabartma (mekanik ekstrüzyon), barkodlama ve 1981'den beri ayrıca lazer kaydı (özel bir lazer kartında büyük miktarda bilgi depolar, ancak yine de çok pahalıdır).

Dijital ses kayıt cihazlarında ses kaydı yapmak için özellikle 2 veya 4 MB hafıza kapasiteli disketlere benzeyen ve 1 saat kayıt sağlayan mini kartlar kullanılmaktadır.

Şu anda, malzeme manyetik kayıt ortamı sınıflandırılır:

geometrik şekil ve boyuta göre (bir bant, disk, kart vb. şekli);

medyanın iç yapısı (iki veya daha fazla farklı malzeme katmanı);

manyetik kayıt yöntemine göre (uzunlamasına ve dikey kayıt için taşıyıcılar);

kaydedilen sinyalin türüne göre (analog sinyallerin doğrudan kaydı için, modülasyon kaydı için, dijital kayıt için).

Manyetik kaydın teknolojileri ve malzeme taşıyıcıları sürekli olarak geliştirilmektedir. Özellikle, manyetik diskler üzerindeki bilgi kayıt yoğunluğunun, boyutunun küçülmesi ve bilgiye ortalama erişim süresinin azalmasıyla birlikte artma eğilimi vardır.

manyetik kayıt

Dijital manyetik kayıt, bazı demir oksit türleri, nikel, kobalt, kobaltlı nadir toprak elementlerinin bileşikleri, manyetoplastlar ve plastik ve kauçuk bağı ile manyetoelastlar, mikro toz manyetik materyaller içeren manyetik olarak hassas malzemeler üzerinde yapılır. Demir oksitlerin içeriğine bağlı olarak, manyetik malzemenin rengi karakteristik koyu kahverengi bir renk tonuna sahip olabilir. Manyetik kaplama çok incedir (birkaç mikrometre) ve ne kadar ince olursa manyetik kaydın kalitesi o kadar yüksek olur. Kaplama, çeşitli plastikler kullanan manyetik bantlar ve disketler için ve sabit diskler - alüminyum veya cam daireler için kullanılan manyetik olmayan bir tabana uygulanır. Sabit sürücülerin (sabit sürücüler olarak da adlandırılır) boyutları (form faktörleri): 3,5 inç (solda Şekil 1.9), 2,5 inç (dizüstü bilgisayarlar için, Şekil 1.9 sağda), 1 inç (“mikro sürücü” - fotoğraf ekipmanı için , cep bilgisayarları, oyuncular vb.).

Pirinç. 1.9. 3,5" form faktörlü sabit sürücü Sumsung SpinPoint T133 (400 GB, 3 plakalı, sol) ve 2,5" form faktörlü sabit sürücü Sumsung SpinPoint M60 (120 GB, 1 plakalı, sağ)

Sabit sürücülerin kapasitesini artırmak için, yüzeylerin ve manyetik kafaların sayısını artırmamanız (bu, çalışma, ısıtma sırasında gürültüyü ve veri yazma ve okuma hatalarının yüzdesini artırır), ancak ferromanyetik parçacıkların boyutunu azaltmanız önerilir. . Bu nedenle Samsung, Tünel Açma Manyeto Direnç (TMR) teknolojisine dayalı manyetik TMR kafalarını kullanarak masaüstü bilgisayarlar ve sunucular için 400 GB sürücüler (solda Şekil 1.19) ve dizüstü bilgisayarlar için 120 GB (sağda Şekil 1.19) geliştirdi.

Disk kaplaması, birçok küçük manyetik alandan oluşur - komşu bölgelerden ince geçiş katmanları (etki alanı duvarları) ile ayrılmış düzgün bir şekilde manyetize edilmiş bölgeler. Şek. 1.10, ferromıknatısların alanlarında atomların manyetik indüksiyon vektörlerinin dağılımını gösterir. Bir ferromıknatısın boyutunda bir azalma ile, moleküllerin termal titreşimleri, alan yöneliminin kendiliğinden kaybolmasına neden olur; bu etkiyi azaltmak için bir antiferromanyetik substrat kullanılır. Bir antiferromıknatısta, komşu atomların manyetik momentleri, herhangi bir bölgenin toplam manyetik momenti sıfır olacak şekilde antiparalel olarak yönlendirilir. Alanların uzunlamasına oryantasyonu ile bir plakanın (3,5 inç) pratik maksimum kapasitesi (soldaki Şekil 1.11) 150-200 GB'dir.

Alanların enine düzenlenmesiyle daha yüksek bir kayıt yoğunluğu sağlanır (sağda Şekil 1.10 ve 1.11). Dikey kayıt kullanan ilk sabit disk sürücüleri (sabit sürücüler) 2005 yılında oluşturuldu.
(Şekil 1.22). Hitachi Global Storage Technology, 3,5 inç sürücülerin kapasitesini 1 TB'a (1terabayt=1000 GB) çıkarmayı planlıyor.

Pirinç. 1.10. Ferromıknatısların etki alanlarında manyetik indüksiyon vektörlerinin dağılımı

Pirinç. 1.11. Manyetik bir disk üzerinde uzunlamasına (sol) ve enine (sağ) kayıt şeması: A - ferromanyetik katman, B - antiferromanyetik alt tabaka, C - elektromanyetik kafa. .

Harici bir manyetik alanın etkisi altında, alanların içsel manyetik alanları, manyetik alan çizgilerinin yönüne göre yönlendirilir. Dış alanın etkisi sona erdikten sonra, alanın yüzeyinde artık mıknatıslanma bölgeleri oluşur - hareket eden manyetik alanla ilgili bilgiler diskte saklanır. Yazma akımının yönündeki bir değişiklik, kafa çekirdeğindeki manyetik akının yönünde karşılık gelen bir değişikliğe neden olur, bu da taşıyıcı yüzeyinde zıt manyetizasyona sahip alanların ortaya çıkmasına neden olur (Şekil 1.13).

Pirinç. 1.12. Seagate tarafından üretilen, dikey kayıt özellikli sabit disk Momentos 5400.3 (2,5 inç, 160 GB, disk dönüş hızı 5400 rpm)

Pirinç. 1.13. Okuma/yazma kafasının sargısındaki manyetik akının yönünü değiştirme

Disk, manyetik kafanın boşluğunun karşısında döndüğünde, bu tür bölümler okuma sırasında içinde bir elektromotor kuvveti (emk) indükler. Emfin yönünü değiştirme. Belirli bir süre boyunca ikili bir birim ile tanımlanır ve bu değişikliğin olmaması sıfır ile tanımlanır. Belirtilen süreye bit elemanı denir.

Bilgilerin doğru şekilde kaydedilmesi için, ön biçimlendirme gereklidir - gerekli kayıt konumlarını bulmaya yardımcı olmak için işaretler uygulayarak diskin parçalara ve sektörlere mantıksal bir bölümü (solda 1.14). Disket veya sabit diskin yüzeyinin herhangi bir kısmına hızlı erişim, döndürülerek ve manyetik okuma / yazma kafasını diskin yarıçapı boyunca hareket ettirerek sağlanır (sağda Şekil 1.14).

Pirinç. 1.14. Manyetik diskin parçaları ve sektörleri (solda) ve bilgiye doğrudan erişim organizasyonu (sağda)

Diskin hızlı dönmesi nedeniyle, diskin çevresinin herhangi bir bölümünün bir noktasından diğerine geçişteki gecikme küçüktür. Bir disketin (disket) dönüş hızı 300-360 rpm, sabit diskler 5400 ve 7200 rpm'dir.

Manyetik diskler, kaydedilen verilerin herhangi bir bölümüne doğrudan erişebildiğiniz için doğrudan erişim ortamı olarak sınıflandırılır (Şekil 1.24). Disk yüzeyi, dış kenardan başlayarak eşmerkezli halkalara bölünmüştür - kayıt izleri (Şekil 1.24). Disketlerde (3.5", 1.44 MB), parça sayısı 80'dir ve sabit disklerde birkaç yüz ile birkaç bin arasında değişir. İzler bir numara ile tanımlanır (dış iz sıfır numarasına sahiptir). İz halkası sektörler olarak adlandırılan bölümlere (genellikle 17-18) bölünmüştür (Şekil 1.24) Sektör boyutu standart olarak 512 bayttır.Bir iz üzerindeki sektörlere sıfırdan başlayan sayılar atanır.Her izdeki sıfır numaralı sektör ayrılmıştır Yazılmakta olan bilgileri tanımlamak ve veri depolamamak için "İşletim sisteminin bir dosya yazmak için alan ayırırken çalıştığı diskin en küçük bölümüne küme denir. Birkaç sektörden oluşur. Bir sabit disk (sabit sürücü) genellikle birkaç diskten oluşan bir paket (montaj) (Şekil 1.19 solda).Disklerin kenarları sıfırdan (üst taraf) başlayan numaralarla tanımlanır.Okuma/yazma kafalarının altında aynı anda tüm izlere silindir denir. diskin yan tarafları, alt taraftaki izlere göre merkez dışındadır.

2002-2003 yıllarında, EIDE paralel disk arabiriminden veya ATA'dan (PATA) seriye (Seri ATA 1.0, SATA) geçiş başladı ve bu arabirime sahip ilk sürücüler, PCI denetleyici kartları ve yerleşik SATA denetleyicileri olan yonga setleri üretildi. yayınlandı. O zamandan beri, bu arabirime sahip sabit sürücüler ve optik sürücüler giderek PATA aygıtlarının yerini alıyor. 2006 yılında, ATA sabit disklerinin üretiminde keskin bir düşüş öngörülmektedir. Seri ATA II seri disk arabiriminin yeni nesli, Yerel Komut Kuyruğa Alma (NCQ) optimizasyon algoritması ve üretimdeki birçok modelde uygulanan 3 Gb/s (300 MB/s) veri aktarım hızı iyileştirmeleri dahil sekiz yeni özellik içerecek. Örnekler, Şekil 2'de gösterilen Samsung SATA 3 Gb / s sabit sürücüleridir. 1.19, eski bilgisayarlarla uyumluluk için Ultra ATA/100 paralel arabirimiyle de mevcuttur. Hard and Soft dergisi tarafından yapılan test sonuçlarına göre, 2005'teki en iyi performans, SATA 3 Gb/s arayüzlü ve NCQ teknolojisini destekleyen 3,5 inçlik Sumsung SpinPoint P120S (250 ve 200 GB kapasiteli, 2 plakalı) sabit sürücüler tarafından gösterildi. ve 0,5 ABD doları/GB maliyeti.

optik kayıt

Optik disklere bilgi yazıldığında, üzerinde farklı yansıtma özelliklerine sahip alternatif bölümler (darbeler, çukurlar) oluşturulur. Bir ikili, iyi ve kötü ışık yansıtan alanlar arasında bir sınır olarak diskte temsil edilir ve ikili bir sıfır, aynı yansıtma yeteneklerine sahip alanlar olarak temsil edilir. Disk bölümleri yarı iletken lazer ışını ile aydınlatıldığında ve yansıyan ışık kaydedildiği zaman bilgi okunur. Diskte 1 bayt (8 bit) bilgi kodlanırken, 14 bit ve 3 bit birleştirme yazılır . Temel bilgi birimi - çerçeve (Çerçeve) 24 kodlu bayt veya 588 bit (24·(14+3) + hata düzeltme için 180 bit) içerir. Diskteki çerçeveler sektörler ve bloklar oluşturur. Sektör 3234 kodlanmış bayt (2352 veri baytı ve 882 hata düzeltme ve kontrol baytı) içerir. CD-ROM'a böyle bir veri kaydı organizasyonu ve hata düzeltme algoritmalarının kullanılması, 10 -10 bit hata olasılığı ile bilgilerin yüksek kalitede okunmasını mümkün kılar. Kabul edilen standartlara göre, disk yüzeyi üç alana ayrılmıştır (Şekil 1.15):

· Giriş dizini (Giriş) - 4 mm genişliğinde, diskin merkezine en yakın halka şeklinde bir alan. Bir diskten bilgi okuma, tam olarak içindekiler tablosunu (İçindekiler Tablosu-TOC), kayıt adreslerini, başlık sayısını, toplam kayıt süresini (hacim), disk adını (Disk Etiketi) içeren giriş dizininden başlar.

· Ana veri alanı veya dosya sistemi (33 mm genişliğinde halka).

· Disk sonu işaretli çıktı dizini (Çıkış).

Pirinç. 1.15. Bir CD-ROM'daki verileri düzenleme

Darbeler, bitişik dönüşler arasındaki mesafe 1,6 mikron olan ve bu da 16.000 dönüş/inç (625 dönüş/mm) yoğunluğa karşılık gelen bir spiral yol boyunca yer alır. Kayıt hattı boyunca vuruşların uzunluğu 0,8 ila 3,3 mikron arasında değişir, 4,72” diskin kapasitesi 700 MB'dir. Standardı 1995 yılında kabul edilen DVD (Dijital Çok Yönlü Disk) formatı tarafından daha yüksek bir kayıt yoğunluğu sağlanır. CD-ROM ve DVD (Dijital Çok Yönlü Disk) formatlarındaki disklerin çalışma yüzeyinin elemanlarının parametreleri gösterilir. incirde. 1.16. Her iki tarafında tek ve çift katmanlı kayıt yapan tek ve çift taraflı diskler vardır, kapasiteleri 17 GB'a kadardır.

Katman sayısını artırarak (yakında 4'e) ve daha kısa dalga boyuna sahip bir lazer ışını (kırmızı değil, mavi-mor radyasyon) ile veri yazma ve okuma ile kayıt yoğunluğunu artırarak disklerin kapasitesini artırabilirsiniz. Şu anda, yeni formatlardaki disklerin toplu ticari üretimi için hazırlıklar tamamlanıyor: Sony'den Blue-ray (belirtilen renk özelliğinden dolayı blue ray) ve HD DVD (High Density DVD - Toshiba Corporation tarafından "yüksek yoğunluklu DVD"). formatlar arasındaki farklar, Blue Ray formatının artan güvenliği nedeniyle, tüketicilere sakıncasını düşünmeyen film şirketleri tarafından desteklenmektedir. HD DVD formatı, aksine, mevcut DVD formatı ile uyumludur. 2005 yılının sonlarında, bilgisayar sürücüleri Blue-ray piyasaya sürüldü İlk Pioneetr BDR-101A modellerinden biri, BD-R (Blue-ray Disc Rewritable) ve BD-RE (Blue-ray Disc Rewritable) tek katmanlı diskleri okuyabilir ve yazabilir, 25 GB kapasiteli (çift katman - 50 GB) ve tek katmanlı ve çift katmanlı BD-ROM disklerini okuyabilir. Ek olarak, sürücü DVD±R (çift katman dahil) okuyabilir ve yazabilir ve DVD±RW diskleri.

Pirinç. 1.16. CD-ROM ve DVD disklerinin çalışma yüzeyinin elemanları

Kompakt diskler, metal kalıplarla damgalanarak (10.000 döngüye kadar hatasız veri okunmasını sağlar) ve boş bir CD-R, DVD-R (Kaydedilebilir - kaydedilebilir) disk veya bir CD- lazer kaydı (yazma) ile üretilir. RW, DVD-RW (Yeniden Yazılabilir - Yeniden Yazılabilir). CD-R diski, ısıya duyarlı özel bir boya tabakasının yanı sıra bir altın tabakası ile kaplanmıştır. Bilgi bir diske yazıldığında, bir lazer ışını altın tabakasını ve boya tabakasını ısıtır ve disk alanının rengini değiştiren ve yansıtıcılığını azaltan kimyasal bir reaksiyona neden olur. Boya tabakası ve altındaki altın yansıtıcı tabaka nedeniyle, CD-R diskleri yeşilimsi altın rengine sahiptir. CD-RW (daha koyu) disklere kayıt, CD-R ve çift fazlı kaydırma teknolojilerinin bir kombinasyonu kullanılarak yapılır. Lazer ışını, disk kaplamanın ayrı bölümlerini yüksek hassasiyetle eritir; soğutulduklarında ya kristal duruma (daha yüksek yansıtma ile) ya da amorf duruma (daha düşük yansıtma ile) geçerler. Bu, üzerine en az 1000 kez yazma imkanı sağlar.