Ақпаратты тасымалдаушылардың түрлері, олардың классификациясы және сипаттамалары. Компьютерлік ақпарат құралдарының эволюциясы Оптикалық және магниттік тасымалдаушылардың 3 мысалы

Иілгіш дискілер: жұмыс принципі, техникалық сипаттамалары, негізгі компоненттері. Қатты дискілер: форма факторлары, жұмыс істеу принципі, түрлері, негізгі сипаттамалары, жұмыс режимдері. Магниттік дискілерді конфигурациялау және пішімдеу. Қатты магниттік дискілерге қызмет көрсетуге арналған утилиталар. Магнито-оптикалық және компакт-дискілердің логикалық құрылымы мен форматы. CD-R (RW), DVD-R (RW), ZIP дискілері: жұмыс принципі, негізгі компоненттері, техникалық сипаттамалары. Магниттік-оптикалық жетектер, стримерлер, флэш-дискілер. Негізгі заманауи үлгілерге шолу.

Оқушы білуі керек:

FDD жетегінің жұмыс істеу принципі және негізгі компоненттері;

Қатты дискінің сипаттамалары мен жұмыс режимдері;

Магниттік-оптикалық және компакт-диск жетектерінің жұмыс істеу принципі;

Оптикалық және магнитті-оптикалық дискілердің форматтары;

Оқушы білуі керек:

Әр түрлі ақпарат құралдарына ақпаратты жазу;

Бағдарламалық құралдарды пайдаланыңыз Техникалық қызмет көрсетуқатты диск;

Жетектердің негізгі сипаттамаларын анықтау;

Сабақтың мақсаттары:

Студенттерді ақпарат аккумуляторларының негізгі компоненттерімен таныстыру.

Сақтау құралдарының түрлерін және олардың сипаттамаларын оқып үйрену.

Оқушылардың ақпараттық мәдениетіне, зейінділікке, ұқыптылыққа, тәртіптілікке, алғырлыққа тәрбиелеу.

Танымдық қызығушылықтарын, өзін-өзі бақылау дағдыларын, конспектілеу дағдыларын дамыту.

Сабақтың барысы:

Теориялық бөлім.

Мәліметтерді магниттік тасымалдаушыларда сақтау

Дербес компьютерлердің барлығында дерлік ақпарат тасушыда магниттік немесе оптикалық принциптерді пайдалана отырып сақталады. Магниттік сақтау құрылғыларымен екілік деректер жалпақ дискіде немесе таспада «үлгіде» орналасқан шағын, металл, магниттелген бөлшектерге «айналдырылады». Бұл магниттік «үлгі» содан кейін екілік деректер ағынына декодталуы мүмкін.

Магниттік тасымалдағыштардың жұмысы – қатты және иілгіш дискілер – электромагнетизмге негізделген. Оның мәні мынада: электр тогы өткізгіш арқылы өткенде оның айналасында магнит өрісі пайда болады (1-сурет). Бұл өріс оның құрамындағы ферромагниттік затқа әсер етеді. Ток бағыты өзгерген кезде магнит өрісінің полярлығы да өзгереді. Электрмагнетизм құбылысы электр қозғалтқыштарында айналмалы білікке орнатылған магниттерге әсер ететін күштерді тудыру үшін қолданылады.

Дегенмен, қарама-қарсы әсер де бар: айнымалы магнит өрісі әсер ететін өткізгіште электр тогы пайда болады. Магнит өрісінің полярлығы өзгерген кезде электр тогының бағыты да өзгереді (2-сурет).

Кез келген диск жетегіндегі оқу/жазу бастиегі U-тәрізді ферромагниттік өзектен және оның айналасына оралған катушкадан (орамнан) тұрады, ол арқылы электр тогы өтуі мүмкін. Орамнан ток өткенде бастың өзегінде (магниттік тізбекте) магнит өрісі пайда болады (3-сурет). Ағып жатқан токтың бағытын ауыстырған кезде магнит өрісінің полярлығы да өзгереді. Негізінде, бастар электромагнит болып табылады, олардың полярлығын өткен электр тогының бағытын ауыстыру арқылы өте тез өзгертуге болады.

Күріш. 1. Өткізгіш арқылы ток өткенде оның айналасында магнит өрісі пайда болады

Күріш. 2. Өткізгіш магнит өрісінде қозғалғанда, онда электр тогы пайда болады

Күріш. 3. Оқу/жазу басы

Ядродағы магнит өрісі U әрпінің негізінде «кесілген» саңылаудың болуына байланысты қоршаған кеңістікке ішінара таралады. Егер саңылаудың жанында басқа ферромагнетик (тасымалдаушының жұмыс қабаты) орналасса, онда магнит өріс онда локализацияланған, өйткені мұндай заттардың ауаға қарағанда магниттік кедергісі төмен. Саңылауды кесіп өтетін магнит ағыны тасымалдаушы арқылы жабылады, бұл оның магниттік бөлшектерінің (домендерінің) өріс бағыты бойынша поляризациясына әкеледі. Өрістің бағыты, демек, тасымалдаушының ременентілігі бас орамасындағы электр өрісінің полярлығына байланысты.

Иілгіш магниттік дискілер әдетте лавсанда, ал қатты дискілер ферромагниттік материал қабаты қолданылатын алюминий немесе шыны негізде жасалады. Жұмыс қабаты негізінен әртүрлі қоспалары бар темір оксидінен тұрады. Бос дискідегі жеке домендермен жасалған магнит өрістері кездейсоқ бағытталған және диск бетінің кез келген ұзартылған (макроскопиялық) бөлімін өзара өтейді, сондықтан оның қалдық магниттелуі нөлге тең.

Егер диск бетінің ауданы бас саңылауының жанында тартылған кезде магнит өрісіне ұшыраса, онда домендер белгілі бір бағытта орналасады және олардың магнит өрістері енді бірін-бірі жоққа шығармайды. Нәтижесінде бұл аймақта қалдық магниттелу пайда болады, оны кейіннен анықтауға болады. Ғылыми тілмен айтсақ: диск бетінің осы бөлігінен пайда болған қалдық магнит ағыны нөлге тең болмайды.

Бас дизайндарын оқу/жазу

Диск жетегінің технологиясы дамыған сайын оқу/жазу басының конструкциялары да дамыды. Алғашқы бастар орамасы бар өзектер болды (электромагниттер). Заманауи стандарттар бойынша олардың көлемі өте үлкен болды, ал жазу тығыздығы өте төмен болды. Осы жылдар ішінде бас конструкциялары феррит өзегі бар бірінші бастардан қазіргі заманғы түрлерге дейін ұзақ жолдан өтті.

Ең жиі қолданылатын бастардың келесі төрт түрі бар:

ü феррит;

ü саңылаудағы металмен (МИГ);

ü жұқа пленка (ТФ);

ü магнитке төзімділік (MR);

ü алып магниторезистивті (GMR).

· Феррит бастары

Классикалық феррит бастары алғаш рет IBM компаниясының Winchester 30-30 дискісінде қолданылған. Олардың өзегі престелген феррит (темір оксиді негізінде) негізінде жасалады. Саңылаудағы магнит өрісі орама арқылы электр тогы өткенде пайда болады. Өз кезегінде магнит өрісінің күші саңылаудың жанында өзгерген кезде орамда электр қозғаушы күш индукцияланады. Осылайша, бас әмбебап, яғни. жазуға да, оқуға да қолдануға болады. Феррит бастарының өлшемдері мен массасы жұқа қабықшаларға қарағанда үлкенірек; сондықтан олардың дискілердің беттерімен қажетсіз жанасуын болдырмау үшін аралықты ұлғайту қажет.

Феррит бастары болған кезде олардың бастапқы (монолитті) дизайны айтарлықтай жетілдірілді. Атап айтқанда, шағын феррит өзегі керамикалық корпусқа орнатылған шыны-ферритті (композиттік) бастар әзірленді. Мұндай бастардың ядросының ені мен магниттік саңылаулары кішірек, бұл жазу жолдарының тығыздығын арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, олардың сыртқы магниттік кедергілерге сезімталдығы төмендейді.

· Саңылауда металл бар бастар

Саңылауда металы бар бастар (Metal-In-Gap - MIG) композиттік феррит басының конструкциясын жетілдіру нәтижесінде пайда болды. Мұндай бастарда ядроның артқы жағында орналасқан магниттік саңылау металлмен толтырылады. Осыған байланысты ядро ​​материалының магниттік қанығуға бейімділігі айтарлықтай төмендейді, бұл жұмыс саңылауындағы магнит индукциясын арттыруға және, тиісінше, тығыздығы жоғары дискіге жазуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, саңылаудағы металл бар бастың жасаған магнит өрісінің градиенті жоғарырақ, бұл дискінің бетінде неғұрлым нақты анықталған шекаралары бар магниттелген аймақтардың пайда болғанын білдіреді (белгіні өзгерту аймақтарының ені азаяды).

Бұл бастар жоғары мәжбүрлеу күші және жұқа пленканың жұмыс қабаты бар медианы пайдалануға мүмкіндік береді. Жалпы массаны азайту және дизайнды жақсарту арқылы мұндай бастарды тасымалдаушы бетіне жақынырақ орналастыруға болады.

Саңылауда металы бар бастар екі түрлі: бір жақты және екі жақты (яғни бір және екі металлдандырылған саңылаулары бар). Бір жақты бастарда магнитті қорытпа қабаты тек артқы (жұмыс істемейтін) саңылауда, ал екі жақты бастарда екеуінде де орналасады. Металл қабаты вакуумды тұндыру арқылы қолданылады. Магниттік қорытпаның қанығу индукциясы ферритке қарағанда шамамен екі есе жоғары, ол жоғарыда атап өтілгендей, сыйымдылығы жоғары жетектерде қолданылатын үлкен мәжбүрлеу күші бар тасымалдағыштарда жазуға мүмкіндік береді. Екі жақты бастар бұл жағынан бір жақтыларға қарағанда жақсы.

· Жұқа пленка бастары

Жұқа пленка (TF) бастары интегралдық микросхемалар сияқты дерлік бірдей технологияны пайдалана отырып дайындалады, яғни. фотолитография арқылы. Бір субстратта сіз бірден бірнеше мың басты «басып шығаруға» болады, нәтижесінде олар кішкентай және жеңіл.

Жұқа қабықшалардағы жұмыс саңылауын өте тар етіп жасауға болады, ал оның ені магниттік емес алюминий қорытпасының қосымша қабаттарын салу арқылы өндіріс кезінде реттеледі. Алюминий жұмыс орнын толығымен толтырады және дискіге кездейсоқ тиіп кеткен жағдайда оны зақымданудан (шетінің сынуы) жақсы қорғайды. Өзек өзі темір мен никель қорытпасынан жасалған, оның қанығу индукциясы ферриттен 2-4 есе артық.

Диск бетіндегі жұқа пленкалы бастиектерден құралған қалдық магниттелу аймақтары өте жоғары жазу тығыздығына қол жеткізуге мүмкіндік беретін нақты анықталған шекараларға ие. Бастардың салмағы аз және шағын өлшемдері арқасында олар мен дискілердің беттері арасындағы алшақтықты феррит пен MIG бастарымен салыстырғанда айтарлықтай азайтуға болады: кейбір жетектерде оның мәні 0,05 микроннан аспайды. Нәтижесінде, біріншіден, тасымалдаушы бетінің аудандарының қалдық магниттелуі артады, екіншіден, сигнал амплитудасы артады және оқу режиміндегі сигнал-шуыл қатынасы жақсарады, бұл ақыр соңында деректерді жазу мен оқудың сенімділігіне әсер етеді.

Бүгінгі күні жұқа пленкалы бастар сыйымдылығы жоғары жетектердің көпшілігінде, әсіресе шағын өлшемді модельдерде қолданылады, бастарды саңылаудағы металмен дерлік ауыстырады. Олардың дизайны мен сипаттамалары үнемі жетілдіріліп отырады, бірақ, ең алдымен, жақын болашақта олар магнитке төзімді бастармен ауыстырылады.

· Магниторезистивті бастар

Магниторезистивті (Magneto-Resistive - MR) бастар салыстырмалы түрде жақында пайда болды. Оларды IBM әзірлеген және дискілердің жазу тығыздығы мен жылдамдығының ең жоғары мәндеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Магниторезистивті бастар алғаш рет 1991 жылы IBM фирмасының 1 ГБ (3,5 дюйм) қатты дискісіне орнатылды.

Барлық бастар детекторлар болып табылады, яғни. магниттелу аймақтарындағы өзгерістерді тіркеу және оларды деректер ретінде түсіндіруге болатын электрлік сигналдарға түрлендіру. Дегенмен, магнитті жазу кезінде бір мәселе бар: тасымалдаушының магниттік домендері төмендегенде, бас сигналының деңгейі төмендейді және «нақты» сигнал үшін шуды қабылдау мүмкіндігі бар. Бұл мәселені шешу үшін сигналдың болуын сенімдірек анықтай алатын тиімді оқу басы болуы керек.

Магниторезистивті бастар бастардың басқа түрлеріне қарағанда қымбатырақ және күрделірек, өйткені олардың дизайнында қосымша элементтер бар және технологиялық процесс бірнеше қосымша қадамдарды қамтиды. Магниторезистивті бастар мен кәдімгі бастар арасындағы негізгі айырмашылықтар төменде келтірілген:

v резистивті датчикке өлшеу тогын беру үшін оларға қосымша сымдарды қосу керек;

v Өндіріс процесінде 4–6 қосымша маска (фотомаска) қолданылады;

v жоғары сезімталдыққа байланысты магнитке төзімді бастар сыртқы магнит өрістеріне көбірек сезімтал, сондықтан олар мұқият қорғалуы керек.

Бұрын қарастырылған барлық бастарда жазу және оқу процесінде бірдей алшақтық «жұмыс істеді», ал магниторезистивті баста олардың екеуі бар - әрқайсысы өз жұмысы үшін. Бір жұмыс саңылауы бар бастарды әзірлеу кезінде оның енін таңдау кезінде ымыраға келу керек. Мәселе мынада, оқу режимінде бастың параметрлерін жақсарту үшін саңылау енін азайту керек (разрядты арттыру үшін), ал жазу кезінде саңылау кеңірек болуы керек, өйткені бұл жағдайда магнит ағыны жұмыс қабатына үлкенірек тереңдікке енеді («оны бүкіл қалыңдықта магниттейді». Екі саңылаулары бар магнитке төзімді бастарда олардың әрқайсысы оңтайлы ені болуы мүмкін. Қарастырылып отырған бастардың тағы бір ерекшелігі - олардың жазу (жұқа пленка) бөлігі дискіде оқу блогының жұмысына (магниторезистивті) қажеттіге қарағанда кеңірек жолдарды құрайды. Бұл жағдайда оқу басы көрші жолдардан аз магниттік кедергіні «жинайды».

· Үлкен магнитке төзімді бастар

1997 жылы IBM сезімталдығы жоғары магниттік бастың жаңа түрін жариялады. Олар гигант магниторезистивті бастар (Giant Magnetoresistive - GMR) деп аталды. Олар бұл атауды қолданылған әсерге байланысты алды (бірақ олар стандартты магнитке төзімді бастарға қарағанда өлшемдері кішірек болды). GMR эффектісі 1988 жылы өте күшті магнит өрісіне орналастырылған кристалдарда (қатты дискілерде қолданылатын магнит өрісінен шамамен 1000 есе көп) ашылды.

Мәліметтерді кодтау әдістері

Магниттік тасымалдаушылардағы деректер аналогтық түрде сақталады. Сонымен бірге деректердің өзі де ұсынылған сандық пішін, өйткені олар нөлдер мен бірліктердің тізбегі. Жазу орындалған кезде магниттік басқа енетін цифрлық ақпарат дискіде сәйкес полярлықтың магниттік домендерін жасайды. Жазу кезінде бас оң сигнал алса, магниттік домендер бір бағытта, ал теріс болса, қарама-қарсы бағытта поляризацияланады. Жазылған сигналдың полярлығы өзгерген кезде магниттік домендердің полярлығы да өзгереді.

Егер ойнату кезінде басты бірдей полярлық магниттік домендер тобын тіркесе, ол ешқандай сигнал тудырмайды; генерация бас полярлықтың өзгеруін анықтаған кезде ғана пайда болады. Бұл полярлықтың өзгеру сәттері таңбалық өзгерістер деп аталады. Әрбір белгінің өзгеруі оқу механизмінің кернеу импульсін шығаруына әкеледі; дәл осы импульстар деректерді оқу кезінде құрылғы тіркейді. Бірақ сонымен бірге оқу басы жазылған сигналды дәл тудырмайды; шын мәнінде, ол әрқайсысы белгінің өзгеру сәтіне сәйкес келетін серпіндердің қатарын жасайды.

Жазу сигналындағы импульстарды оңтайлы реттеу үшін өңделмеген деректер кодер/декодер деп аталатын арнайы құрылғы арқылы беріледі. Бұл құрылғы екілік деректерді жазу жолында белгілерді өзгерту аймақтарын орналастыру үшін оңтайландырылған электрлік сигналдарға түрлендіреді. Оқу кезінде кодтаушы/декодер кері түрлендіруді орындайды: сигналдан екілік деректер тізбегін қалпына келтіреді. Осы жылдар ішінде деректерді кодтаудың бірнеше әдістері әзірленді, әзірлеушілердің негізгі мақсаты ақпаратты жазу мен оқудың максималды тиімділігі мен сенімділігіне қол жеткізу болды.

Цифрлық деректермен жұмыс істеу кезінде синхрондау ерекше маңызға ие. Оқу немесе жазу кезінде әрбір белгінің өзгеру сәтін дәл анықтау өте маңызды. Егер синхрондау болмаса, онда белгінің өзгеру сәті қате анықталуы мүмкін, бұл сөзсіз жоғалтуға немесе ақпараттың бұрмалануына әкеледі. Бұған жол бермеу үшін жіберуші және қабылдаушы құрылғылардың жұмысы қатаң синхрондалу керек. Бұл мәселені шешудің екі жолы бар. Алдымен бөлек байланыс арнасы арқылы арнайы синхрондау сигналын (немесе тактілік сигналды) беру арқылы екі құрылғының жұмысын синхрондаңыз. Екіншіден, тактілік сигналды деректер сигналымен біріктіріп, оларды бір арна арқылы бірге жіберіңіз. Бұл деректерді кодтау әдістерінің көпшілігінің мәні.

Көптеген әртүрлі әдістер әзірленгенімен, бүгінгі күні олардың тек үшеуі ғана қолданылады:

ü жиілікті модуляция (FM);

ü модификацияланған жиілікті модуляция (MFM);

ü Шектеулі жазба өрісінің ұзындығын (RLL) кодтау.

Жиілік модуляциясы (FM)

FM (жиілік модуляциясы) кодтау әдісі басқалардан бұрын жасалған және бірінші ДК-де бір тығыздықты дискеталар деп аталатындарды жазу кезінде қолданылған. Мұндай бір жақты дискеталардың сыйымдылығы небәрі 80 Кбайт болды. 1970 жылдары жиілік модуляциясын жазу көптеген құрылғыларда қолданылды, бірақ қазір ол толығымен бас тартылды.

Өзгертілген жиілік модуляциясы (MFM)

MFM (Modified Frequency Modulation) әдісін әзірлеушілердің негізгі мақсаты FM кодтауымен салыстырғанда деректердің бірдей көлемін жазу үшін белгілерді өзгерту аймақтарының санын азайту және сәйкесінше тасымалдаушының әлеуетті сыйымдылығын арттыру болды. Бұл жазу әдісімен синхрондау үшін ғана пайдаланылатын белгіні өзгерту аймақтарының саны азаяды. Сағаттың ауысуы тек нөлдік деректер биті бар ұяшықтардың басына және оның алдында нөлдік бит болса ғана жазылады. Барлық басқа жағдайларда синхрондау белгісін өзгерту аймағы құрылмайды. Дискіде орналастырудың рұқсат етілген тығыздығы бірдей белгілерді өзгерту аймақтарының санының осылай төмендеуіне байланысты FM әдісін қолданып жазумен салыстырғанда ақпараттық сыйымдылық екі есе артады.

Сондықтан MFM дискілері жиі қос тығыздықты дискілер деп аталады. Қарастырылып отырған жазу әдісімен белгілерді өзгерту аймақтарының бірдей санында FM кодтауымен салыстырғанда екі есе көп «пайдалы» деректер болғандықтан, ақпарат құралдарына оқу және жазу жылдамдығы да екі есе артады.

Жазба өрісінің ұзындығы (RLL) кодтауы

Бүгінгі күні жазба өрісінің ұзындығын шектеуі бар ең танымал кодтау әдісі (Run Length Limited - RLL). Ол MFM әдісін қолданып жазуға қарағанда дискіге бір жарым есе және FM кодтауына қарағанда үш есе көп ақпаратты орналастыруға мүмкіндік береді. Бұл әдісті пайдаланған кезде жеке разрядтар емес, тұтас топтар кодталады, нәтижесінде белгіні өзгерту аймақтарының белгілі бірізділігі жасалады.

RLL әдісін IBM компаниясы әзірледі және ол бірінші рет үлкен машиналық диск жетектерінде қолданылды. 1980 жылдардың аяғында ол ДК қатты дискілерінде қолданыла бастады, ал бүгінгі күні ол барлық дерлік ДК-де қолданылады.

Сақтау сыйымдылығын өлшеу

1998 жылы желтоқсанда электротехника саласындағы стандарттаумен айналысатын Халықаралық электротехникалық комиссия (ХЭК) ресми стандарт ретінде деректерді өңдеу және байланыс саласында пайдалану үшін өлшем бірліктерінің атаулары мен таңбаларының жүйесін енгізді. Соңғы уақытқа дейін ондық және екілік өлшем жүйелерін бір уақытта пайдалану кезінде бір мегабайт не 1 миллион байтқа (106) не 1 048 576 байтқа (220) тең болуы мүмкін. Магниттік және басқа жетектердің сыйымдылығын өлшеу үшін қолданылатын стандартты бірлік аббревиатуралары Кестеде келтірілген. бір.

Жаңа стандартқа сәйкес 1 МБ (мебибайт) 220 (1 048 576) байт, ал 1 Мбайт (мегабайт) 106 (1 000 000) байттан тұрады. Өкінішке орай, екілік көбейткіштерді ондық көбейткіштерден ажыратудың жалпы қабылданған тәсілі жоқ. Басқаша айтқанда, ағылшын аббревиатурасы MB (немесе M) миллиондаған байтты да, мегабайтты да білдіруі мүмкін.

Әдетте, жад өлшемдері екілік бірліктермен өлшенеді, бірақ сақтау сыйымдылығы ондық және екілік бірліктерде өлшенеді, бұл жиі түсінбеушіліктерге әкеледі. Ағылшын тіліндегі нұсқада бит (бит) және байт (байт) бірінші әріп жағдайында (ол кіші әріп немесе бас әріп болуы мүмкін) ерекшеленетінін ескеріңіз. Мысалы, миллиондаған биттерді белгілегенде, «b» кіші әріпі пайдаланылады, нәтижесінде секундына миллион бит бірлігі Мбит/с болады, ал MBps секундына миллион байт дегенді білдіреді.

Қатты диск дегеніміз не

Компьютердің ең қажетті және сонымен бірге ең жұмбақ құрамдас бөлігі - қатты диск. Өздеріңіз білетіндей, ол деректерді сақтауға арналған және оның істен шығуының салдары жиі апатты болады. Компьютердің дұрыс жұмыс істеуі немесе модернизациясы үшін оның не екенін жақсы білу керек - қатты диск.

Жетектің негізгі элементтері бірнеше дөңгелек алюминий немесе кристалды емес шыны тәрізді пластиналар болып табылады. Иілгіш дискілерден (иілгіш дискілерден) айырмашылығы, оларды майыстыруға болмайды; сондықтан қатты диск атауы (4-сурет). Көптеген құрылғыларда олар алынбайды, сондықтан кейде мұндай дискілерді тұрақты (тіркелген диск) деп атайды. Сондай-ақ Iomega Zip және Jaz құрылғылары сияқты алынбалы диск жетектері бар.

Соңғы жетістіктер

Қатты дискілер дербес компьютерлердің ортақ құрамдастарына айналғанына 20 жылдай уақыт өтті, олардың параметрлері түбегейлі өзгерді. Жақсарту процесі қаншалықты жеткені туралы түсінік беру қатты дискілерЕң жарқын фактілерді қарастырайық.

5,25 дюймдік дискілердің максималды сыйымдылығы 3,5 дюймдік жартылай биіктіктегі дискілер үшін (Seagate Barracuda 180) 10 Мбайттан (1982) 180 ГБ және одан да көпке дейін өсті. Портативті компьютерлерде қолданылатын биіктігі 12,5 мм-ден аспайтын 2,5 дюймдік дискілердің сыйымдылығы 32 ГБ (IBM Travelstar 32GH) дейін өсті. Қазіргі жұмыс үстелі компьютерлерінде 10 ГБ-тан аз қатты дискілер ешқашан қолданылмайды.

Деректерді беру жылдамдығы IBM XT компьютерінде (1983) 85-102 КБ/с-тан ең жылдам жүйелерде (Seagate Cheetah 73LP) 51,15 МБ/с дейін өсті.

Орташа іздеу уақыты (яғни, басты қажетті жолға қою уақыты) IBM XT компьютеріндегі (1983) 85 мс-тен бүгінгі күндегі ең жылдам дискілердің бірінде (Seagate Cheetah X15) 4,2 мс-ке дейін азайды.

1982 жылы 10 МБ дискінің құны 1500 доллардан (бір мегабайт үшін 150 доллар) жоғары болды. Қазіргі уақытта қатты дискілердің құны бір мегабайт үшін жарты центке дейін төмендеді.

Күріш. 4. Жоғарғы қақпағы шешілген қатты дискінің көрінісі

Қатты дискілер қалай жұмыс істейді

Қатты дискілерде деректер айналмалы магниттік дискілердің бетінен тректер мен секторларға (әрқайсысы 512 байт) бөлінген, суретте көрсетілгендей әмбебап оқу/жазу бастары арқылы жазылады және оқылады. бес.

Дискілерде әдетте бірнеше дискілер орнатылған және деректер әрқайсысының екі жағына да жазылады. Көптеген дискілерде кемінде екі немесе үш диск бар (төрт немесе алты жағынан жазуға мүмкіндік береді), бірақ 11 немесе одан да көп дискілері бар дискілер де бар. Дискілердің барлық жағындағы бір типті жолдар (бірдей орналасқан) цилиндрге біріктірілген (6-сурет). Дискінің әр жағында оқу/жазудың өзіндік трегі бар, бірақ барлық бастар жалпы таяқшаға немесе тірекке орнатылған. Сондықтан бастар бір-бірінен тәуелсіз қозғала алмайды және тек синхронды түрде қозғалады.

Қатты дискілер иілгіш дискілерге қарағанда әлдеқайда жылдам айналады. Олардың айналу жылдамдығы тіпті алғашқы үлгілердің көпшілігінде 3600 айн / мин болды (яғни дискеттегіден 10 есе көп) және соңғы уақытқа дейін қатты дискілер үшін стандартты дерлік болды. Бірақ қазір қатты дискілердің айналу жиілігі артты. Мысалы, Toshiba ноутбук компьютерінде 3,3 ГБ диск 4852 айн/мин жылдамдықпен айналады, бірақ қазірдің өзінде 5400, 5600, 6400, 7200, 10 000 және тіпті 15 000 айн/мин жиіліктері бар модельдер бар. Белгілі бір қатты дискінің жылдамдығы оның айналу жиілігіне, бастар жүйесінің қозғалыс жылдамдығына және жолдағы секторлар санына байланысты.

Қатты дискінің қалыпты жұмысы кезінде оқу/жазу бастары дискілерге тимейді (және тиіспеуі керек!). Бірақ қуат өшіріліп, дискілер тоқтаған кезде олар бетіне батып кетеді. Құрылғының жұмысы кезінде айналмалы дискінің басы мен беті арасында өте аз ауа саңылауы (ауа жастығы) пайда болады. Егер шаң дақтары осы аралыққа кірсе немесе соққы орын алса, басы «толық жылдамдықпен» айналатын дискімен «соқтығысады». Соққы жеткілікті күшті болса, басы сынып қалады. Мұның салдары әртүрлі болуы мүмкін - деректердің бірнеше байт жоғалуынан бүкіл дискінің істен шығуына дейін. Сондықтан көптеген жетектерде магниттік дискілердің беттері легірленген және арнайы майлау материалдарымен қапталған, бұл құрылғыларға күнделікті бастардың «ұшуларына» және «қонуына», сондай-ақ неғұрлым ауыр соққыларға төтеп беруге мүмкіндік береді.

Күріш. 5. Қатты дискінің тректері мен секторлары

Күріш. 6. Аккумулятор цилиндрі

қатты дискілерде

Жолдар мен секторлар

Жол – бұл дискінің бір жағындағы деректердің бір «сақинасы». Дискідегі жазу жолы сақтау бірлігі ретінде пайдалану үшін тым үлкен. Көптеген дискілерде оның сыйымдылығы 100 мың байттан асады және шағын файлды сақтау үшін мұндай блокты бөлу өте ысырапшылдық болып табылады. Сондықтан дискідегі жолдар секторлар деп аталатын нөмірленген сегменттерге бөлінеді.

Секторлардың саны жолдардың тығыздығына және жетек түріне байланысты өзгеруі мүмкін. Мысалы, дискеттегі жол 8-ден 36-ға дейін секторды қамтуы мүмкін, ал қатты диск жолында 380-ден 700-ге дейін сектор болуы мүмкін. стандартты бағдарламаларпішімдеу, 512 байт сыйымдылығы бар, бірақ бұл мән болашақта өзгеруі мүмкін.

Жолдағы секторларды нөмірлеу нөлден бастап есептелетін бастиектер мен цилиндрлерден айырмашылығы біреуден басталады. Мысалы, 3,5 дюймдік HD (жоғары тығыздықты) иілгіш дискіде (сыйымдылығы 1,44 МБ) 0-ден 79-ға дейін нөмірленген 80 цилиндр бар, жетекте екі басы бар (0 және 1 нөмірлері) және цилиндрдің әрбір жолы 18-ге бөлінген. секторлар (1–18).

Дискіні пішімдеу кезінде әрбір сектордың басында және соңында олардың нөмірлерін, сондай-ақ басқа да сервистік ақпаратты жазу үшін қосымша аймақтар құрылады, соның арқасында контроллер сектордың басы мен соңын анықтайды. Бұл пішімделмеген және пішімделген диск сыйымдылығын ажыратуға мүмкіндік береді. Пішімдеуден кейін дискінің сыйымдылығы азаяды және сіз бұған шыдауға тура келеді, өйткені дискінің қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін дискідегі кейбір бос орындар қызметтік ақпарат үшін сақталуы керек.

Әрбір сектордың басында оның тақырыбы (немесе префикс - префикс бөлігі) жазылады, ол сектордың басы мен нөмірін анықтайды, ал соңында - бақылау сомасы (бақылау сомасы) бар қорытынды (немесе жұрнақ - жұрнақ бөлігі) ) деректердің тұтастығын тексеру үшін қажет. Көптеген жаңа дискілер қосымша деректерді қамтитын тақырыптың орнына ID жоқ деп аталатын жазбаны пайдаланады. Көрсетілген қызмет ақпарат аймақтарына қосымша, әрбір секторда 512 байт сыйымдылығы бар деректер аймағы бар.

Түсінікті болу үшін секторлар кітаптың беттері деп елестетіңіз. Әрбір бетте мәтін бар, бірақ ол беттің барлық кеңістігін толтырмайды, өйткені оның шеттері (жоғарғы, төменгі, оң және сол жақ) бар. Жиектерге орналастырылған қызмет туралы ақпарат, мысалы, тарау тақырыптары (ол біздің ұқсастығымыздағы жол және цилиндр нөмірлеріне сәйкес келеді) және бет нөмірлері (сектор нөмірлеріне сәйкес келеді). Дискіні пішімдеу кезінде беттегі өрістерге ұқсас дискідегі аймақтар жасалады; сонымен бірге оларда қызмет көрсету туралы ақпарат жазылады. Сондай-ақ, дискіні пішімдеу кезінде әрбір сектордың деректер аймақтары жалған мәндермен толтырылады. Дискіні пішімдеу арқылы деректер аймағына ақпаратты әдеттегідей жазуға болады. Сектор тақырыптары мен қорытындыларындағы ақпарат қалыпты деректерді жазу әрекеттері кезінде өзгермейді. Оны тек дискіні қайта пішімдеу арқылы өзгертуге болады.

Дискілерді пішімдеу

Дискіні пішімдеудің екі түрі бар:

ü физикалық немесе төмен деңгейлі пішімдеу;

ü логикалық немесе жоғары деңгейлі пішімдеу.

Windows 9x Explorer немесе DOS FORMAT командасы арқылы дискеттерді пішімдеу кезінде екі операция да орындалады, бірақ қатты дискілер үшін бұл әрекеттер бөлек орындалуы керек. Сонымен қатар, қатты диск үшін екі көрсетілген пішімдеу операциясы арасында орындалатын үшінші кезең бар - дискіні бөлу. Бір компьютерде бірнеше операциялық жүйені пайдаланғыңыз келсе, бөлімдерді бөлу өте қажет. Физикалық пішімдеу операциялық жүйенің қасиеттеріне және жоғары деңгейлі пішімдеу опцияларына қарамастан (әртүрлі операциялық жүйелер үшін әртүрлі болуы мүмкін) әрқашан бірдей. Бұл бір қатты дискіде бірнеше операциялық жүйені біріктіруге мүмкіндік береді.

Бір дискіде бірнеше бөлімдерді ұйымдастырған кезде олардың әрқайсысы жеке операциялық жүйені іске қосу үшін немесе жеке көлемді (том) немесе логикалық дискіні (логикалық диск) көрсету үшін пайдаланылуы мүмкін. Көлем немесе логикалық диск - жүйе диск әрпін тағайындайтын нәрсе.

Осылайша, қатты пішімдеудиск үш кезеңде орындалады.

1. Төмен деңгейлі пішімдеу.

2. Дискідегі бөлімдерді ұйымдастыру.

3. Жоғары деңгейлі пішімдеу.

Магниттік және оптикалық тасымалдағыштардағы жетектер

Иілгіш дискілер: жұмыс принципі, техникалық сипаттамалары, негізгі компоненттері. Қатты дискілер: форма факторлары, жұмыс істеу принципі, түрлері, негізгі сипаттамалары, жұмыс режимдері. Магниттік дискілерді конфигурациялау және пішімдеу. Қатты магниттік дискілерге қызмет көрсетуге арналған утилиталар. Магнито-оптикалық және компакт-дискілердің логикалық құрылымы мен форматы. CD-R (RW), DVD-R (RW), ZIP дискілері: жұмыс принципі, негізгі компоненттері, техникалық сипаттамалары. Магниттік-оптикалық жетектер, стримерлер, флэш-дискілер. Негізгі заманауи үлгілерге шолу.

Оқушы білуі керек:

• FDD жетегінің жұмыс істеу принципі және негізгі бөлшектері;
• қатты дискінің сипаттамалары мен жұмыс режимдері;
• магнитті-оптикалық және компакт-дискілердің жұмыс принципін;
• оптикалық және магнитті-оптикалық дискілердің форматтары;

Оқушы білуі керек:

• ақпаратты әртүрлі тасымалдаушыларға жазу;
• қатты дискіге техникалық қызмет көрсету бағдарламалық құралын пайдалану;
• жетектердің негізгі сипаттамаларын анықтау;

Сабақтың мақсаттары:

• – студенттерді ақпарат жинақтауыштарының негізгі компоненттерімен таныстыру.
• - сақтау орталарының түрлерін және олардың сипаттамаларын оқып білу.
• - оқушылардың ақпараттық мәдениетіне, зейінділікке, ұқыптылыққа, тәртіптілікке, алғырлыққа тәрбиелеу.
• - танымдық қызығушылықтарын, өзін-өзі бақылау дағдыларын, конспектілеу дағдыларын дамыту.

Теориялық бөлім.

Мәліметтерді магниттік тасымалдаушыларда сақтау

Дербес компьютерлердің барлығында дерлік ақпарат тасушыда магниттік немесе оптикалық принциптерді пайдалана отырып сақталады. Магниттік сақтау құрылғыларымен екілік деректер жалпақ дискіде немесе таспада «үлгіде» орналасқан шағын, металл, магниттелген бөлшектерге «айналдырылады». Бұл магниттік «үлгі» содан кейін екілік деректер ағынына декодталуы мүмкін.

Магниттік тасымалдағыштардың жұмысы – қатты және иілгіш дискілер – электромагнетизмге негізделген. Оның мәні мынада: электр тогы өткізгіш арқылы өткенде оның айналасында магнит өрісі пайда болады (1-сурет). Бұл өріс оның құрамындағы ферромагниттік затқа әсер етеді. Ток бағыты өзгерген кезде магнит өрісінің полярлығы да өзгереді. Электрмагнетизм құбылысы электр қозғалтқыштарында айналмалы білікке орнатылған магниттерге әсер ететін күштерді тудыру үшін қолданылады.

Дегенмен, қарама-қарсы әсер де бар: айнымалы магнит өрісі әсер ететін өткізгіште электр тогы пайда болады. Магнит өрісінің полярлығы өзгерген кезде электр тогының бағыты да өзгереді (2-сурет).

Кез келген диск жетегіндегі оқу/жазу бастиегі U-тәрізді ферромагниттік өзектен және оның айналасына оралған катушкадан (орамнан) тұрады, ол арқылы электр тогы өтуі мүмкін. Орамнан ток өткенде бастың өзегінде (магниттік тізбекте) магнит өрісі пайда болады (3-сурет). Ағып жатқан токтың бағытын ауыстырған кезде магнит өрісінің полярлығы да өзгереді. Негізінде, бастар электромагнит болып табылады, олардың полярлығын өткен электр тогының бағытын ауыстыру арқылы өте тез өзгертуге болады.

Күріш. 2. Өткізгіш магнит өрісінде қозғалғанда, онда электр тогы пайда болады
Күріш. 3. Оқу/жазу басы

Ядродағы магнит өрісі U әрпінің негізінде «кесілген» саңылаудың болуына байланысты қоршаған кеңістікке ішінара таралады. Егер саңылаудың жанында басқа ферромагнетик (тасымалдаушының жұмыс қабаты) орналасса, онда магнит өріс онда локализацияланған, өйткені мұндай заттардың ауаға қарағанда магниттік кедергісі төмен. Саңылауды кесіп өтетін магнит ағыны тасымалдаушы арқылы жабылады, бұл оның магниттік бөлшектерінің (домендерінің) өріс бағыты бойынша поляризациясына әкеледі. Өрістің бағыты, демек, тасымалдаушының ременентілігі бас орамасындағы электр өрісінің полярлығына байланысты.

Иілгіш магниттік дискілер әдетте лавсанда, ал қатты дискілер ферромагниттік материал қабаты қолданылатын алюминий немесе шыны негізде жасалады. Жұмыс қабаты негізінен әртүрлі қоспалары бар темір оксидінен тұрады. Бос дискідегі жеке домендермен жасалған магнит өрістері кездейсоқ бағытталған және диск бетінің кез келген ұзартылған (макроскопиялық) бөлімін өзара өтейді, сондықтан оның қалдық магниттелуі нөлге тең.

Егер диск бетінің ауданы бас саңылауының жанында тартылған кезде магнит өрісіне ұшыраса, онда домендер белгілі бір бағытта орналасады және олардың магнит өрістері енді бірін-бірі жоққа шығармайды. Нәтижесінде бұл аймақта қалдық магниттелу пайда болады, оны кейіннен анықтауға болады. Ғылыми тілмен айтсақ: диск бетінің осы бөлігінен пайда болған қалдық магнит ағыны нөлге тең болмайды.

Бас дизайндарын оқу/жазу

Диск жетегінің технологиясы дамыған сайын оқу/жазу басының конструкциялары да дамыды. Алғашқы бастар орамасы бар өзектер болды (электромагниттер). Заманауи стандарттар бойынша олардың көлемі өте үлкен болды, ал жазу тығыздығы өте төмен болды. Осы жылдар ішінде бас конструкциялары феррит өзегі бар бірінші бастардан қазіргі заманғы түрлерге дейін ұзақ жолдан өтті.

Ең жиі қолданылатын бастардың келесі төрт түрі бар:

• феррит;
• саңылаудағы металмен (МИГ);
• жұқа пленка (TF);
• магнитке төзімді (MR);
• алып магниторезистивті (GMR).
• Феррит бастары

Классикалық феррит бастары алғаш рет IBM компаниясының Winchester 30-30 дискісінде қолданылған. Олардың өзегі престелген феррит (темір оксиді негізінде) негізінде жасалады. Саңылаудағы магнит өрісі орама арқылы электр тогы өткенде пайда болады. Өз кезегінде магнит өрісінің күші саңылаудың жанында өзгерген кезде орамда электр қозғаушы күш индукцияланады. Осылайша, бас әмбебап, яғни. жазуға да, оқуға да қолдануға болады. Феррит бастарының өлшемдері мен массасы жұқа қабықшаларға қарағанда үлкенірек; сондықтан олардың дискілердің беттерімен қажетсіз жанасуын болдырмау үшін аралықты ұлғайту қажет.

Феррит бастары болған кезде олардың бастапқы (монолитті) дизайны айтарлықтай жетілдірілді. Атап айтқанда, шағын феррит өзегі керамикалық корпусқа орнатылған шыны-ферритті (композиттік) бастар әзірленді. Мұндай бастардың ядросының ені мен магниттік саңылаулары кішірек, бұл жазу жолдарының тығыздығын арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, олардың сыртқы магниттік кедергілерге сезімталдығы төмендейді.

• Саңылауда металл бар бастар

Саңылауда металы бар бастар (Metal-In-Gap - MIG) композиттік феррит басының конструкциясын жетілдіру нәтижесінде пайда болды. Мұндай бастарда ядроның артқы жағында орналасқан магниттік саңылау металлмен толтырылады. Осыған байланысты ядро ​​материалының магниттік қанығуға бейімділігі айтарлықтай төмендейді, бұл жұмыс саңылауындағы магнит индукциясын арттыруға және, тиісінше, тығыздығы жоғары дискіге жазуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, саңылаудағы металл бар бастың жасаған магнит өрісінің градиенті жоғарырақ, бұл дискінің бетінде неғұрлым нақты анықталған шекаралары бар магниттелген аймақтардың пайда болғанын білдіреді (белгіні өзгерту аймақтарының ені азаяды).

Бұл бастар жоғары мәжбүрлеу күші және жұқа пленканың жұмыс қабаты бар медианы пайдалануға мүмкіндік береді. Жалпы массаны азайту және дизайнды жақсарту арқылы мұндай бастарды тасымалдаушы бетіне жақынырақ орналастыруға болады.

Саңылауда металы бар бастар екі түрлі: бір жақты және екі жақты (яғни бір және екі металлдандырылған саңылаулары бар). Бір жақты бастарда магнитті қорытпа қабаты тек артқы (жұмыс істемейтін) саңылауда, ал екі жақты бастарда екеуінде де орналасады. Металл қабаты вакуумды тұндыру арқылы қолданылады. Магниттік қорытпаның қанығу индукциясы ферритке қарағанда шамамен екі есе жоғары, ол жоғарыда атап өтілгендей, сыйымдылығы жоғары жетектерде қолданылатын үлкен мәжбүрлеу күші бар тасымалдағыштарда жазуға мүмкіндік береді. Екі жақты бастар бұл жағынан бір жақтыларға қарағанда жақсы.

• Жұқа пленка бастары

Жұқа пленка (TF) бастары интегралдық микросхемалар сияқты дерлік бірдей технологияны пайдалана отырып дайындалады, яғни. фотолитография арқылы. Бір субстратта сіз бірден бірнеше мың басты «басып шығаруға» болады, нәтижесінде олар кішкентай және жеңіл.

Жұқа қабықшалардағы жұмыс саңылауын өте тар етіп жасауға болады, ал оның ені магниттік емес алюминий қорытпасының қосымша қабаттарын салу арқылы өндіріс кезінде реттеледі. Алюминий жұмыс орнын толығымен толтырады және дискіге кездейсоқ тиіп кеткен жағдайда оны зақымданудан (шетінің сынуы) жақсы қорғайды. Өзек өзі темір мен никель қорытпасынан жасалған, оның қанығу индукциясы ферриттен 2-4 есе артық.

Диск бетіндегі жұқа пленкалы бастиектерден құралған қалдық магниттелу аймақтары өте жоғары жазу тығыздығына қол жеткізуге мүмкіндік беретін нақты анықталған шекараларға ие. Бастардың салмағы аз және шағын өлшемдері арқасында олар мен дискілердің беттері арасындағы алшақтықты феррит пен MIG бастарымен салыстырғанда айтарлықтай азайтуға болады: кейбір жетектерде оның мәні 0,05 микроннан аспайды. Нәтижесінде, біріншіден, тасымалдаушы бетінің аудандарының қалдық магниттелуі артады, екіншіден, сигнал амплитудасы артады және оқу режиміндегі сигнал-шуыл қатынасы жақсарады, бұл ақыр соңында деректерді жазу мен оқудың сенімділігіне әсер етеді.

Бүгінгі күні жұқа пленкалы бастар сыйымдылығы жоғары жетектердің көпшілігінде, әсіресе шағын өлшемді модельдерде қолданылады, бастарды саңылаудағы металмен дерлік ауыстырады. Олардың дизайны мен сипаттамалары үнемі жетілдіріліп отырады, бірақ, ең алдымен, жақын болашақта олар магнитке төзімді бастармен ауыстырылады.

• Магниторезистивті бастар

Магниторезистивті (Magneto-Resistive - MR) бастар салыстырмалы түрде жақында пайда болды. Оларды IBM әзірлеген және дискілердің жазу тығыздығы мен жылдамдығының ең жоғары мәндеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Магниторезистивті бастар алғаш рет 1991 жылы IBM фирмасының 1 ГБ (3,5 дюйм) қатты дискіге орнатылды.

Барлық бастар детекторлар болып табылады, яғни. магниттелу аймақтарындағы өзгерістерді тіркеу және оларды деректер ретінде түсіндіруге болатын электрлік сигналдарға түрлендіру. Дегенмен, магнитті жазу кезінде бір мәселе бар: тасымалдаушының магниттік домендері төмендегенде, бас сигналының деңгейі төмендейді және «нақты» сигнал үшін шуды қабылдау мүмкіндігі бар. Бұл мәселені шешу үшін сигналдың болуын сенімдірек анықтай алатын тиімді оқу басы болуы керек.

Магниторезистивті бастар бастардың басқа түрлеріне қарағанда қымбатырақ және күрделірек, өйткені олардың дизайнында қосымша элементтер бар және технологиялық процесс бірнеше қосымша қадамдарды қамтиды. Магниторезистивті бастар мен кәдімгі бастар арасындағы негізгі айырмашылықтар төменде келтірілген:

• резистивті сенсорға өлшеу тогын беру үшін оларға қосымша сымдар қосылуы керек;
• Өндіріс процесінде 4–6 қосымша маска (фотомаска) қолданылады;
• жоғары сезімталдыққа байланысты магнитке төзімді бастар сыртқы магнит өрістеріне көбірек сезімтал, сондықтан олар мұқият қорғалуы керек.

Бұрын қарастырылған барлық бастарда жазу және оқу процесінде бірдей алшақтық «жұмыс істеді», ал магниторезистивті баста олардың екеуі бар - әрқайсысы өз жұмысы үшін. Бір жұмыс саңылауы бар бастарды әзірлеу кезінде оның енін таңдау кезінде ымыраға келу керек. Мәселе мынада, оқу режимінде бастың параметрлерін жақсарту үшін саңылау енін азайту керек (разрядты арттыру үшін), ал жазу кезінде саңылау кеңірек болуы керек, өйткені бұл жағдайда магнит ағыны жұмыс қабатына үлкенірек тереңдікке енеді («оны бүкіл қалыңдықта магниттейді». Екі саңылаулары бар магнитке төзімді бастарда олардың әрқайсысы оңтайлы ені болуы мүмкін. Қарастырылып отырған бастардың тағы бір ерекшелігі - олардың жазу (жұқа пленка) бөлігі дискіде оқу блогының жұмысына (магниторезистивті) қажеттіге қарағанда кеңірек жолдарды құрайды. Бұл жағдайда оқу басы көрші жолдардан аз магниттік кедергіні «жинайды».

• Үлкен магнитке төзімді бастар

1997 жылы IBM сезімталдығы жоғары магниттік бастың жаңа түрін жариялады. Олар гигант магниторезистивті бастар (Giant Magnetoresistive - GMR) деп аталды. Олар бұл атауды қолданылған әсерге байланысты алды (бірақ олар стандартты магнитке төзімді бастарға қарағанда өлшемдері кішірек болды). GMR эффектісі 1988 жылы өте күшті магнит өрісіне орналастырылған кристалдарда (қатты дискілерде қолданылатын магнит өрісінен шамамен 1000 есе көп) ашылды.

Мәліметтерді кодтау әдістері

Магниттік тасымалдаушылардағы деректер аналогтық түрде сақталады. Бұл ретте деректердің өзі цифрлық түрде беріледі, өйткені ол нөлдер мен бірліктердің тізбегі болып табылады. Жазу орындалған кезде магниттік басқа енетін цифрлық ақпарат дискіде сәйкес полярлықтың магниттік домендерін жасайды. Жазу кезінде бас оң сигнал алса, магниттік домендер бір бағытта, ал теріс болса, қарама-қарсы бағытта поляризацияланады. Жазылған сигналдың полярлығы өзгерген кезде магниттік домендердің полярлығы да өзгереді.

Егер ойнату кезінде басты бірдей полярлық магниттік домендер тобын тіркесе, ол ешқандай сигнал тудырмайды; генерация бас полярлықтың өзгеруін анықтаған кезде ғана пайда болады. Бұл полярлықтың өзгеру сәттері таңбалық өзгерістер деп аталады. Әрбір белгінің өзгеруі оқу механизмінің кернеу импульсін шығаруына әкеледі; дәл осы импульстар деректерді оқу кезінде құрылғы тіркейді. Бірақ сонымен бірге оқу басы жазылған сигналды дәл тудырмайды; шын мәнінде, ол әрқайсысы белгінің өзгеру сәтіне сәйкес келетін серпіндердің қатарын жасайды.

Жазу сигналындағы импульстарды оңтайлы реттеу үшін өңделмеген деректер кодер/декодер деп аталатын арнайы құрылғы арқылы беріледі. Бұл құрылғы екілік деректерді жазу жолында белгілерді өзгерту аймақтарын орналастыру үшін оңтайландырылған электрлік сигналдарға түрлендіреді. Оқу кезінде кодтаушы/декодер кері түрлендіруді орындайды: сигналдан екілік деректер тізбегін қалпына келтіреді. Осы жылдар ішінде деректерді кодтаудың бірнеше әдістері әзірленді, әзірлеушілердің негізгі мақсаты ақпаратты жазу мен оқудың максималды тиімділігі мен сенімділігіне қол жеткізу болды.

Цифрлық деректермен жұмыс істеу кезінде синхрондау ерекше маңызға ие. Оқу немесе жазу кезінде әрбір белгінің өзгеру сәтін дәл анықтау өте маңызды. Егер синхрондау болмаса, онда белгінің өзгеру сәті қате анықталуы мүмкін, бұл сөзсіз жоғалтуға немесе ақпараттың бұрмалануына әкеледі. Бұған жол бермеу үшін жіберуші және қабылдаушы құрылғылардың жұмысы қатаң синхрондалу керек. Бұл мәселені шешудің екі жолы бар. Алдымен бөлек байланыс арнасы арқылы арнайы синхрондау сигналын (немесе тактілік сигналды) беру арқылы екі құрылғының жұмысын синхрондаңыз. Екіншіден, тактілік сигналды деректер сигналымен біріктіріп, оларды бір арна арқылы бірге жіберіңіз. Бұл деректерді кодтау әдістерінің көпшілігінің мәні.

Көптеген әртүрлі әдістер әзірленгенімен, бүгінгі күні олардың тек үшеуі ғана қолданылады:

• жиілікті модуляция (FM);
• модификацияланған жиілікті модуляция (MFM);
• өріс ұзындығы шектеуін (RLL) кодтауды жазу.

Жиілік модуляциясы (FM)

FM (жиілік модуляциясы) кодтау әдісі басқалардан бұрын жасалған және бірінші ДК-де бір тығыздықты дискеталар деп аталатындарды жазу кезінде қолданылған. Мұндай бір жақты дискеталардың сыйымдылығы небәрі 80 Кбайт болды. 1970 жылдары жиілік модуляциясын жазу көптеген құрылғыларда қолданылды, бірақ қазір ол толығымен бас тартылды.

Өзгертілген жиілік модуляциясы (MFM)

MFM (Modified Frequency Modulation) әдісін әзірлеушілердің негізгі мақсаты FM кодтауымен салыстырғанда деректердің бірдей көлемін жазу үшін белгілерді өзгерту аймақтарының санын азайту және сәйкесінше тасымалдаушының әлеуетті сыйымдылығын арттыру болды. Бұл жазу әдісімен синхрондау үшін ғана пайдаланылатын белгіні өзгерту аймақтарының саны азаяды. Сағаттың ауысуы тек нөлдік деректер биті бар ұяшықтардың басына және оның алдында нөлдік бит болса ғана жазылады. Барлық басқа жағдайларда синхрондау белгісін өзгерту аймағы құрылмайды. Дискіде орналастырудың рұқсат етілген тығыздығы бірдей белгілерді өзгерту аймақтарының санының осылай төмендеуіне байланысты FM әдісін қолданып жазумен салыстырғанда ақпараттық сыйымдылық екі есе артады.

Сондықтан MFM дискілері жиі қос тығыздықты дискілер деп аталады. Қарастырылып отырған жазу әдісімен белгілерді өзгерту аймақтарының бірдей санында FM кодтауымен салыстырғанда екі есе көп «пайдалы» деректер болғандықтан, ақпарат құралдарына оқу және жазу жылдамдығы да екі есе артады.

Жазба өрісінің ұзындығы (RLL) кодтауы

Бүгінгі күні жазба өрісінің ұзындығын шектеуі бар ең танымал кодтау әдісі (Run Length Limited - RLL). Ол MFM әдісін қолданып жазуға қарағанда дискіге бір жарым есе және FM кодтауына қарағанда үш есе көп ақпаратты орналастыруға мүмкіндік береді. Бұл әдісті пайдаланған кезде жеке разрядтар емес, тұтас топтар кодталады, нәтижесінде белгіні өзгерту аймақтарының белгілі бірізділігі жасалады.

RLL әдісін IBM компаниясы әзірледі және ол бірінші рет үлкен машиналық диск жетектерінде қолданылды. 1980 жылдардың аяғында ол ДК қатты дискілерінде қолданыла бастады, ал бүгінгі күні ол барлық дерлік ДК-де қолданылады.

Сақтау сыйымдылығын өлшеу

1998 жылы желтоқсанда электротехника саласындағы стандарттаумен айналысатын Халықаралық электротехникалық комиссия (ХЭК) ресми стандарт ретінде деректерді өңдеу және байланыс саласында пайдалану үшін өлшем бірліктерінің атаулары мен таңбаларының жүйесін енгізді. Соңғы уақытқа дейін ондық және екілік өлшем жүйелерін бір уақытта пайдалану кезінде бір мегабайт не 1 миллион байтқа (106) не 1 048 576 байтқа (220) тең болуы мүмкін. Магниттік және басқа жетектердің сыйымдылығын өлшеу үшін қолданылатын стандартты бірлік аббревиатуралары Кестеде келтірілген. бір.

Жаңа стандартқа сәйкес 1 МБ (мебибайт) 220 (1 048 576) байт, ал 1 Мбайт (мегабайт) 106 (1 000 000) байттан тұрады. Өкінішке орай, екілік көбейткіштерді ондық көбейткіштерден ажыратудың жалпы қабылданған тәсілі жоқ. Басқаша айтқанда, ағылшын аббревиатурасы MB (немесе M) миллиондаған байтты да, мегабайтты да білдіруі мүмкін.

Әдетте, жад өлшемдері екілік бірліктермен өлшенеді, бірақ сақтау сыйымдылығы ондық және екілік бірліктерде өлшенеді, бұл жиі түсінбеушіліктерге әкеледі. Ағылшын тіліндегі нұсқада бит (бит) және байт (байт) бірінші әріп жағдайында (ол кіші әріп немесе бас әріп болуы мүмкін) ерекшеленетінін ескеріңіз. Мысалы, миллиондаған биттерді белгілегенде, «b» кіші әріпі пайдаланылады, нәтижесінде секундына миллион бит бірлігі Мбит/с болады, ал MBps секундына миллион байт дегенді білдіреді.

Қатты диск дегеніміз не

Компьютердің ең қажетті және сонымен бірге ең жұмбақ құрамдас бөлігі - қатты диск. Өздеріңіз білетіндей, ол деректерді сақтауға арналған және оның істен шығуының салдары жиі апатты болады. Компьютердің дұрыс жұмыс істеуі немесе модернизациясы үшін оның не екенін жақсы білу керек - қатты диск.

Жетектің негізгі элементтері бірнеше дөңгелек алюминий немесе кристалды емес шыны тәрізді пластиналар болып табылады. Иілгіш дискілерден (иілгіш дискілерден) айырмашылығы, оларды майыстыруға болмайды; сондықтан қатты диск атауы (4-сурет). Көптеген құрылғыларда олар алынбайды, сондықтан кейде мұндай дискілерді тұрақты (тіркелген диск) деп атайды. Сондай-ақ Iomega Zip және Jaz құрылғылары сияқты алынбалы диск жетектері бар.

Соңғы жетістіктер

Қатты дискілер дербес компьютерлердің ортақ құрамдастарына айналғанына 20 жылдай уақыт өтті, олардың параметрлері түбегейлі өзгерді. Сізге қатты дискілерді жақсарту процесі қаншалықты жеткені туралы түсінік беру үшін ең таңғаларлық фактілер келтірілген.

5,25 дюймдік дискілердің максималды сыйымдылығы 3,5 дюймдік жартылай биіктіктегі дискілер үшін (Seagate Barracuda 180) 10 Мбайттан (1982) 180 ГБ және одан да көпке дейін өсті. Портативті компьютерлерде қолданылатын биіктігі 12,5 мм-ден аспайтын 2,5 дюймдік дискілердің сыйымдылығы 32 ГБ (IBM Travelstar 32GH) дейін өсті. Қазіргі жұмыс үстелі компьютерлерінде 10 ГБ-тан аз қатты дискілер ешқашан қолданылмайды.

Деректерді беру жылдамдығы IBM XT компьютерінде (1983) 85-102 КБ/с-тан ең жылдам жүйелерде (Seagate Cheetah 73LP) 51,15 МБ/с дейін өсті.

Орташа іздеу уақыты (яғни, басты қажетті жолға қою уақыты) IBM XT компьютеріндегі (1983) 85 мс-тен бүгінгі күндегі ең жылдам дискілердің бірінде (Seagate Cheetah X15) 4,2 мс-ке дейін азайды.

1982 жылы 10 МБ дискінің құны 1500 доллардан (бір мегабайт үшін 150 доллар) жоғары болды. Қазіргі уақытта қатты дискілердің құны бір мегабайт үшін жарты центке дейін төмендеді.

Қатты дискілер қалай жұмыс істейді

Қатты дискілерде деректер айналмалы магниттік дискілердің бетінен тректер мен секторларға (әрқайсысы 512 байт) бөлінген, суретте көрсетілгендей әмбебап оқу/жазу бастары арқылы жазылады және оқылады. бес.

Дискілерде әдетте бірнеше дискілер орнатылған және деректер әрқайсысының екі жағына да жазылады. Көптеген дискілерде кемінде екі немесе үш диск бар (төрт немесе алты жағынан жазуға мүмкіндік береді), бірақ 11 немесе одан да көп дискілері бар дискілер де бар. Дискілердің барлық жағындағы бір типті жолдар (бірдей орналасқан) цилиндрге біріктірілген (6-сурет). Дискінің әр жағында оқу/жазудың өзіндік трегі бар, бірақ барлық бастар жалпы таяқшаға немесе тірекке орнатылған. Сондықтан бастар бір-бірінен тәуелсіз қозғала алмайды және тек синхронды түрде қозғалады.

Қатты дискілер иілгіш дискілерге қарағанда әлдеқайда жылдам айналады. Олардың айналу жылдамдығы тіпті алғашқы үлгілердің көпшілігінде 3600 айн / мин болды (яғни дискеттегіден 10 есе көп) және соңғы уақытқа дейін қатты дискілер үшін стандартты дерлік болды. Бірақ қазір қатты дискілердің айналу жиілігі артты. Мысалы, Toshiba ноутбук компьютерінде 3,3 ГБ диск 4852 айн/мин жылдамдықпен айналады, бірақ қазірдің өзінде 5400, 5600, 6400, 7200, 10 000 және тіпті 15 000 айн/мин жиіліктері бар модельдер бар. Белгілі бір қатты дискінің жылдамдығы оның айналу жиілігіне, бастар жүйесінің қозғалыс жылдамдығына және жолдағы секторлар санына байланысты.

Қатты дискінің қалыпты жұмысы кезінде оқу/жазу бастары дискілерге тимейді (және тиіспеуі керек!). Бірақ қуат өшіріліп, дискілер тоқтаған кезде олар бетіне батып кетеді. Құрылғының жұмысы кезінде айналмалы дискінің басы мен беті арасында өте аз ауа саңылауы (ауа жастығы) пайда болады. Егер шаң дақтары осы аралыққа кірсе немесе соққы орын алса, басы «толық жылдамдықпен» айналатын дискімен «соқтығысады». Соққы жеткілікті күшті болса, басы сынып қалады. Мұның салдары әртүрлі болуы мүмкін - деректердің бірнеше байт жоғалуынан бүкіл дискінің істен шығуына дейін. Сондықтан көптеген жетектерде магниттік дискілердің беттері легірленген және арнайы майлау материалдарымен қапталған, бұл құрылғыларға күнделікті бастардың «ұшуларына» және «қонуына», сондай-ақ неғұрлым ауыр соққыларға төтеп беруге мүмкіндік береді.

Күріш. 6. Қатты диск цилиндрі

Жолдар мен секторлар

Жол – бұл дискінің бір жағындағы деректердің бір «сақинасы». Дискідегі жазу жолы сақтау бірлігі ретінде пайдалану үшін тым үлкен. Көптеген дискілерде оның сыйымдылығы 100 мың байттан асады және шағын файлды сақтау үшін мұндай блокты бөлу өте ысырапшылдық болып табылады. Сондықтан дискідегі жолдар секторлар деп аталатын нөмірленген сегменттерге бөлінеді.

Секторлардың саны жолдардың тығыздығына және жетек түріне байланысты өзгеруі мүмкін. Мысалы, дискеттік тректе 8-ден 36-ға дейін сектор болуы мүмкін, ал қатты дискіде 380-ден 700-ге дейін сектор болуы мүмкін.Стандартты пішімдеу бағдарламалары арқылы жасалған секторлар 512 байт сыйымдылыққа ие, бірақ бұл мәннің өзгеруі мүмкін. келешек.

Жолдағы секторларды нөмірлеу нөлден бастап есептелетін бастиектер мен цилиндрлерден айырмашылығы біреуден басталады. Мысалы, 3,5 дюймдік HD (жоғары тығыздықты) иілгіш дискіде (сыйымдылығы 1,44 МБ) 0-ден 79-ға дейін нөмірленген 80 цилиндр бар, жетекте екі басы бар (0 және 1 нөмірлері) және цилиндрдің әрбір жолы 18-ге бөлінген. секторлар (1–18).

Дискіні пішімдеу кезінде әрбір сектордың басында және соңында олардың нөмірлерін, сондай-ақ басқа да сервистік ақпаратты жазу үшін қосымша аймақтар құрылады, соның арқасында контроллер сектордың басы мен соңын анықтайды. Бұл пішімделмеген және пішімделген диск сыйымдылығын ажыратуға мүмкіндік береді. Пішімдеуден кейін дискінің сыйымдылығы азаяды және сіз бұған шыдауға тура келеді, өйткені дискінің қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін дискідегі кейбір бос орындар қызметтік ақпарат үшін сақталуы керек.

Әрбір сектордың басында оның тақырыбы (немесе префикс - префикс бөлігі) жазылады, ол сектордың басы мен нөмірін анықтайды, ал соңында - бақылау сомасы (бақылау сомасы) бар қорытынды (немесе жұрнақ - жұрнақ бөлігі) ) деректердің тұтастығын тексеру үшін қажет. Көптеген жаңа дискілер қосымша деректерді қамтитын тақырыптың орнына ID жоқ деп аталатын жазбаны пайдаланады. Көрсетілген қызмет ақпарат аймақтарына қосымша, әрбір секторда 512 байт сыйымдылығы бар деректер аймағы бар.

Түсінікті болу үшін секторлар кітаптың беттері деп елестетіңіз. Әрбір бетте мәтін бар, бірақ ол беттің барлық кеңістігін толтырмайды, өйткені оның шеттері (жоғарғы, төменгі, оң және сол жақ) бар. Қызметтік ақпарат тарау тақырыптары (біздің аналогиямызда бұл жол және цилиндр нөмірлеріне сәйкес келеді) және бет нөмірлері (сектор нөмірлеріне сәйкес) сияқты шеттерде орналастырылады. Дискіні пішімдеу кезінде беттегі өрістерге ұқсас дискідегі аймақтар жасалады; сонымен бірге оларда қызмет көрсету туралы ақпарат жазылады. Сондай-ақ, дискіні пішімдеу кезінде әрбір сектордың деректер аймақтары жалған мәндермен толтырылады. Дискіні пішімдеу арқылы деректер аймағына ақпаратты әдеттегідей жазуға болады. Сектор тақырыптары мен қорытындыларындағы ақпарат қалыпты деректерді жазу әрекеттері кезінде өзгермейді. Оны тек дискіні қайта пішімдеу арқылы өзгертуге болады.

Дискілерді пішімдеу

Дискіні пішімдеудің екі түрі бар:

• физикалық немесе төмен деңгейлі пішімдеу;
• логикалық немесе жоғары деңгейлі пішімдеу.

Windows 9x Explorer немесе DOS FORMAT командасы арқылы дискеттерді пішімдеу кезінде екі операция да орындалады, бірақ қатты дискілер үшін бұл әрекеттер бөлек орындалуы керек. Сонымен қатар, қатты диск үшін екі көрсетілген пішімдеу операциясы арасында орындалатын үшінші кезең бар - дискіні бөлу. Бір компьютерде бірнеше операциялық жүйені пайдаланғыңыз келсе, бөлімдерді бөлу өте қажет. Физикалық пішімдеу операциялық жүйенің қасиеттеріне және жоғары деңгейлі пішімдеу опцияларына қарамастан (әртүрлі операциялық жүйелер үшін әртүрлі болуы мүмкін) әрқашан бірдей. Бұл бір қатты дискіде бірнеше операциялық жүйені біріктіруге мүмкіндік береді.

Бір дискіде бірнеше бөлімдерді ұйымдастырған кезде олардың әрқайсысы жеке операциялық жүйені іске қосу үшін немесе жеке көлемді (том) немесе логикалық дискіні (логикалық диск) көрсету үшін пайдаланылуы мүмкін. Көлем немесе логикалық диск - жүйе диск әрпін тағайындайтын нәрсе.

Осылайша, қатты дискіні пішімдеу үш қадаммен орындалады.

1. Төмен деңгейлі пішімдеу.
2. Дискінің бөлімдерін ұйымдастыру.
3. Жоғары деңгейлі пішімдеу.

Төмен деңгейлі пішімдеу

Төмен деңгейлі пішімдеу процесінде дискінің жолдары секторларға бөлінеді. Бұл ретте секторлардың тақырыптары мен қорытындылары (префикстер мен жұрнақтар) жазылады, секторлар мен жолдар арасындағы интервалдар да қалыптасады. Әрбір сектордың деректер аймағы жалған мәндермен немесе арнайы сынақ деректер жинақтарымен толтырылады. Иілгіш дискілерді жинақтауыштарда бір трекке секторлар саны иілгіш дискі мен жинақтауыштың түрімен анықталады; қатты диск жолындағы секторлар саны дискі мен контроллердің интерфейсіне байланысты.

Барлық дерлік IDE және SCSI дискілері әр трекке секторлардың айнымалы саны бар аймақтық жазба деп аталады. Орталықтан алысырақ, сондықтан ұзынырақ жолдар орталыққа жақын жолдарға қарағанда секторлардың көп санын қамтиды. Қатты дискінің сыйымдылығын арттырудың бір жолы сыртқы цилиндрлерді ішкі цилиндрлерге қарағанда көбірек секторларға бөлу болып табылады. Теориялық тұрғыдан, сыртқы цилиндрлерде көбірек деректер болуы мүмкін, өйткені олардың шеңбері үлкен. Дегенмен, аймақты жазу әдісін қолданбайтын жетектерде сыртқы цилиндрлердің шеңбері ішкінен екі есе көп болуы мүмкін болғанына қарамастан, барлық цилиндрлер бірдей мәліметтерді қамтиды. Нәтижесінде сыртқы жол кеңістігі ысырап болады, өйткені ол өте тиімсіз пайдаланылады (Cурет 7).

Аймақтарды жазу кезінде цилиндрлер аймақтар деп аталатын топтарға бөлінеді, ал дискінің сыртқы жиегіне қарай жылжыған кезде жолдар секторлардың көбеюіне қарай бөлінеді. Бір аймаққа жататын барлық цилиндрлерде жолдардағы секторлар саны бірдей. Аймақтардың ықтимал саны жетек түріне байланысты; құрылғылардың көпшілігінде олардың саны 10 немесе одан да көп (Cурет 8).

Аймақтық жазудың тағы бір қасиеті - дискімен деректер алмасу жылдамдығы әртүрлі болуы мүмкін және белгілі бір сәтте бастардың орналасқан аймағына байланысты. Бұл сыртқы аймақтарда секторлар көп болғандықтан және дискінің айналуының бұрыштық жылдамдығы тұрақты болғандықтан болады (яғни сыртқы тректерде деректерді оқу және жазу кезінде басына қатысты секторлардың қозғалыс жылдамдығы ішкі бөліктерге қарағанда жоғары. бір).

Дискінің бөлімдерін ұйымдастыру

Дискіні бөлімдер деп аталатын аймақтарға бөлу арқылы олардың әрқайсысында белгілі бір операциялық жүйеге сәйкес файлдық жүйені жасауға болады. Қазіргі уақытта операциялық жүйелерде жиі қолданылатын үш файлдық жүйе бар.

FAT (File Allocation Table – файлдарды бөлу кестесі). Бұл DOS, Windows 9x және Windows NT үшін стандартты файлдық жүйе. DOS жүйесіндегі FAT бөлімдерінде файл атауларының рұқсат етілген ұзындығы 11 таңбаны құрайды (нақты аттың 8 таңбасы және кеңейтімнің 3 таңбасы), ал көлемі (логикалық диск) 2 ГБ-қа дейін. Windows 9x және Windows NT 4.0 және одан жоғары нұсқаларында рұқсат етілген файл атауы ұзындығы 255 таңбаны құрайды.

FAT32 (Файлдарды бөлу кестесі, 32-биттік - 32-биттік файлдарды бөлу кестесі). Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 және Windows 2000 жүйелерінде қолданылады. FAT кестелерінде 32 орын ұяшығы 32 биттік сандарға сәйкес келеді. Бұл файл құрылымымен көлемнің өлшемі (логикалық диск) 2 ТБ (2048 ГБ) дейін болуы мүмкін.

NTFS (Windows NT файлдық жүйесі – Windows NT файлдық жүйесі). Тек Windows NT/2000 операциялық жүйесінде қол жетімді. Файл атауларының ұзындығы 256 таңбаға дейін болуы мүмкін, ал бөлім өлшемі (теориялық) 16 Эбайт (16×1018 байт). NTFS қауіпсіздік мүмкіндіктері сияқты басқа файлдық жүйелермен қамтамасыз етілмеген қосымша мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді.

FAT файлдық жүйесі қазіргі уақытта ең кең таралған, өйткені оны қолданыстағы операциялық жүйелердің көпшілігі қолдайды.

Дискіде бөлімдерді жасау операциялық жүйемен қамтамасыз етілген FDISK бағдарламасы арқылы орындалады, оның көмегімен негізгі және қосымша бөлімдердің өлшемін (мегабайтпен де, пайызбен де) таңдауға болады. Дискіде бөлімдерді құрудың қатаң және жылдам нұсқаулары жоқ - сіз дискінің өлшемін, сондай-ақ орнатылатын операциялық жүйені ескеруіңіз керек.

Бөлімдерді жасағаннан кейін операциялық жүйе құралдарын пайдаланып жоғары деңгейлі пішімдеуді орындау керек.

Жоғары деңгейлі пішімдеу

Жоғары деңгейде пішімдеу кезінде операциялық жүйе(Windows 9x, Windows NT немесе DOS) файлдармен және деректермен жұмыс істеу құрылымдарын жасайды. Әрбір бөлімде (логикалық диск) көлемді жүктеу секторы (Volume Boot Sector - VBS), файлдарды бөлу кестесінің екі көшірмесі (FAT) және түбірлік каталог (Root Directory). Осы деректер құрылымдарының көмегімен операциялық жүйе дискілік кеңістікті бөледі, файлдардың орналасуын қадағалайды, тіпті проблемаларды болдырмау үшін дискідегі ақаулы аймақтарды «айнап өтеді».

Негізінде, жоғары деңгейлі пішімдеу дискінің мазмұны мен файлдарды бөлу кестесін жасау сияқты пішімдеу емес. Шынайы пішімдеу - диск жолдар мен секторларға бөлінген төмен деңгейлі пішімдеу. FORMAT DOS командасы иілгіш дискіде пішімдеудің екі түрін де, қатты дискіде тек жоғары деңгейлі пішімдеуді орындайды. Қатты дискіні төмен деңгейлі пішімдеу үшін әдетте диск өндірушісі ұсынатын арнайы бағдарлама қажет.

Қатты дискілердің негізгі компоненттері

Қатты дискілердің көптеген түрлері бар, бірақ олардың барлығы дерлік бірдей негізгі компоненттерден тұрады. Бұл қондырғылардың конструкциялары мен қолданылатын материалдардың сапасы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олардың негізгі өнімділік сипаттамалары мен жұмыс істеу принциптері бірдей. Әдеттегі қатты дискінің негізгі дизайн элементтері (9-сурет) мыналарды қамтиды:

• дискілер;
• оқу/жазу бастары;
• бас жетек механизмі;
• диск жетегінің қозғалтқышы;
• басқару схемалары бар баспа схемасы;
• кабельдер мен қосқыштар;
• конфигурация элементтері (секіргіштер мен ажыратқыштар).

Дискілер, диск жетегінің қозғалтқышы, бастиектер және бас жетек механизмі әдетте Head Disk Assembly (HDA) деп аталатын жабық корпуста орналасады. Әдетте бұл блок бір түйін ретінде қарастырылады; ол ешқашан ашылмайды. HDA құрылғысына кірмейтін басқа құрамдас бөліктер (тұлба, алдыңғы панель, конфигурация элементтері және орнату бөліктері) алынбалы.

Дискілер

Әдетте дискіде бір немесе бірнеше магниттік дискілер болады. Көптеген жылдар бойы дискілердің өлшемімен анықталатын бірқатар стандартты диск өлшемдері белгіленді, атап айтқанда:

• 5,25 дюйм (шын мәнінде - 130 мм немесе 5,12 дюйм);
• 3,5 дюйм (шын мәнінде - 95 мм немесе 3,74 дюйм);
• 2,5 дюйм (шын мәнінде - 65 мм немесе 2,56 дюйм);
  • 1 дюйм (шын мәнінде - 34 мм немесе 1,33 дюйм).

Сондай-ақ 8 дюйм, 14 дюйм және одан да көп дискілердің өлшемдері бар дискілер бар, бірақ, әдетте, бұл құрылғылар дербес компьютерлерде қолданылмайды. 3,5 дюймдік дискілер қазір жұмыс үстелінде және кейбір портативті үлгілерде жиі пайдаланылады, ал кішірек құрылғылар (2,5 дюймдік және одан кішірек) портативті жүйелерде жиі пайдаланылады.

Көптеген дискілер кемінде екі дискімен келеді, бірақ кейбір кішірек үлгілерде біреуі болуы мүмкін. Дискілердің саны дискінің физикалық өлшемдерімен, атап айтқанда оның корпусының биіктігімен шектеледі. 3,5 дюймдік дискілердегі дискілердің ең көп саны - 11.

Дискінің жұмыс қабаты

Дискінің негізі ретінде қандай материал пайдаланылғанына қарамастан, ол сыртқы магнит өрісінің әсерінен кейін қалдық магниттелуді сақтауға қабілетті заттың жұқа қабатымен жабылған. Бұл қабат жұмыс немесе магниттік қабат деп аталады және дәл онда жазылған ақпарат сақталады. Ең көп таралған жұмыс қабатының екі түрі:

• оксид;
• жұқа пленка.

Оксидті қабат - бұл темір оксидімен толтырылған полимерлі жабын.

Жұқа пленкалы жұмыс қабатының қалыңдығы азырақ, ол күштірек және оның жабынының сапасы әлдеқайда жоғары. Бұл технология қатты дискілердің жаңа буынын өндіруге негіз болды, онда бастар мен диск беттері арасындағы алшақтықты айтарлықтай азайтуға мүмкіндік берді, бұл жазу тығыздығын арттыруға мүмкіндік берді.

Жұқа қабықшалы мырышталған жұмыс қабаты электролиз арқылы алынады. Бұл автомобиль бамперін хромдау кезіндегідей болады. Дискінің алюминий субстраты әртүрлі ерітінділері бар ванналарға дәйекті түрде батырылады, нәтижесінде ол металл пленканың бірнеше қабатымен жабылады. Жұмыс қабаты қалыңдығы шамамен 1 мкм (шамамен 0,025 мкм) болатын кобальт қорытпасының қабаты болып табылады.

Оқу/жазу бастары

Қатты дискілердің әрбір дискінің әр жағында оқу/жазу басы бар. Барлық бастар жалпы жылжымалы жақтауға орнатылып, бір уақытта қозғалады.

Суретте. 10 қозғалмалы катушкалар жетек механизмінің типтік құрылымын көрсетеді.

Жетек өшірілген кезде серіппелердің әсерінен бастар дискілерге тиеді. Дискілерді айналдырған кезде бастар астындағы аэродинамикалық қысым күшейеді және олар жұмыс беттерінен үзіліп кетеді («түсіру»). Диск толық жылдамдықпен айналғанда, оның және бастардың арасындағы алшақтық 0,5–5 микродюйм (0,01–0,5 мкм) немесе одан да көп болуы мүмкін.

Қозғалыс механизмдері

Мүмкін, бастардың өзінен де маңыздысы - жетек деп аталатын оларды орнында ұстайтын механизм. Оның көмегімен бастар дискінің ортасынан шетіне қарай жылжиды және берілген цилиндрге орнатылады. Жетек механизмдерінің көптеген конструкциялары бар, бірақ оларды екі негізгі түрге бөлуге болады:

• қадамдық қозғалтқышы бар;
• қозғалатын катушкамен.

Дискінің түрі көбінесе жетектің жылдамдығы мен сенімділігін, мәліметтерді оқудың сенімділігін, оның температуралық тұрақтылығын, жұмыс орнын таңдауға және тербелістерге сезімталдығын анықтайды. Бірден айталық, қадамдық қозғалтқышы бар жетектер қозғалатын катушкалар бар құрылғыларға қарағанда әлдеқайда сенімді емес.

Қадамдық мотор жетек

Қадамдық қозғалтқыш - роторы тек қадаммен айнала алатын электр қозғалтқышы, яғни. қатаң анықталған бұрышқа. Егер сіз оның білігін қолмен бұрсаңыз, ротор келесі бекітілген күйден өткен сайын пайда болатын жұмсақ шертулерді (немесе жылдам айналу кезінде сықырлауды) естисіз.

Қозғалмалы орам жетек

Жылжымалы катушкалар барлық дерлік заманауи жетектерде қолданылады. Бастар соқыр қозғалатын қадамдық қозғалтқыш жүйелерінен айырмашылығы, қозғалатын катушкалар жетегі кері байланыс сигналын пайдаланады, осылайша бастардың жолдарға қатысты орналасуын дәл анықтауға және қажет болған жағдайда түзетуге болады. Мұндай жүйе қадамдық қозғалтқыштың дәстүрлі жетегіне қарағанда жоғары жылдамдықты, дәлдік пен сенімділікті қамтамасыз етеді.

Қозғалмалы катушкалар электромагнетизм принципі бойынша жұмыс істейді. Жылжымалы орам жетектерінің екі түрі бар:

• сызықтық;
• айналу.

Бұл түрлер магниттер мен катушкалардың физикалық орналасуында ғана ерекшеленеді.

Сызықтық жетек бастарды түзу сызықта, қатаң түрде диск радиусы сызығы бойынша жылжытады. Катушкалар тұрақты магниттердің саңылауларында орналасқан. Сызықтық жетектің басты артықшылығы - оны пайдалану кезінде айналмалы жетекке тән азимуттық қателер пайда болмайды. (Азимут деп бастың жұмыс саңылауының жазықтығы мен жазу жолының бағыты арасындағы бұрышты айтады.) Бір цилиндрден екінші цилиндрге ауысқанда бастиектер бұрылмайды және олардың азимуттары өзгермейді.

Дегенмен, сызықтық жетектің айтарлықтай кемшілігі бар: оның дизайны тым массивті. Жетектің өнімділігін арттыру үшін жетек механизмінің массасын және бастардың өздерін азайту керек. Механизм неғұрлым жеңіл болса, соғұрлым ол бір цилиндрден екіншісіне қозғала алады. Сызықтық жетектердің салмағы айналмалы жетектерге қарағанда әлдеқайда ауыр, сондықтан олар қазіргі жетектерде қолданылмайды.

Айналмалы жетек сызықтық жетекпен бірдей принцип бойынша жұмыс істейді, бірақ онда бас рычагтардың ұштары қозғалатын катушкаға бекітілген. Орам тұрақты магнитке қатысты қозғалғанда, бастың қозғалыс тұтқалары айналады, бастарды оське немесе дискілердің шеттеріне қарай жылжытады. Кішкентай массаның арқасында мұндай дизайн деректерге қол жеткізу уақытын айтарлықтай қысқартатын жоғары жеделдетумен қозғала алады. Бастардың жылдам қозғалысы рычагтардың қолдарының әртүрлі болуымен де жеңілдетіледі: бастар орнатылған ұзынырақ.

Бұл жетектің кемшіліктеріне сыртқы цилиндрлерден ішкі цилиндрлерге ауысқан кезде бастардың айналуы және бастың магниттік саңылауының жазықтығы мен жол бағытының өзгеруі арасындағы бұрыштың өзгеруі жатады. Сондықтан дискінің жұмыс аймағының ені (жолдар орналасқан аймақ) жиі шектеледі (болмас азимуттық қателер қолайлы шектерде қалады). Қазіргі уақытта айналмалы жетегі барлық дерлік қозғалатын катушкаларды сақтау құрылғыларында қолданылады.

Автоматты бас тұрағы

Қуат өшірілген кезде дискілердің беттерінде бастары бар тұтқалар төмендейді. Дискілер бастардың мыңдаған «көтерілуіне» және «қонуына» төтеп бере алады, бірақ олар деректер жазылмаған диск бетінің арнайы жасалған аймақтарында болғаны жөн. Осы ұшулар мен қонулар кезінде жұмыс қабатының тозуы (тозуы) орын алады, өйткені бастардың астынан тасымалдаушының жұмыс қабатының бөлшектерінен тұратын «шаң бұлттары» ұшып кетеді; егер жетек ұшу немесе қону кезінде шайқалса, онда бастар мен дискілердің зақымдану ықтималдығы айтарлықтай артады.

Қозғалмалы катушкалар жетегінің бір артықшылығы - бастардың автоматты тұрағы. Қуат қосулы кезде, бастар қозғалатын катушкалар мен тұрақты магниттің магнит өрістерінің өзара әрекеттесуі арқылы орналасады және ұсталады. Қуат өшірілгенде, белгілі бір цилиндрдің үстіндегі бастарды ұстап тұрған өріс жоғалып кетеді және олар әлі тоқтамаған дискілердің беттерінен бақылаусыз сырғып кете бастайды, бұл зақым келтіруі мүмкін. Жетектің ықтимал зақымдалуын болдырмау үшін айналмалы бастиектер жинағы кері серіппеге қосылған. Компьютер қосулы кезде магниттік күш әдетте серіппе күшінен асып түседі. Бірақ қуат өшірілгенде, серіппелер дискілер тоқтамас бұрын бастарды тұрақ аймағына жылжытады. Дискілердің айналу жылдамдығы азайған сайын, бастар осы аймаққа тән сықырлаумен «қонады». Осылайша, қозғалмалы катушкалардағы бастың тұрақ механизмін іске қосу үшін компьютерді өшіру жеткілікті; бұл үшін арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету қажет емес. Ток кенеттен сөнген жағдайда бастар автоматты түрде тұрақтайды.

Диск жетекті қозғалтқыш

Дискілерді басқаратын қозғалтқышты көбінесе шпиндель деп атайды. Шпиндельді қозғалтқыш әрқашан дискілердің айналу осіне қосылады, бұл үшін жетек белдіктері немесе берілістері пайдаланылмайды. Қозғалтқыш үнсіз болуы керек: кез келген діріл дискілерге беріледі және оқу және жазу қателеріне әкелуі мүмкін.

Қозғалтқыштың айналу жылдамдығын қатаң түрде анықтау керек. Ол әдетте 3,600-ден 7,200 айн/мин немесе одан да көп ауытқиды және жоғары дәлдікке қол жеткізу үшін жабық контурлы (автоматты баптау) қозғалтқышты басқару тізбегі арқылы тұрақтандырылады.

Басқару тақтасы

Әрбір дискіде, соның ішінде қатты дискілерде кемінде бір тақта бар. Оған орнатылған электрондық схемаларшпиндельді қозғалтқышты және жетек бастиектерін басқаруға, сондай-ақ контроллермен деректер алмасуға (алдын ала белгіленген нысанда ұсынылған). IDE дискілерінде контроллер дискіге тікелей орнатылады, ал SCSI үшін қосымша кеңейту картасын пайдалану қажет.

Жетектік кабельдер мен қосқыштар

Көптеген қатты дискілерде жүйеге қосылу, қуат беру және кейде шассиді жерге қосу үшін бірнеше интерфейс қосқыштары болады. Көптеген қатты дискілерде қосқыштардың кемінде үш түрі бар:

• интерфейс қосқышы (немесе қосқыштар);
• қуат қосқышы;

Интерфейс қосқыштары өте маңызды, өйткені олар деректер мен пәрмендерді дискіге және одан тасымалдайды. Көптеген интерфейс стандарттары бірнеше жетектерді бір кабельге (шинаға) қосуды қарастырады. Әрине, бұл жағдайда олардың кем дегенде екеуі болуы керек; ішінде SCSI интерфейсібір кабельге жеті дискіні қосуға болады (Wide SCSI-2 15 құрылғыға дейін қолдайды). Кейбір стандарттар (мысалы, ST-506/412 немесе ESDI) деректер мен басқару сигналдары үшін бөлек қосқыштарды қамтамасыз етеді, сондықтан жетек пен контроллер екі кабель арқылы қосылады, бірақ қазіргі заманғы ISE және SCSI құрылғыларының көпшілігі бір кабель арқылы қосылады.

Қатты дискінің қуат қосқыштары әдетте иілгіш дискілермен бірдей. Көптеген дискілер екі кернеуді (5V және 12V) пайдаланады, бірақ ноутбуктерге арналған кішірек үлгілерде 5В қолданылады.

Қатты дискінің техникалық сипаттамалары

Егер сіз жаңа диск сатып алғыңыз келсе немесе әртүрлі өнім топтары арасындағы айырмашылықтар туралы түсінік алғыңыз келсе, олардың сипаттамаларын салыстырыңыз. Төменде қатты дискілердің сапасы әдетте бағаланатын критерийлер берілген.

• Сенімділік.
• өнімділік.
• Соққыға қарсы суспензия.
• Бағасы.

Сенімділік

Дискілердің сипаттамаларында әдетте 20-дан 500 мың сағатқа дейін немесе одан да көп болатын сәтсіздіктер арасындағы орташа уақыт сияқты параметрді таба аласыз (Ақаулар арасындағы орташа уақыт - MTBF). Мен бұл сандарға ешқашан мән бермеймін, өйткені олар таза теориялық.

S.M.A.R.T. (Өзін-өзі бақылау, талдау және есеп беру технологиясы) - қатты диск қателерінің пайда болуын болжау әдістерін сипаттайтын жаңа салалық стандарт. Қашан S.M.A.R.T. қатты диск дискінің ақауларына сезімтал немесе оларды көрсететін белгілі бір параметрлерді бақылай бастайды. Бұл бақылау нәтижесінде дискінің ақауларын болжауға болады.

Өнімділік

Қатты дискінің маңызды параметрі оның жылдамдығы болып табылады. Әртүрлі модельдер үшін бұл параметр әртүрлі болуы мүмкін. Көбінесе дискінің өнімділігінің ең жақсы көрсеткіші оның бағасы болып табылады. Дискінің өнімділігін екі параметр бойынша бағалауға болады:

• орташа іздеу уақыты;
• деректерді беру жылдамдығы.

Миллисекундтармен өлшенетін орташа іздеу уақыты бір цилиндрден екіншісіне ауысу үшін бастардың орташа уақытын білдіреді (және бұл цилиндрлер арасындағы қашықтық ерікті болуы мүмкін). Бұл параметрді кездейсоқ таңдалған жолдар үшін іздеу әрекеттерінің жеткілікті санын орындау, содан кейін осы процедураға жұмсалған жалпы уақытты орындалған операциялар санына бөлу арқылы өлшеуге болады. Нәтиже бір іздеудің орташа уақыты болады.

Бағасы

Жақында қатты дискілердің «бірлігінің құны» бір мегабайт үшін 2 центке дейін (және одан да төмен) төмендеді. Дискілердің құны төмендеуді жалғастыруда және біраз уақыттан кейін сіз мегабайт үшін жарты центтің өзі тым қымбат екенін сезінесіз. Дәл бағаның төмендеуіне байланысты сыйымдылығы 1 ГБ-тан аз дискілер қазір іс жүзінде шығарылмайды, ал сыйымдылығы 10 ГБ-тан асатын дискілер ең жақсы таңдау болады.

• миллиондаған байттағы шикізат сыйымдылығы;
• миллиондаған байттағы форматталған сыйымдылық;
• мегабайттағы шикі сыйымдылық (МБ);
• мегабайттағы пішімделген сыйымдылық (МБ).

Өзін-өзі бақылауға арналған сұрақтар

1. Иілгіш диск дегеніміз не?
2. Екілік ақпаратты магниттік кодтаудың мәні неде?
3. Иілгіш дискілер мен қатты дискілер қалай жұмыс істейді?
4. CD дискілерінің артықшылықтары мен кемшіліктері қандай?

Гребенюк Е.И., Гребенюк Н.А. Ақпараттандырудың техникалық құралдары «Академия» баспасы – Мәскеу, 2007 /б.51-82/

Ақпаратты тасымалдаушы (ақпарат тасушы) адамның ақпаратты сақтау үшін пайдаланатын кез келген материалдық объектісі болып табылады. Бұл, мысалы, тас, ағаш, қағаз, металл, пластмасса, кремний (және жартылай өткізгіштердің басқа түрлері), магниттелген қабаты бар таспа (катушкалар мен кассеталар), фотоматериал, арнайы қасиеттері бар пластмассалар (мысалы, оптикалық дискілер) және т.б., т.б.

Ақпаратты тасымалдаушы онда бар ақпаратты оқу (оқу) мүмкін болатын кез келген объект болуы мүмкін.

Ақпаратты тасымалдаушылар мыналар үшін қолданылады:

• жазбалар;
• сақтау;
• оқу;
• ақпаратты беру (тарату).

Көбінесе ақпарат тасымалдаушының өзі қорғаныс қабығына орналастырылады, бұл оның қауіпсіздігін және сәйкесінше ақпаратты сақтаудың сенімділігін арттырады (мысалы, қағаз парақтары мұқабаға орналастырылады, жад микросхемасы пластикке (смарт-карта) орналастырылады), магниттік таспа қорапқа салынған және т.б.) .

Электрондық тасымалдағыштарға электрлік құралдармен бір немесе бірнеше (әдетте цифрлық) жазуға арналған медиа кіреді:

• оптикалық дискілер (CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray Disc);
• жартылай өткізгіш (флэш-жад, иілгіш дискілер және т.б.);
• CD-дискілер (CD - Compact Disk, CD), оларда 700 МБ-қа дейін ақпарат болуы мүмкін;
• DVD-дискілері (DVD - Digital Versatile Disk, сандық әмбебап диск), оларда оптикалық жолдар жұқа және тығыз орналасқандықтан, айтарлықтай үлкен ақпарат сыйымдылығы (4,7 ГБ);
• 405 нанометрлік көк лазерді пайдаланатын DVD дискілерінен 3-5 есе сақтау сыйымдылығы бар HR DVD және Blu-ray дискілері.

Электрондық тасымалдағыштардың қағаз тасымалдағыштарға (қағаз парақтары, газеттер, журналдар) қарағанда айтарлықтай артықшылықтары бар:

• сақталатын ақпараттың көлемі (көлемі) бойынша;
• сақтау бірлігінің құны бойынша;
• үнемділігі және қазіргі заманға сай қамтамасыз етудегі тиімділік тұрғысынан (жоқ ұзақ мерзімді сақтау) ақпарат;
• мүмкін болса, ақпаратты тұтынушыға ыңғайлы пішінде (пішімдеу, сұрыптау) ұсыну.

Кемшіліктері де бар:

• оқу құрылғыларының сынғыштығы;
• салмағы (массасы) (кейбір жағдайларда);
• қуат көздеріне тәуелділік;
• БАҚ-тың әрбір түрі мен форматы үшін оқырман/жазушының қажеттілігі.

Қатты диск немесе қатты диск (ағылш. қатты (магниттік) дискі, HDD, HMDD), қатты диск магнитті жазу принципіне негізделген сақтау құрылғысы (ақпаратты сақтау құрылғысы). Бұл көптеген компьютерлерде негізгі сақтау құралы болып табылады.

«Иілгіш» дискіден (иілгіш дискіден) айырмашылығы, қатты дискідегі ақпарат ферромагниттік материал қабатымен қапталған қатты пластиналарға - магниттік дискілерге жазылады. HDD бір осьте бір немесе бірнеше тақталарды пайдаланады. Жұмыс режиміндегі оқу бастары жылдам айналу кезінде бетке жақын жерде пайда болатын келе жатқан ауа ағынының қабаты есебінен пластиналардың бетіне тимейді. Басы мен дискінің арасындағы қашықтық бірнеше нанометрді құрайды (қазіргі дискілерде шамамен 10 нм), ал механикалық контактінің болмауы құрылғының ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз етеді. Дискінің айналуы болмаған жағдайда, бастар шпиндельде немесе дискінің сыртында қауіпсіз («тұрақ») аймақта орналасады, мұнда олардың дискілердің бетімен қалыптан тыс жанасуы болдырмайды.

Сондай-ақ, иілгіш дискіден айырмашылығы, сақтау құралы әдетте жетекпен, жетекпен және электроника блогымен біріктіріледі. Мұндай қатты дискілер көбінесе алынбайтын сақтау құралы ретінде пайдаланылады.

Оптикалық (лазерлік) дискілер қазіргі уақытта ең танымал сақтау құралы болып табылады. Олар лазер сәулесінің көмегімен ақпаратты жазудың және оқудың оптикалық принципін пайдаланады.

DVD дискілері екі қабатты болуы мүмкін (сыйымдылығы 8,5 ГБ), ал екі қабаттың да ақпаратты тасымалдайтын шағылыстыратын беті бар. Сонымен қатар, DVD дискілерінің ақпараттық сыйымдылығын одан әрі екі есе арттыруға болады (17 ГБ дейін), өйткені ақпаратты екі жағынан да жазуға болады.

Оптикалық дискілер үш түрге бөлінеді:

• жазу мүмкіндігінсіз - CD-ROM және DVD-ROM (ROM - Read Only Memory, тек оқуға арналған жады). Үстінде CD-R дискілері OM және DVD-ROM өндіріс процесінде оларға жазылған ақпаратты сақтайды. Оларға жаңа ақпарат жазу мүмкін емес;
• бір жазбамен және бірнеше оқумен - CD-R және DVD ± R (R - жазылатын, жазылатын). CD-R және DVD±R дискілерінде ақпаратты жазуға болады, бірақ тек бір рет;
• қайта жазылатын - CD-RW және DVD ± RW (RW - қайта жазылатын, қайта жазылатын). CD-RW және DVD±RW дискілеріндегі ақпаратты бірнеше рет жазуға және өшіруге болады.

Оптикалық жетектердің негізгі сипаттамалары:

• диск сыйымдылығы (CD - 700 МБ дейін, DVD - 17 ГБ дейін)
• тасымалдаушыдан жедел жадқа деректерді беру жылдамдығы - CD дискілері үшін 150 Кб/с жылдамдықтың еселік бөліктерімен өлшенеді;
• қол жеткізу уақыты – миллисекундтармен өлшенетін дискідегі ақпаратты іздеуге қажетті уақыт (CD 80-400 мс үшін).

Қазіргі уақытта 52x жылдамдықты CD дискілері кеңінен қолданылады - 7,8 Мбайт / с дейін. CD-RW дискілері төменірек жылдамдықпен жазылады (мысалы, 32x). Сондықтан ықшам дискілер үш санмен белгіленген «оқу жылдамдығы x CD-R жазу жылдамдығы x CD-RW жазу жылдамдығы» (мысалы, «52x52x32»).
DVD дискілері де үш санмен белгіленген (мысалы, «16x8x6»).

Сақтау (тік жағдайда сақтау) және пайдалану (сызаттар мен кірлерсіз) ережелері сақталса, оптикалық тасымалдағыштар ақпаратты ондаған жылдар бойы сақтай алады.

Флэш-жад электрлік қайта бағдарламаланатын жадыға (EEPROM) жартылай өткізгіштерге жатады. Техникалық шешімдерге, төмен бағаға, үлкен көлемді, аз қуат тұтынуға, жоғары жылдамдыққа, жинақылыққа және механикалық беріктікке байланысты флэш-жад цифрлық портативті құрылғылар мен сақтау құралдарына салынған. Бұл құрылғының басты артықшылығы оның ұшпалығы және деректерді сақтау үшін электр қуатын қажет етпеуі. Флэш-жадта сақталған барлық ақпаратты шексіз рет оқуға болады, бірақ толық жазу циклдерінің саны, өкінішке орай, шектеулі.

Флэш-жадтың артықшылықтары бар басқа дискілердің алдында (қатты дискілер мен оптикалық дискілер), сонымен қатар оның кемшіліктері, олармен төмендегі кестеден танысуға болады.

19-20 ғасырлар тоғысында Пулсен құрылғыларында қолданылған ең алғашқы магниттік жазу құралы диаметрі 1 мм-ге дейінгі болат сым болды. 20 ғасырдың басында бұл мақсатта болат прокат лентасы да қолданылды. Сонымен бірге (1906 жылы) магниттік дискіге бірінші патент берілді. Дегенмен, барлық осы тасымалдаушылардың сапалық сипаттамалары өте төмен болды. 1908 жылы Копенгагенде өткен халықаралық конгрессте баяндамалардың 14 сағаттық магниттік жазбасын жасау үшін 2500 км немесе шамамен 100 кг сым қажет болғанын айтсақ та жеткілікті.

Тек 1920 жылдардың екінші жартысында, яғни ұнтақ магниттік таспа ойлап табылған кезде ғана магнитті жазу кеңінен қолданыла бастады. Бастапқыда магнитті ұнтақ қағаз субстратына, содан кейін целлюлоза ацетатына, субстрат ретінде жоғары беріктігі бар полиэтилентерефталат (лавсан) материалы қолданыла бастағанға дейін қойылды. Магниттік ұнтақтың сапасы да жақсарды. Атап айтқанда, кобальт қосылған темір оксиді ұнтақтары, темір мен оның қорытпаларының металл магнитті ұнтақтары қолданыла бастады, бұл жазба тығыздығын бірнеше есе арттыруға мүмкіндік берді.

1963 жылы Philips компаниясы кассеталық жазу деп аталатын түрін жасап шығарды, бұл өте жұқа магниттік таспаларды қолдануға мүмкіндік берді. Ықшам кассеталарда таспаның максималды қалыңдығы небәрі 20 мкм, ені 3,81 мм. 1970 жылдардың аяғында микрокассеталар өлшемі 50 х 33 х 8 мм, ал 1980 жылдардың ортасында пайда болды. - пикокассеталар - микрокассеталардан үш есе аз.

1960 жылдардың басынан бастап магниттік дискілер кеңінен қолданылды - ең алдымен компьютерлік сақтау құрылғыларында. Магниттік диск - диаметрі 30-дан 350 мм-ге дейін, қалыңдығы бірнеше микрон болатын магниттік ұнтақ жұмыс қабатымен қапталған алюминий немесе пластикалық диск. Диск жетегінде магнитофондағы сияқты ақпарат магнитті бастың көмегімен жазылады, бірақ таспа бойымен емес, айналмалы дискінің бетінде, әдетте екі жағында орналасқан концентрлік магниттік жолдарда. Магниттік дискілер қатты және икемді, алынбалы және дербес компьютерге салынған. Олардың негізгі сипаттамалары: ақпараттық сыйымдылық, ақпаратқа қол жеткізу уақыты және қатардағы оқу жылдамдығы.

Алюминий магниттік дискілер – қатты (қатты диск) алынбайтын дискілер – құрылымдық түрде компьютерде диск жетегі бар бір блокта біріктірілген. Олар 4-тен 16 данаға дейін пакеттерде (стекаларда) орналасқан. Деректерді қатты магниттік дискіге жазу, сонымен қатар оқу 7200 айн/мин жылдамдықпен жүзеге асырылады. Дискінің сыйымдылығы 9 ГБ-тан асады. Бұл тасымалдағыштар компьютермен жұмыс істеу кезінде пайдаланылатын ақпаратты тұрақты сақтауға арналған (жүйелік бағдарламалық қамтамасыз ету, қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз ету пакеттері және т.б.).

Иілгіш пластикалық магниттік дискілер (дискет, ағылшын тілінен аударғанда - еркін ілулі) иілгіш пластмассадан (дакрон) жасалған және арнайы пластикалық кассеталарға бір-бірден орналастырылған. Иілгіш дискінің кассетасы иілгіш диск деп аталады. Ең көп тараған иілгіш дискілердің диаметрі 3,5 дюйм және 5,25 дюйм. Бір иілгіш дискінің сыйымдылығы әдетте 1,0-ден 2,0 Мбайтқа дейін. Дегенмен, сыйымдылығы 120 Мбайт болатын 3,5 дюймдік иілгіш диск қазірдің өзінде әзірленді. Сонымен қатар, шаң мен ылғалдылықтың жоғарылауы жағдайында жұмыс істеуге арналған дискеттер шығарылады.

Кең таралған пайдалану, ең алдымен, банктік жүйелерде, деп аталатын табылды пластикалық карталар, бұл ақпаратты сақтаудың және деректерді басқарудың магниттік әдісіне арналған құрылғылар. Олардың екі түрі бар: қарапайым және ақылды. Қарапайым карталарда деректерді енгізуге және оларды өзгертуге мүмкіндік беретін магниттік жады ғана бар. Кейде смарт-карталар деп аталатын смарт-карталарда (ағылшын тілінен. ақылды - ақылды), жадтан басқа микропроцессор да орнатылған. Бұл қажетті есептеулерді жасауға мүмкіндік береді және пластикалық карталарды көп функциялы етеді.

Айта кету керек, магниттіктен басқа, картаға ақпаратты жазудың басқа да тәсілдері бар: графикалық жазу, бедерлеу (механикалық экструзия), штрих-кодтау, сонымен қатар 1981 жылдан бастап лазерлік жазу (арнайы лазерлік картада үлкен көлемді ақпаратты сақтау үшін, бірақ бәрібір өте қымбат).

Цифрлық дыбыс жазу құрылғыларында дыбысты жазу үшін, атап айтқанда, жады көлемі 2 немесе 4 Мбайт болатын иілгіш дискілерге ұқсастығы бар және 1 сағат бойы жазуды қамтамасыз ететін миникарталар қолданылады.

Қазіргі уақытта материалды магниттік жазу құралдары жіктеледі:

геометриялық пішіні мен өлшемі бойынша (таспа, диск, карта және т.б. пішіні);

тасушының ішкі құрылымы бойынша (әртүрлі материалдардың екі немесе одан да көп қабаттары);

магниттік жазу әдісі бойынша (бойлық және перпендикулярлық жазуға арналған тасымалдаушылар);

жазылған сигнал түрі бойынша (аналогтық сигналдарды тікелей жазу үшін, модуляциялық жазу үшін, цифрлық жазу үшін).

Магниттік жазудың технологиялары мен материал тасымалдаушылары үнемі жетілдірілуде. Атап айтқанда, магниттік дискілердегі ақпаратты жазудың тығыздығының, оның көлемінің азаюымен және ақпаратқа қол жеткізудің орташа уақытының азаюымен жоғарылау үрдісі байқалады.

Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз

Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге алғыстары шексіз.

Жарияланды http://www.allbest.ru/

Жарияланды http://www.allbest.ru/

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС

МАГНИТТЫҚ ЖӘНЕ ОПТИКАЛЫҚ САҚТАУ ТАСЫМАЛУШЫЛАРЫ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ ҰЙЫМДАРДЫҢ ТӘЖІРИБЕСІНДЕ ПАЙДАЛАНУ МҮМКІНДІГІ

Кіріспе

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер мен әдебиеттер тізімі

Кіріспе

Сәйкестік

Ақпараттық қоғам көптеген белгілермен сипатталады, соның бірі – ақпарат қоғам дамуының ең маңызды факторына айналады.

Құжаттық ресурсты сақтау, дамыту және ұтымды пайдалану кез келген қоғам мен мемлекет үшін үлкен маңызға ие.

Адамзат дамуының қазіргі кезеңінің айрықша ерекшелігі – ақпаратты тек баспа және басқа аналогтық нысандарда ғана емес, сонымен қатар электрондық, цифрлық нысанда ұсыну, бұл электрондық құжаттарды түбегейлі түрде жасауға, сақтауға, қолжетімділікті ұйымдастыруға және пайдалануға мүмкіндік береді. басқа жолмен.

Табиғатта ақпараттың табиғи тасымалдаушысы адамның жады болып табылады. Дегенмен, ежелден бері адам ақпаратты сақтау үшін бастапқыда ең қарабайыр (тастар, бұтақтар, қауырсындар, моншақтар) болатын бөгде көмекші құралдарды пайдаланады. Ақпаратты сақтау құралдарының дамуының тарихи кезеңдері жазудың жасалуы, алдымен папирустың, содан кейін пергамент пен қағаздың, содан кейін басып шығарудың ойлап табылуы болды.

Біздің уақытымызда материалды тасымалдаушылардың саны айтарлықтай өсті. Бір нәрсе сақтауға қойылатын талаптар өзгеріссіз қалады, сондай-ақ сақталатын ақпарат көлемі адамзаттың дамуымен бірге өседі және ақпараттың құнсызданатын нақты уақыты әдетте белгісіз.

Нәтижесінде қоғам маңызды ақпаратты сақтау үшін әрқашан ең жақсы БАҚ таңдауға ұмтылады. Бірақ материалды тасымалдаушыны таңдау оңай ма?

Жұмыстың мақсаты – магниттік және оптикалық құжаттарды сипаттау, сонымен қатар олардың ұйымдардың жұмысында қолданылуын негіздеу.

Зерттеу нысаны: магниттік және оптикалық құжаттар.

Зерттеу пәні: ұйымдардың жұмысында магниттік және оптикалық құжаттарды пайдалану.

1. Ақпаратты сақтау тәсілдері

1.1 Ақпаратты сақтаудың ең көне тәсілдері

Ақпараттың алғашқы тасымалдаушылары палеолит дәуіріндегі үңгірлердің қабырғалары болды. Алғашында үңгірлердің қабырғаларына, тастар мен жартастарға сурет салған адамдар, мұндай суреттер мен жазулар петроглифтер деп аталады. Ең көне жартастағы суреттер мен петроглифтерде (грек тілінен. petros – тас және glyphe – ою) жануарлар, аңшылық және тұрмыстық көріністер бейнеленген. Палеолит дәуіріндегі үңгірлердің қабырғаларындағы ең көне бейнелердің қатарында адам қолының әсерлері және сол қолдың саусақтарымен дымқыл сазға басылған толқынды сызықтардың кездейсоқ тоғысуы бар. Ежелгі тас дәуірінің соңғы кезеңіндегі үңгірлердегі жануарлар бейнелерінің қаншалықты жанды, айшықты болғаны назар аудартады. Оларды жасаушылар жануарлардың мінез-құлқын, олардың әдеттерін жақсы білетін. Олар қимылдарынан қазіргі бақылаушыдан қашатын сызықтарды байқады. Бір қызығы, ежелгі шеберлер жануарларды бейнелей отырып, фигуралардың сұлбасына ұқсайтын, олардың денесін модельдеу үшін жартастың біркелкі емес жерлерін, ойыстарын, шығыңқы жерлерін пайдаланған. Бейне өзін қоршаған кеңістіктен әлі ажырамағандай, дербес бола қойған жоқ.

Ежелгі тас дәуіріндегі адамдар ою-өрнекті білмеген. Жануарлар мен адамдардың сүйектен жасалған бейнелерінде кейде ою-өрнекке ұқсас ырғақты қайталанатын штрихтар немесе ирек сызбалар көрінеді. Бірақ мұқият қарасаңыз, бұл жүннің, құс қауырсынының немесе шаштың символы екенін көресіз. Жануар бейнесі жартасты фонды «жалғастыратыны» сияқты, бұл ою-өрнек тәрізді мотивтер де әлі күнге дейін кез келген бетке жағуға болатын заттан бөлінген дербес, шартты фигуралар бола қойған жоқ. Ең көне ақпарат тасымалдаушылар қарапайым безендіру ретінде ғана емес, сонымен қатар жартастағы суреттер ақпаратты жеткізуге немесе осы функцияларды біріктіруге арналған деп болжауға болады.

Алғашқы қол жетімді материалдардың бірі саз болды. Балшық жазу белгілерінің материалдық тасымалдаушысы болып табылады, оның жеткілікті беріктігі (ақпараттың қауіпсіздігі), сонымен қатар ол арзан және оңай қол жетімді болды, ал пластикалық, жазудың қарапайымдылығы жазбаның тиімділігін арттыруға мүмкіндік берді, жазу белгілерін анық және анық бейнелейді. Табиғи жазу материалын осы елдің оңтүстігінде өмір сүрген Месопотамияның ежелгі тұрғындары - шумерлер тапқан. Бұл аймақтың негізгі табиғи байлығы саз болды: жергілікті тұрғындар одан үйлерін, құдайлардың храмдарын салды, одан ыдыс-аяқ, шамдар, табыттар жасады. Ежелгі шумер мифі бойынша, тіпті адам балшықтан жаратылған. Бұл материалдың қоры іс жүзінде сарқылмайтын болды. Сондықтан Оңтүстік Месопотамия аймағында саз тақтайшалар жазу белгілерінің материалдық тасымалдаушысы болды, олар мұнда біздің эрамызға дейінгі 3 мыңжылдықтың басында кеңінен қолданылған. e.

Тиімді жаза білу жазудың пайда болуына ықпал етеді. Бес мың жылдан астам уақыт бұрын (шумер өркениетінің жетістігі, қазіргі Ирак территориясы) саз балшыққа жазу пайда болды (енді сызбалар емес, әріптерге ұқсас белгішелер мен пиктограммалар).

Саз тақташалары жоғары дамыған жазудың материалдық негізі болды. III мыңжылдықтың екінші жартысында. e. Шумер әдебиетінде жанрлардың алуан түрлілігі ұсынылды: өлеңдегі мифтер мен эпикалық ертегілер, құдайларға арналған гимндер, ілімдер, жануарлар туралы ертегілер, мақал-мәтелдер мен мәтелдер. Американдық шумеролог Сэмюэль Крамер ұзындығы 6,5 см және ені шамамен 3,5 см болатын планшетке қойылған әлемдегі ең көне «кітапхана каталогын» ашу бақытына ие болды. Жазушы осы кішкентай планшетке 62 әдеби шығарманың атын жазып үлгерген. «Бұл каталогтағы кем дегенде 24 атау бізге ішінара немесе толығымен жеткен шығармаларға жатады», - деп жазады С.Я. Крамер.

Ежелгі Римде қол жетімді жазу материалы ойлап табылған. Бұл адамзат 1500 жылдан астам уақыт бойы қолданып келе жатқан арнайы балауыз таблеткалары болды. Бұл таблеткалар ағаштан немесе піл сүйегінен дайындалған. Тақтаның шеттерінен 1-2 см қашықтықта 0,5--1 см ойық жасалды, содан кейін ол бүкіл периметр бойынша балауызбен толтырылды. Олар планшетке балауызға үшкір металл таяқша - қаламмен белгілерді қолданып жазды, оның бір жағы ұшталған, ал екінші ұшы шпатель тәрізді және жазуды өшіре алатын. Мұндай балауыз пластинкаларды ішінен балауызбен бүктеп, екі (диптих) немесе үш (триптих) бөліктерге немесе бірнеше бөлікке былғары баумен (полиптих) біріктіріп, ортағасырлық кодтардың прототипі және қазіргі кітаптардың алыс атасы кітап алынды. Ежелгі әлемде және орта ғасырларда балауыз таблеткалары ретінде пайдаланылды дәптерлер, тұрмыстық жазбалар үшін және балаларды жазуға үйрету үшін. Ресейде осындай балауыз таблеткалары болды және олар церлер деп аталды.

Ыстық климатта балауыз таблеткаларындағы жазбалар қысқа мерзімді болды, бірақ балауыз таблеткаларының кейбір түпнұсқалары бүгінгі күнге дейін сақталды (мысалы, француз корольдерінің жазбаларымен). Орыс патшаларының ішінен 11 ғасырдан бергі Новгород кодексі сақталған. - Бұл төрт балауыз беттен тұратын полиптих.

Ежелгі египеттіктер енгізген папирусты қолдану алға үлкен қадам болды. Ең көне папирус шиыршығы біздің дәуірімізге дейінгі 25 ғасырға жатады. e. Кейінірек гректер мен римдіктер мысырлықтардан папирус жазуын қабылдады. Олар оған арнайы қаламмен жазды.

Папирус - бұл Мысырда және бүкіл Жерорта теңізінде таралған жазу материалы, оны жасау үшін қияқ тұқымдас өсімдік пайдаланылды.

Папирус жасаудың шикізаты Ніл өзенінің аңғарында өсетін қамыс болды. Папирус сабақтарының қабығы аршылды, өзегі ұзынынан жұқа жолақтарға кесілді. Алынған жолақтар тегіс бетке қабаттасатын етіп салынды. Жолақтардың тағы бір қабаты оларға тік бұрышпен салынып, үлкен тегіс тастың астына қойылды, содан кейін күннің күйіп тұрған астында қалдырылды. Кептіруден кейін папирус парағы жылтыратылып, қабықпен немесе піл сүйегінің бөлігімен тегістелді. Соңғы пішіндегі парақтар ұзын таспаларға ұқсайтын, сондықтан шиыршықтарда сақталған, ал кейінірек олар кітаптарға біріктірілген.

Ежелгі уақытта папирус бүкіл грек-рим әлемінде негізгі жазу материалы болды. Египетте папирус өндірісі өте үлкен болды. Оның барлық жақсы қасиеттеріне қарамастан, папирус әлі де нәзік материал болды. Папирус шиыршықтары 200 жылдан астам сақталуы мүмкін емес еді. Папирустар осы күнге дейін тек осы аймақтың ерекше климатының арқасында ғана Мысырда сақталған.

Ақпараттың материалдық тасымалдаушысы ретінде папирус Ежелгі Египетте ғана емес, сонымен қатар Жерорта теңізінің басқа елдерінде де, Батыс Еуропада - 11 ғасырға дейін қолданылған. Ал папирусқа жазылған соңғы тарихи құжат 20 ғасырдың басындағы Рим Папасының жолдауы болды.

Бұл тасымалдаушының кемшілігі уақыт өте келе қараңғыланып, сынды. Қосымша кемшілік мысырлықтар папирустарды шетелге шығаруға тыйым салды.

Ақпаратты тасымалдаушылардың кемшіліктері (саз, папирус, балауыз) жаңа тасымалдаушыларды іздеуге түрткі болды. Бұл жолы «бәрі жаңа – ұмытылған ескі» қағидасы жұмыс істеді. Адамдар жануарлар терісінен жазу материалы – пергамент жасауды бастады. Пергамент біртіндеп папирусты ауыстырды. Жаңа медианың артықшылығы - ақпаратты сақтаудың жоғары сенімділігі (беріктігі, беріктігі, қараңғыланбады, кеуіп кетпеді, жарылып кетпеді, сынбады), қайта пайдалануға жарамдылығы (мысалы, 10-шы ғасырда сақталған дұға кітабында, ғалымдар жоғары және төмен жасалған, өшірілген және тазартылған жазбалардың бірнеше қабаттарын тапты және рентген сәулелерінің көмегімен Архимедтің ең көне трактаты табылды). Пергаменттегі кітаптар - палимпсесттер (грек тілінен rblYamshzufpn - жуылған немесе қырылған мәтін бойынша пергаментке жазылған қолжазба).

Материалдың атауы бұл материал алғаш рет жасалған Пергамон қаласынан шыққан. Ежелгі заманнан бүгінгі күнге дейін пергамент еврейлер арасында «гвил» деген атпен белгілі, ол Синай Аянын қолжазба Тора шиыршықтарында жазуға арналған канондық материал ретінде. «Клаф» пергаментінің неғұрлым кең тараған түріне Торадан тефил мен мезузаға арналған үзінділер де жазылған. Пергаменттің осы сорттарын жасау үшін тек косер жануарларының терісі қолданылады.

Пергамент - қойдың, бұзаудың немесе ешкінің тотылмаған киінген терісі.

Грек тарихшысы Ктесийдің айтуы бойынша 5 ғ. BC e. былғарыны парсылар ежелден жазу материалы ретінде пайдаланған. Қай жерден ол «дифтера» деген атпен Грецияға өтіп, онда папируспен бірге өңделген қой мен ешкі терісі жазу үшін пайдаланылды.

Өсімдік тектес тағы бір материал, негізінен экваторлық аймақта (Орталық Америкада 8 ғасырдан бастап, Гавай аралдарында) қолданылатын таппа болды. Қағаз тұт ағашынан, атап айтқанда, бастан, бастан жасалған. Басты жуып, бұзылулардан тазартып, содан кейін балғамен ұрып, тегістеп, кептірді.

Ежелгі немістер өздерінің руникалық мәтіндерін бук тақталарына (Бухенгольц) жазды, осыдан «Бух» сөзі, кітап. Белгілер сызып тастау арқылы қолданылды (Writan), жазу ағылшын етістігі қайдан шыққан, жазу (неміс тіліндегі ritzen деген түбір, сызат).

Римдіктер өз тарихының ең ерте кезеңінде, жазу енді ғана қолданысқа енген кезде, ағаш бөтелкеге ​​(liber) жазды: олар кітап деп атай бастады. Бұл материалда римдік жазудың ақпараттық тасымалдаушылары сақталмаған, бірақ қайың қабығы әріптері ең жақын аналог ретінде қызмет ете алады.

Қайың қабығы - 12 ғасырдан кең таралған

Практикалық құралдарды іздеуде адамдар ағашқа, оның қабығына, жапырақтарына, теріге, металдарға, сүйектерге жазуға тырысты. Ыстық климаты бар елдерде кептірілген және лакталған пальма жапырақтары жиі пайдаланылды. Ресейде жазу үшін ең көп таралған материал қайың қабығы болды - қайың қабығының белгілі бір қабаттары.

Археологтар 1951 жылы 26 шілдеде Новгородтағы қазба жұмыстары кезінде қайың қабығы деп аталатын хатты, сызылған белгілері бар қайың қабығының бір бөлігін тапты. Ежелгі Ресейде қайың қабығы жазу үшін қолданылғаны туралы жазбаша дәлелдер де болды - Джозеф Волоцкий бұл туралы Радонежский Сергиус монастырь туралы әңгімесінде айтады.

Археологтар тіпті 12 беттік, өлшемі 5 х 5 см болатын қайың қабығынан жасалған миниатюралық кітапты тапты, онда қос парақтар бүктеліп тігілген. Жазу процесіне қайың қабығын дайындау қиын болған жоқ. Бұрын ол қайнатылған, содан кейін қабықтың ішкі қабаты қырылып, шетінен кесілген. Нәтижесінде лента немесе тіктөртбұрыш түріндегі құжаттың негізгі материалы болды. Жазу үшін әдетте қайың қабығының ішкі жағы тегіс, тегіс болған. Әріптер шиыршыққа айналдырылды. Бұл жағдайда мәтін сыртында болды. Қайың қабығынан жасалған әріптердің мәтіндері арнайы құрал - темірден, қоладан немесе сүйектен жасалған қаламмен сығымдалған.

Бұрынғы тасымалдаушылардың кемшіліктеріне байланысты Қытай императоры Лю Чжао оларға лайықты алмастырушы табуды бұйырды. Батыс әлемінде балауыз таблеткалары, папирус және пергамент арасында бәсекелестік болса, Қытайда біздің дәуірімізге дейінгі 2 ғасырда. қағаз ойлап тапты.

Қытайда алғашында ақауы бар жібек құртының пілләларынан қағаз жасалса, кейін кендірден қағаз жасай бастады. Содан кейін 105 ж. Цай Лун ұсақталған тұт талшықтарынан, ағаш күлінен, шүберектерден және қарасорадан қағаз жасай бастады. Осының бәрін сумен араластырып, алынған массаны қалыпқа (ағаш жақтау және бамбук елеуіш) қойды. Күнге кептіруден кейін ол бұл массаны тастардың көмегімен тегістеді. Нәтиже - күшті қағаз парақтары. Сол кездің өзінде Қытайда қағаз кеңінен қолданылды. Цай Лунның өнертабысынан кейін қағаз жасау процесі тез жетілді. Олар беріктігін арттыру үшін крахмал, желім, табиғи бояғыштар және т.б. қоса бастады.

7 ғасырдың басында қағаз жасау әдісі Корея мен Жапонияда белгілі болды. Ал тағы 150 жылдан кейін әскери тұтқындар арқылы арабтарға жетеді. Қытайда дүниеге келген қағаз жасау өнері Батысқа жайлап, басқа халықтардың материалдық мәдениетіне бірте-бірте еніп келеді.

1.2 Қазіргі заманғы сақтау құралдарын ойлап табу

19 ғасырдан бастап құжаттаманың жаңа тәсілдері мен құралдарының (фото, кино, аудиоқұжаттама және т.б.) ойлап табылуына байланысты құжатталған ақпараттың көптеген принципті жаңа тасымалдаушылары кең тарады. Сапалық сипаттамаларына, сондай-ақ құжаттау әдісіне қарай оларды келесідей жіктеуге болады:

қағаз;

фотографиялық тасымалдаушылар;

механикалық дыбыс жазу құралдары;

магниттік тасымалдаушылар;

оптикалық (лазерлік) дискілер және басқа да перспективті ақпарат тасымалдаушылар.

Ақпараттың ең маңызды материалдық тасымалдаушысы қағаз болып табылады. Қазіргі уақытта ішкі нарықта жүздеген түрлі қағаз және қағаз өнімдері бар. Құжаттама үшін қағазды таңдаған кезде қағаздың қасиеттерін ескеру қажет технологиялық процессоның өндірісі, құрамы, бетінің өңделуі және т.б.

Дәстүрлі түрде жасалған кез келген қағаз құжаттау процесінде ескерілуі керек белгілі бір қасиеттермен сипатталады. Бұл негізгі белгілер мен көрсеткіштерге мыналар жатады:

композициялық композиция, яғни. талшықтардың құрамы мен түрі (целлюлоза, ағаш массасы, зығыр, мақта және басқа талшықтар), олардың пайызы, ұнтақтау дәрежесі;

қағаздың салмағы (кез келген сұрыптағы қағаздың 1 шаршы метрінің салмағы). Баспаға шығарылатын қағаздың массасы 40-тан 250 г/кв. м;

қағаз қалыңдығы (4-тен 400 микронға дейін болуы мүмкін);

тығыздығы, қағаздың кеуектілік дәрежесі (г/см Ё-дегі қағаз массасының мөлшері);

қағаздың құрылымдық-механикалық қасиеттері (атап айтқанда, қағаздағы талшықтардың бағытталу бағыты, жарық өткізгіштігі, қағаздың мөлдірлігі, ылғалдың әсерінен деформациясы және т.б.);

қағаз бетінің тегістігі;

жарыққа төзімділік;

қағаздың арамшөптілігі (оны өндіруде ластанған суды пайдалану нәтижесі) және қағаздың кейбір басқа қасиеттері.

Қасиеттеріне қарай қағаз класстарға (басуға, жазуға, теруге, сәндік, орауышқа, т.б.), сондай-ақ түрлерге (типографиялық, офсеттік, газеттік, жабынды, жазу, картографиялық, ватман қағазы, құжаттық, т.б.) .). Сонымен, бетінің тығыздығы 30-дан 52 г/м¦-ге дейінгі және композициялық құрамында ағаш массасы басым болатын қағазды газет қағазы деп атайды. Баспа қағазының бетінің тығыздығы 60-80 г/м¦ және ағаш массасы негізінде жасалады. Картографиялық қағаздың тығыздығы одан да жоғары (85-тен 160 г/м¦ дейін). Техникалық құжаттама үшін механикалық өңделген шүберектер негізінде шығарылатын жоғары сортты ақ сызба қағазы қолданылады. Банкноттарды, облигацияларды, банк чектерін және басқа да маңызды қаржылық құжаттарды басып шығару үшін механикалық әсерге төзімді қағаз қолданылады. Ол зығыр және мақта талшықтары негізінде жасалады, көбінесе су таңбалары94.

Перфорацияланған таспалар кодталған ақпаратты механикалық жазу және оны ақпаратты іздеу жүйелерінде, перфораторлық компьютерлерде одан әрі пайдалану үшін пайдаланылды. Олар қалыңдығы шамамен 0,1 мм және ені 17,5 қалың қағаздан жасалған; 20,5; 22,5; 25,5 мм.

Қағаз форматтары құжат айналымы мен құжаттаманы басқаруда үлкен маңызға ие. Сонау 1833 жылы Ресейде бір парақ қағаз құрылды, ал 1903 жылы қағаз өндірушілер одағы оның 19 форматын қабылдады. Бірақ сонымен бірге қағаз зауыттарының бастамасымен және тұтынушылардың тілектеріне негізделген стихиялы түрде пайда болған көптеген форматтар болды95. 1920 жылдары большевиктік басшылықтың метрикалық жүйеге көшу туралы шешімінен кейін қағаз форматтары да ретке келтіріліп, кейіннен ГОСТ 9327-60 «Қағаз және қағаз өнімдері. Тұтыну форматтары» қабылданды. Жаңа форматтар 1920 жылы неміс стандарттау ұйымы DIN ұсынған қағаз өлшемдер жүйесіне негізделген. 1975 жылы бұл жүйе болды халықаралық стандарт(ISO 216), Халықаралық стандарттау ұйымымен қабылданған. Ол Ресейде де жұмыс істейді.

ISO 216 стандарты үш сериядан тұрады: A, B және C. A сериясы (жол) негізгі ретінде орнатылады. Мұнда әрбір қағаз парағының ені оның ұзындығын екі квадрат түбірге бөлу нәтижесіне тең ені бар. (1: 1,4142). Негізгі форматтың ауданы (A0) 1 м¦, ал оның жақтары 841x1189 мм. Қалған форматтар алдыңғы пішімді оның кіші жағына параллельді түрде екіге бөлу арқылы алынады. Нәтижесінде барлық алынған пішімдер геометриялық жағынан ұқсас. Әрбір пішім екі таңбамен белгіленеді: оның A сериясына жататынын көрсететін A әрпі және бастапқы A0 форматының бөлімдерінің санын көрсететін сан.

ISO 216 A сериялы пішімдері:

4A0 1682x2378; 2A0 1189x1682; A0 841x1189; A1 594x841; A2 420x594; A3 297x420;

A4 210x297; A5 148x210; A6 105x148; A7 74x105; A8 52x74; A9 37x52; A10 26x37.

B сериясы пішімдері A сериясында қолайлы пішім болмаған кезде пайдаланылады. B сериясының пішімі - An және A(n+1) пішімдерінің арасындағы геометриялық орташа мән.

C сериялы пішімдері конверттерді стандарттайды. C сериясының пішімі - бірдей санның A және B сериялары пішімдерінің арасындағы геометриялық орташа мән. Мысалы, А4 парағындағы құжат C4 конвертіне жақсы сәйкес келеді.

ISO жүйесіне сәйкес қағаз өлшемдерін ескере отырып, көшіру машиналары жасалды, яғни. 1:v2 қатынасына байланысты. Бұл принцип кино және фотозертханаларда да қолданылады. Көшірме машиналар жиі қолданылатын тиісті масштабтау құралдарымен жабдықталған, мысалы:

71% v0,5 А3>А4

141% v2 A4>A3 (сонымен қатар A5> A4)

ISO қағаз өлшемдері қазір Америка Құрама Штаттары мен Канаданы қоспағанда, барлық өнеркәсібі дамыған елдерде кеңінен қолданылады, мұнда басқа, өте ұқсас болса да, кеңсе жұмысында пішімдері жиі кездеседі: «Хат» (216x279 мм), «Заңды» ( 216x356 мм) , "Executive" (190x254 мм) және "Ledger/Tabloid" (279x432 мм)97.

Қағаздың кейбір түрлері репрографиялық процестер үшін арнайы әзірленген. Бұл негізінен жарыққа сезімтал қағаз тасымалдағыштар. Олардың ішінде термиялық қағаз (термосеттік және термокопиялық қағаз); ультракүлгін сәулелерге сезімтал диазоқағаз (диазо түрі немесе сызба қағазы); калька – сызбаларды көшіруге арналған мөлдір, берік, таза целлюлоза қағазы; электр ұшқынымен көшіруге арналған көп қабатты қағаз және т.б.

Қалыңдығы 0,5 мм-ден асатын және массасы 1 шаршы метр қағаз. м 250 г артық картон деп аталады. Картон бір қабатты және көп қабатты болуы мүмкін. Іс жүргізуде ол, атап айтқанда, құжаттардың (істердің), тіркеу карталарының және т.б. бастапқы жинақтардың мұқабаларын жасау үшін қолданылады.

Соңғы уақытқа дейін сандық кодталған ақпараттың картон перфорацияланған тасымалдағыштары - перфокарталар кеңінен қолданылды. Олар 187,4х82,5 мм өлшемді төртбұрыштар болды және жұқа, механикалық берік картоннан жасалған.

Машиналық перфокарталар негізінде диафрагмалық карталар жасалды - микропленканың кіріктірілген жақтауы немесе перфорацияланбаған пленка бөлігі бар карталар. Олар әдетте бейнелі және графикалық техникалық құжаттаманы және патенттік ақпаратты сақтау және іздеу үшін пайдаланылды.

Фотографиялық материалдарға иілгіш пленкалар, пластиналар, қағаздар, маталар жатады. Олар негізінен көп қабатты полимерлі жүйелер болып табылады, әдетте олар: астыңғы қабат қолданылатын субстраттан (негізден), сондай-ақ жарыққа сезімтал эмульсия қабатынан (күміс галогенді) және антигаляциялық қабаттан тұрады.

Түсті фотоматериалдар күрделі құрылымға ие. Олардың құрамында көк-, сары-, жасыл-, қызыл-сезімтал қабаттар да бар. 1950 жылдардағы көпқабатты түрлі-түсті материалдардың дамуы түрлі-түсті фотосуреттің қарқынды дамуы мен кеңінен қолданылуын алдын ала анықтап, фотосурет тарихындағы сапалы секірістердің бірі болды.

Фотоматериалдардың, атап айтқанда, фотопленкалардың маңызды сипаттамаларына мыналар жатады: жарық сезгіштігі, түйіршіктілігі, контрасттылығы, түс сезгіштігі.

Пленка – бір немесе екі шетінде саңылаулары – перфорациялары бар иілгіш мөлдір субстраттағы фотоматериал. Тарихи тұрғыдан алғанда, алғашқы фотосезімтал таспалар қағаз негізіндегі болды. Бастапқыда қолданылған целлюлоза нитрат таспасы өте жанғыш материал болды. Дегенмен, 1897 жылы неміс ғалымы Вебер целлюлоза триацетатынан жанбайтын негізі бар пленка жасады, ол кеңінен қолданылды, оның ішінде отандық киноөнеркәсіпте. Кейіннен субстрат полиэтилентерефталат пен басқа серпімді полимерлі материалдардан жасала бастады.

Фотопленкамен салыстырғанда пленка әдетте көп қабаттардан тұрады. Субстратқа субстрат қолданылады, ол негізге фотосезімтал қабатты (немесе бірнеше қабаттарды) бекітуге қызмет етеді. Сонымен қатар, кинофильмде әдетте галацияға қарсы, бұйралауға қарсы және қорғаныс қабаты болады.

Фильмдер ақ-қара және түсті болып табылады. Олар сондай-ақ бөлінеді:

теріс;

оң (байланыс және проекциялық басып шығару үшін);

келісуге болады (негативтер мен позитивтерді алу үшін пайдалануға болады);

контртип (көшіру үшін, мысалы, фильм көшірмелерін жаппай өндіру үшін);

гидротип;

фонограмма (дыбысты фотографиялық жазу үшін).

Ені 16 және 35 мм қара және ақ фотопленка микрофильмдер жасау үшін ең кең таралған орта болып табылады. Микропленканың негізгі түрлері орама және кесілген микропленка болып табылады. Кесілген микропленка - ұзындығы кемінде 230 мм, бірнеше ондаған кадрлар орналастырылған орамдық пленка бөлігі. Микрокарталар, микрофиштер және ультрамикрофиштер шын мәнінде жалпақ форматтағы микрофильмдер. Атап айтқанда, микрофиш - бұл 105х148 мм форматтағы фотопленка парағы.

Механикалық дыбыс жазудың ғасырдан астам тарихында дыбыстық ақпаратты тасымалдаушылардың материалдары да, пішіні де бірнеше рет өзгерді. Бастапқыда бұл фонографиялық роликтер, олар диаметрі шамамен 5 см және ұзындығы шамамен 12 см болатын қуыс цилиндрлер болды.Олар дыбыстық жол қолданылатын «қатайтылған балауыз» деп аталатынмен жабылған. Фоно орамдары тез тозады, оларды қайталау мүмкін емес еді. Сондықтан, әрине, олар көп ұзамай грампластинкалармен ауыстырылды.

Патефон пластинкалары өте қатаң талаптарға сай болуы керек еді, өйткені дыбыс жазбасын ойнату кезінде иненің ұшы ойықтың түбіне шамамен 1 т/см¦ күшімен басылады. 1888 жылы жазылған алғашқы грампластинка фонограммасы қашалған мырыш дискі болды. Содан кейін целлулоидтан, каучуктан, эбониттен грампластинкалар құйыла бастады. Дегенмен, поливинилхлорид пен винилит негізіндегі пластикалық дискілер әлдеқайда арзан, серпімді және берік болып шықты. Олар сонымен қатар ең жақсы дыбыс сапасына ие болды.

Грамофондық жазбалар престеу, штамптау немесе құю арқылы жасалды. Бастапқы жазба балауыз дискі болды, кейінірек арнайы лакпен қапталған металл (никель) дискі (лак дискі)99.

Жазу түріне қарай біздің елімізде шығарылатын грампластинкалар кәдімгі, ұзақ ойналатын және стереофониялық болып бөлінді. Шетелде, сонымен қатар, төрт дыбыстық жазбалар мен бейне жазбалар әзірленді. Сонымен қатар, грампластинкалар көлеміне, айналу жылдамдығына, жазу тақырыбына қарай жіктеледі. Атап айтқанда, КСРО-да өндірісі 1958 жылы басталған стереофониялық жазбалар, сондай-ақ ұзақ ойнайтындар 174, 250 және 300 мм форматта шығарылды. Олардың айналу жиілігі әдетте 33 айн/мин болды.

1990 жылдардың басынан Ресейде грампластинкаларды шығару іс жүзінде тоқтап, дыбыс жазудың басқа, жақсырақ және тиімді әдістеріне (электромагниттік, цифрлық) орын берді.

1.3 Тасымалдаушы түрінің құжаттың беріктігі мен құндылығына әсері

Құжатталған ақпараттың уақыт пен кеңістікте берілуі оның материалдық тасымалдаушысының физикалық сипаттамаларына тікелей байланысты. Құжаттар жаппай қоғамдық өнім бола отырып, салыстырмалы түрде төмен төзімділікке ие. Оларды пайдалану кезінде, әсіресе сақтау кезінде температураның өзгеруіне, ылғалдылыққа, жарыққа, биологиялық процестерге және т.б. Мысалы, қазіргі уақытта қағаз, калька, маталар, ағаш, былғары, металл, пленка және басқа да материалдарды жұқтыруы мүмкін құжаттар мен кітаптарда кездесетін саңырауқұлақтар мен жәндіктердің 400-ге жуық түрі бар. Сондықтан материалды ақпарат тасымалдаушылардың ұзақ мерзімділігі мәселесі барлық уақытта құжаттама процесіне қатысушылардың назарын аударып отырғаны кездейсоқ емес. Антикалық дәуірде тас және металл сияқты салыстырмалы түрде төзімді материалдар туралы ең маңызды ақпаратты жазуға деген ұмтылыс болды. Мысалы, Вавилон патшасы Хаммурапидің заңдары тас бағанаға қашалған. Ал бүгінгі күні бұл материалдар ақпаратты ұзақ сақтау үшін, атап айтқанда, мемориалдық кешендерде, жерлеу орындарында және т.б. Құжаттау барысында жоғары сапалы, төзімді бояулар мен бояуларды қолдануға ұмтылыс болды. Соның арқасында көптеген маңызды мәтіндік тарихи ескерткіштер, өткен дәуірдің құжаттары бізге жетті. Ал, керісінше, қысқа мерзімді материалдық орталарды (пальма жапырақтары, ағаш тақтайлар, қайың қабығы және т.б.) пайдалану алыс өткендегі мәтіндік құжаттардың көпшілігінің орны толмас жоғалуына әкелді.

Дегенмен, төзімділік мәселесін шеше отырып, адам бірден басқа мәселемен айналысуға мәжбүр болды, бұл ұзақ мерзімді сақтау құралдары, әдетте, қымбатырақ болды. Сонымен, пергаменттегі кітаптар көбінесе тас үйге немесе тіпті бүкіл мүлікке теңестірілді, басқа мүліктермен бірге өсиет етіп жасалды, ал кітапханаларда олар қабырғаға шынжырмен байланды. Сондықтан біз үнемі материалды ақпарат тасымалдаушысының беріктігі мен оның құны арасындағы оңтайлы арақатынасты іздеуге тура келді. Бұл мәселе әлі де өте маңызды және өзекті.

Қазіргі уақытта құжатталған ақпараттың ең кең тараған материалдық тасымалдаушысы – қағаз салыстырмалы түрде арзан, қолжетімді, оның сапасына қажетті талаптарға сай және т.б. Дегенмен, сонымен қатар қағаз жанғыш материал болып табылады, ол шамадан тыс ылғалдан, зең, күн сәулесінен қорқады, белгілі бір санитарлық-биологиялық жағдайларды қажет етеді. Жеткіліксіз сапалы сияны, бояуларды пайдалану қағаздағы мәтіннің біртіндеп өшіп кетуіне әкеледі. Мамандардың айтуынша, қағаз құжат тарихындағы алғашқы дағдарыс кезеңі 19 ғасырдың ортасынан басталған. Ол ағаштан қағаз өндіруге көшумен, синтетикалық бояуларды қолданумен, машинка және көшіру құралдарының кеңінен қолданылуымен байланысты болды. Нәтижесінде қағаз құжаттың жарамдылық мерзімі мыңдаған жылдардан екі жүз - үш жүз жылға дейін қысқарды, яғни. қалпында. Әсіресе сапасыз түрдегі және разрядтағы қағазда жасалған құжаттар (газет қағаздары және т.б.) қысқа мерзімді болып табылады.

20 ғасырдың аяғында компьютерлік техниканың дамуымен және ақпаратты қағазға шығару үшін принтерлерді қолданумен қағаз құжаттардың ұзақ мерзімділігі мәселесі қайтадан туындады. Принтерлердегі мәтіндердің көптеген заманауи басып шығарулары суда еритін және өшіп қалады. Неғұрлым төзімді бояулар, атап айтқанда сиялы принтерлер, әрине, қымбатырақ, сондықтан жаппай тұтынушыға қол жетімді емес. Ресейде «қарақшылық» қайта жүктелген картридждер мен тонерлерді пайдалану тек жағдайды ушықтырады.

Құжатталған ақпаратты материалдық тасымалдаушылар, осылайша, оларды сақтау үшін тиісті шарттарды талап етеді. Дегенмен, бұл әрдайым байқалмайды және байқалмайды. Соның салдарынан еліміздегі мемлекеттік сақтауға арналған ведомстволық мұрағаттардың құжаттары ақаумен келеді. 1920 жылдары ақаулар саны 10-20%-ға жетті, 1950 жылдардан бастап ол 5-тен 1%-ға дейін төмендей бастады, 1960-1980 жылдары ол 0,3-0,5% деңгейінде болды (абсолюттік мәнде бұл 1-2,5 млн құжат). 1990 жылдары ведомствалық мұрағаттарда құжаттарды сақтау Кеңес өкіметі орнаған алғашқы онжылдықтардағыдай қайтадан нашарлады. Мұның бәрі айтарлықтай материалдық шығындарға әкеледі, өйткені мұрағаттар мен кітапханаларда қағаз тасымалдағыштарды қалпына келтірумен айналысатын қымбат зертханаларды құру және ұстау қажет. Сондай-ақ мәтіні өшіп қалған құжаттардың мұрағаттық көшірмелерін жасауымыз керек, т.б.

Кезінде Кеңес Одағында құжаттарға арналған отандық берік қағазды, арнайы тұрақты жазу және көшіру құралдарын әзірлеуді және өндіруді, сондай-ақ құжаттарды жасау үшін қысқа мерзімді материалдарды пайдалануды шектеуді қарастыратын үкіметтік бағдарлама жасалды. стандарттарының көмегімен. Осы бағдарламаға сәйкес 1990 жылдарға қарай іс жүргізуге арналған 850 және 1000 жылға есептелген арнайы ұзаққа созылатын қағаздар әзірленіп, шығарыла бастады. Отандық жазу құралдарының құрамы да түзетілді. Алайда, қазіргі Ресей жағдайында бағдарламаны одан әрі жүзеге асыру түбегейлі әлеуметтік-саяси және экономикалық өзгерістерге байланысты, сондай-ақ құжаттама әдістері мен құралдарының өте жылдам өзгеруі нәтижесінде мүмкін емес болып шықты.

Материалдық ақпаратты тасымалдаушылардың ұзақ мерзімділігі мен экономикалық тиімділігі мәселесі әсіресе ескіруге ұшырайтын және ерекше сақтау шарттарын талап ететін аудиовизуалды және машинамен оқылатын құжаттардың пайда болуымен ерекше өткір болды. Оның үстіне мұндай құжаттардың ескіру процесі көпжақты және дәстүрлі ақпарат тасымалдаушылардың ескіруінен айтарлықтай ерекшеленеді.

Біріншіден, аудиовизуалды және компьютерде оқылатын құжаттар, сондай-ақ дәстүрлі тасымалдаушылардағы құжаттар материалдық ортаның қартаюымен байланысты физикалық ескіруге ұшырайды. Осылайша, фотоматериалдардың қартаюы сақтау кезінде олардың фотосезімталдығы мен контраст қасиеттерінің өзгеруінен, фотографиялық жабын деп аталатын ұлғаюынан және пленкалардың сынғыштығының жоғарылауынан көрінеді. Түсті фотоматериалдарда түс балансының бұзылуы байқалады, яғни. түстердің бұрмалануы және олардың қанықтылығының төмендеуі ретінде көрінетін бозару. Нитрофильмдегі кино және фотоқұжаттар әсіресе тұрақсыз болды, олар сонымен қатар өте жанғыш материал болды. Алғашқы түрлі-түсті фильмдер мен фотоқұжаттар өте тез жоғалып кетті. Айта кететін жайт, жалпы алғанда, түрлі-түсті пленкалық құжаттардың сақтау мерзімі ақ-қара құжаттарға қарағанда, түрлі-түсті кескін бояуларының тұрақсыздығына байланысты бірнеше есе қысқа. Сонымен қатар, пленка тасушы салыстырмалы түрде берік материал болып табылады. Мұрағат тәжірибесінде микрофильмдердің әлі күнге дейін сақталуы кездейсоқ емес маңызды жолыаса құнды құжаттардың резервтік көшірмелерін сақтау, өйткені олар сарапшылардың пікірінше, кемінде 500 жыл сақталуы мүмкін.

Патефон пластинкаларының қызмет ету мерзімі олардың механикалық тозуымен анықталады, пайдалану қарқындылығына, сақтау жағдайларына байланысты. Атап айтқанда, пластикалық дискілер (фонограф жазбалары) қыздырылған кезде деформациялануы мүмкін.

Дәстүрлі мәтіндік және графикалық құжаттардан айырмашылығы, аудиовизуалды және машинада оқылатын құжаттар ақпаратты оқуға арналған жабдықтың даму деңгейіне байланысты техникалық ескіруге ұшырайды. Технологияның қарқынды дамуы бұрын жазылған ақпаратты, атап айтқанда, фоно-роликтерден, пластинкалардан, пленкалардан қайта шығару үшін проблемалар мен кейде шешілмейтін кедергілердің туындауына әкеледі, өйткені оларды ойнатуға арналған жабдықты өндіру әлдеқашан тоқтап қалды, немесе Қолданыстағы жабдық материалдық тасымалдаушылармен, басқалармен жұмыс істеуге арналған техникалық шарттар. Мысалы, 5,25 дюймдік иілгіш дискілерді 3,5 дюймдік дискеттермен ығыстырғанына небәрі бес жыл болса да, ақпаратты оқитын компьютерді табу қазір қиын.

Ақырында, ақпараттың мазмұнымен, бағдарламалық қамтамасыз етумен және ақпаратты сақтау стандарттарымен байланысты логикалық қартаю бар. Заманауи цифрлық кодтау технологиялары, ғалымдардың пікірінше, ақпаратты «мәңгілікке дерлік» сақтауға мүмкіндік береді. Дегенмен, бұл кезеңді қайта жазуды талап етеді, мысалы, CD-дискілер - 20-25 жылда. Біріншіден, бұл қымбат. Ал екіншіден, компьютер техникасықарқынмен дамып келе жатқаны сонша, ескі және жаңа буынның жабдықтары арасында алшақтық бар. Мысалы, бір күні американдық мұрағатшылар магниттік тасымалдағышта сақталған 1960 жылғы халық санағы деректерімен танысуды ұйғарғанда, бұл ақпаратты бүкіл әлемде тек екі компьютердің көмегімен қайта шығаруға болатыны белгілі болды. Олардың бірі АҚШ-та, екіншісі Жапонияда болды.

Техникалық және логикалық қартаю электрондық тасымалдағыштағы ақпараттың айтарлықтай көлемінің қайтарымсыз жоғалуына әкеледі. Бұған жол бермеу үшін, атап айтқанда, АҚШ Конгресінің кітапханасында ескірген электронды тасымалдағыштардан ақпаратты оқуға арналған барлық құрылғылар жұмыс күйінде сақталатын арнайы бөлімше құрылды.

Қазіргі уақытта ақпараттық сыйымды және сонымен бірге жеткілікті тұрақты және үнемді БАҚ-тарды қарқынды іздеу жалғасуда. Мысалы, Лос-Аламос зертханасының (АҚШ) тәжірибелік технологиясы туралы белгілі, ол ұзындығы 2,5 см ғана сым бөлігінде иондық сәулемен 2 ГБ (машинада басылған 1 миллион бет) кодталған ақпаратты жазуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, тасымалдаушының болжамды ұзақ мерзімділігі өте жоғары тозуға төзімділігімен 5 мың жылға бағаланады. Салыстыру үшін: Мұрағат қорының барлық қағаз тасымалдағыштарынан ақпаратты жазу Ресей Федерациясы, бұл түйреуіштердің тек 50 мыңын қажет етеді, яғни. 1 қорап115. АҚШ-та өткен ғылыми конференциялардың бірінде никельден жасалған «мәңгілік диск» Rosetta көрсетілді. Ол аналогты түрде 350 000 бетке дейін мәтін мен сызбаларды бірнеше мың жылдар бойы сақтауға мүмкіндік береді.

Осылайша .... Материалдық тасымалдаушыларды салыстыра отырып, ғылым мен техниканың дамуымен біз қазір қолданып жүрген ескірген ақпарат құралдарын алмастыратын жаңа, анағұрлым жетілдірілген, ақпараттық сыйымдылығы жоғары, сенімді және қолжетімді құжатталған ақпарат құралдары пайда болады деп айта аламыз. .

2. Магниттік және оптикалық сақтау құралдарының сипаттамасы

2.1 Материалдық тасымалдаушылар

19-20 ғасырлар тоғысында Пулсен құрылғыларында қолданылған ең алғашқы магниттік жазу құралы диаметрі 1 мм-ге дейінгі болат сым болды. 20 ғасырдың басында бұл мақсатта болат прокат лентасы да қолданылды. Сонымен бірге (1906 жылы) магниттік дискіге бірінші патент берілді. Дегенмен, барлық осы тасымалдаушылардың сапалық сипаттамалары өте төмен болды. 1908 жылы Копенгагенде өткен халықаралық конгрессте баяндамалардың 14 сағаттық магниттік жазбасын жасау үшін 2500 км немесе шамамен 100 кг сым қажет болғанын айтсақ та жеткілікті.

Тек 1920 жылдардың екінші жартысында, яғни ұнтақ магниттік таспа ойлап табылған кезде ғана магнитті жазу кеңінен қолданыла бастады. Бастапқыда магнитті ұнтақ қағаз субстратына, содан кейін целлюлоза ацетатына, субстрат ретінде жоғары беріктігі бар полиэтилентерефталат (лавсан) материалы қолданыла бастағанға дейін қойылды. Магниттік ұнтақтың сапасы да жақсарды. Атап айтқанда, кобальт қосылған темір оксиді ұнтақтары, темір мен оның қорытпаларының металл магнитті ұнтақтары қолданыла бастады, бұл жазба тығыздығын бірнеше есе арттыруға мүмкіндік берді.

1963 жылы Philips компаниясы кассеталық жазу деп аталатын түрін жасап шығарды, бұл өте жұқа магниттік таспаларды қолдануға мүмкіндік берді. Ықшам кассеталарда таспаның максималды қалыңдығы небәрі 20 мкм, ені 3,81 мм. 1970 жылдардың аяғында микрокассеталар өлшемі 50 х 33 х 8 мм, ал 1980 жылдардың ортасында пайда болды. - пикокассеталар - микрокассеталардан үш есе аз.

1960 жылдардың басынан бастап магниттік дискілер кеңінен қолданылды - ең алдымен компьютерлік сақтау құрылғыларында. Магниттік диск - диаметрі 30-дан 350 мм-ге дейін, қалыңдығы бірнеше микрон болатын магниттік ұнтақ жұмыс қабатымен қапталған алюминий немесе пластикалық диск. Диск жетегінде магнитофондағы сияқты ақпарат магнитті бастың көмегімен жазылады, бірақ таспа бойымен емес, айналмалы дискінің бетінде, әдетте екі жағында орналасқан концентрлік магниттік жолдарда. Магниттік дискілер қатты және икемді, алынбалы және дербес компьютерге салынған. Олардың негізгі сипаттамалары: ақпараттық сыйымдылық, ақпаратқа қол жеткізу уақыты және қатардағы оқу жылдамдығы.

Алюминий магниттік дискілер – қатты (қатты диск) алынбайтын дискілер – құрылымдық түрде компьютерде диск жетегі бар бір блокта біріктірілген. Олар 4-тен 16 данаға дейін пакеттерде (стекаларда) орналасқан. Деректерді қатты магниттік дискіге жазу, сонымен қатар оқу 7200 айн/мин жылдамдықпен жүзеге асырылады. Дискінің сыйымдылығы 9 ГБ-тан асады. Бұл тасымалдағыштар компьютермен жұмыс істеу кезінде пайдаланылатын ақпаратты тұрақты сақтауға арналған (жүйелік бағдарламалық қамтамасыз ету, қолданбалы бағдарламалық қамтамасыз ету пакеттері және т.б.).

Иілгіш пластикалық магниттік дискілер (дискет, ағылшын тілінен аударғанда - еркін ілулі) иілгіш пластмассадан (дакрон) жасалған және арнайы пластикалық кассеталарға бір-бірден орналастырылған. Иілгіш дискінің кассетасы иілгіш диск деп аталады. Ең көп тараған иілгіш дискілердің диаметрі 3,5 дюйм және 5,25 дюйм. Бір иілгіш дискінің сыйымдылығы әдетте 1,0-ден 2,0 Мбайтқа дейін. Дегенмен, сыйымдылығы 120 Мбайт болатын 3,5 дюймдік иілгіш диск қазірдің өзінде әзірленді. Сонымен қатар, шаң мен ылғалдылықтың жоғарылауы жағдайында жұмыс істеуге арналған дискеттер шығарылады.

Ақпаратты сақтаудың және деректерді басқарудың магниттік әдісіне арналған құрылғылар болып табылатын пластикалық карталар деп аталатындар, ең алдымен, банк жүйелерінде кең қолданыс тапты. Олардың екі түрі бар: қарапайым және ақылды. Қарапайым карталарда деректерді енгізуге және оларды өзгертуге мүмкіндік беретін магниттік жады ғана бар. Кейде смарт-карталар (ағылшын тілінен smart - smart) деп аталатын смарт-карталарда жадтан басқа микропроцессор да орнатылған. Бұл қажетті есептеулерді жасауға мүмкіндік береді және пластикалық карталарды көп функциялы етеді.

Айта кету керек, магниттіктен басқа, картаға ақпаратты жазудың басқа да тәсілдері бар: графикалық жазу, бедерлеу (механикалық экструзия), штрих-кодтау, сонымен қатар 1981 жылдан бастап лазерлік жазу (арнайы лазерлік картада үлкен көлемді ақпаратты сақтау үшін, бірақ бәрібір өте қымбат).

Цифрлық дыбыс жазу құрылғыларында дыбысты жазу үшін, атап айтқанда, жады көлемі 2 немесе 4 Мбайт болатын иілгіш дискілерге ұқсастығы бар және 1 сағат бойы жазуды қамтамасыз ететін миникарталар қолданылады.

Қазіргі уақытта материалды магниттік жазу құралдары жіктеледі:

геометриялық пішіні мен өлшемі бойынша (таспа, диск, карта және т.б. пішіні);

тасушының ішкі құрылымы бойынша (әртүрлі материалдардың екі немесе одан да көп қабаттары);

магниттік жазу әдісі бойынша (бойлық және перпендикулярлық жазуға арналған тасымалдаушылар);

жазылған сигнал түрі бойынша (аналогтық сигналдарды тікелей жазу үшін, модуляциялық жазу үшін, цифрлық жазу үшін).

Магниттік жазудың технологиялары мен материал тасымалдаушылары үнемі жетілдірілуде. Атап айтқанда, магниттік дискілердегі ақпаратты жазудың тығыздығының, оның көлемінің азаюымен және ақпаратқа қол жеткізудің орташа уақытының азаюымен жоғарылау үрдісі байқалады.

2.2 Оптикалық сақтау құралдары

Құжатталған ақпараттың материалдық тасымалдаушыларының дамуы тұтастай алғанда тасымалдаушының минималды физикалық өлшемдері бар жоғары беріктігі бар, үлкен ақпараттық сыйымдылығы бар объектілерді үздіксіз іздеу жолымен жүреді. 1980 жылдардан бастап оптикалық (лазерлік) дискілер барған сайын кең тарала бастады. Бұл лазер сәулесінің көмегімен ақпаратты жазуға және жаңғыртуға арналған пластик немесе алюминий дискілері.

Алғаш рет тұрмыстық мақсаттағы дыбыстық бағдарламаларды оптикалық жазуды 1982 жылы Sony және Philips компаниялары CD (Compact Disc) аббревиатурасымен белгілене бастаған лазерлік CD ойнатқыштарында жүргізді. 1980 жылдардың ортасында CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory) жасалды. 1995 жылдан бастап қайта жазылатын оптикалық ықшам дискілер қолданыла бастады: CD-R (CD Recordable) және CD-E (CD Erasable).

Оптикалық дискілерде әдетте поликарбонат немесе шыны термиялық өңделген негіз болады. Оптикалық дискілердің жұмыс қабаты балқитын металдардың (теллур) немесе қорытпалардың (теллур-селен, теллур-көміртек, теллур-селен-қорғасын және т.б.), органикалық бояулардың ең жұқа қабықшалары түрінде жасалады. Оптикалық дискілердің ақпараттық беті берік мөлдір пластиктен (поликарбонат) миллиметрлік қабатпен жабылған. Оптикалық дискілерде жазу және ойнату процесінде сигнал түрлендіргішінің рөлін дискінің жұмыс қабатына диаметрі шамамен 1 мкм болатын нүктеге бағытталған лазер сәулесі орындайды. Диск айналу кезінде лазер сәулесі диск жолының бойымен жүреді, оның ені де 1 мкм-ге жақын. Сәулені кішкене нүктеге бағыттау мүмкіндігі дискіде 1–3 мкм¦ ауданы бар белгілерді қалыптастыруға мүмкіндік береді. Жарық көзі ретінде лазерлер (аргон, гелий-кадмий және т.б.) қолданылады. Нәтижесінде жазу тығыздығы магнитті жазу әдісімен берілген шектен бірнеше рет жоғары болады. Оптикалық дискінің ақпараттық сыйымдылығы 1 ГБ (дискінің диаметрі 130 мм) және 2-4 ГБ (диаметрі 300 мм) жетеді.

Магниттік жазу және ойнату әдістерінен айырмашылығы, оптикалық әдістербайланыссыз. Лазер сәулесі тасымалдаушыдан 1 мм-ге дейінгі қашықтықтағы объектив арқылы дискіге бағытталған. Бұл оптикалық дискіге механикалық зақым келтіру мүмкіндігін іс жүзінде жоққа шығарады106. Лазер сәулесін жақсы көрсету үшін дискілердің алюминий немесе күміспен «айна» деп аталатын жабыны қолданылады.

RW (Re Writeble) типті магнитті-оптикалық компакт-дискілер де ақпараттық тасымалдаушы ретінде кеңінен қолданылды. Ақпарат оларда лазер сәулесін бір мезгілде қолдану арқылы магниттік баспен жазылады. Лазер сәулесі дискідегі нүктені қыздырады, ал электромагнит сол нүктенің магниттік бағытын өзгертеді. Оқу төмен қуатты лазер сәулесімен орындалады.

1990-шы жылдардың екінші жартысында құжатталған ақпараттың жаңа, өте перспективалы тасымалдаушылары пайда болды - DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R түрінің үлкен сыйымдылығы (17-ге дейін) сандық әмбебап бейне дискілері DVD (Digital Versatile Disk) GB). Олардың сыйымдылығының артуы кішірек диаметрлі лазер сәулесін, сондай-ақ екі қабатты және екі жақты жазуды қолданумен байланысты.

Қолдану технологиясы бойынша оптикалық, магнитті-оптикалық және цифрлық ықшам дискілер 3 негізгі класқа бөлінеді:

тұрақты (өшірілмейтін) ақпараты бар дискілер (CD-ROM). Бұл диаметрі 4,72 дюйм және қалыңдығы 0,05 дюйм болатын пластикалық компакт-дискілер. Олар фото-жазба қабаты қолданылатын түпнұсқа шыны дискінің көмегімен жасалады. Бұл қабатта лазерлік жазу жүйесі шұңқырлар жүйесін (микроскопиялық ойпаңдар түріндегі белгілер) құрайды, ол кейін қайталанатын көшірме дискілеріне ауыстырылады. Ақпаратты оқу дербес компьютердің оптикалық жетегіндегі лазер сәулесінің көмегімен де жүзеге асырылады. CD-ROM дискілері әдетте 650 МБ сыйымдылыққа ие және цифрлық аудио бағдарламаларды жазу үшін пайдаланылады, бағдарламалық қамтамасыз етукомпьютерлер үшін және т.б.;

сигналдарды өшіру мүмкіндігінсіз бір реттік жазуға және бірнеше рет ойнатуға мүмкіндік беретін дискілер (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - бір рет жазылған, көп рет есептелген). Электрондық мұрағаттар мен деректер банктерінде қолданылады, в сыртқы дискілерКОМПЬЮТЕР. Олар жұмыс қабаты қолданылатын мөлдір материалдан жасалған негіз;

сигналдарды бірнеше рет жазуға, ойнатуға және өшіруге мүмкіндік беретін қайтымды оптикалық дискілер (CD-RW; CD-E). Бұл қолданудың барлық дерлік салаларында магниттік тасымалдағыштарды алмастыра алатын ең әмбебап дискілер. Олар бір рет жазылатын дискілерге ұқсас, бірақ физикалық жазу процестері қайтымды болатын операциялық қабаттан тұрады. Мұндай дискілерді жасау технологиясы күрделірек, сондықтан олар бір рет жазылған дискілерге қарағанда қымбатырақ.

Магниттік тасымалдағыштар (таспалар, дискілер, карталар және т.б.) сыртқы электромагниттік әсерлерге жоғары сезімталдықпен сипатталады. Олар сондай-ақ физикалық қартаюға, қолданылатын магниттік жұмыс қабаты бар бетінің тозуына («төгілу» деп аталады) ұшырайды. Магниттік таспа уақыт өте келе созылады, нәтижесінде онда жазылған ақпарат бұрмаланады. ақпаратты тасымалдаушы құжат

Магниттік тасымалдағыштармен салыстырғанда оптикалық дискілер ұзаққа созылады, өйткені олардың қызмет ету мерзімі механикалық тозумен емес, олар орналасқан ортаның химиялық және физикалық тұрақтылығымен анықталады. Оптикалық дискілерді де тұрақты бөлме температурасында және магниттік таспалар үшін белгіленген шектерде салыстырмалы ылғалдылықта сақтау қажет. Шамадан тыс ылғалдылық, жоғары температура және оның күрт ауытқуы, ластанған ауа олар үшін қарсы. Әрине, оптикалық дискілер де механикалық зақымданудан қорғалуы керек. Ең осал дискінің «жұмыс істемейтін» боялған жағы екенін есте ұстаған жөн.

3. Магниттік және оптикалық сақтау құралдарын пайдалану

3.1 Ұйымдар тәжірибесінде БАҚ-ты пайдалану

Ұйымның тәжірибесінде тасымалдаушы маңызды. Тасымалдаушы түрі маңызды, оның беріктігі. Бұл таңдау электрондық құжаттың түріне және оны сақтау мерзіміне байланысты. Ұйымдардағы ақпараттық ресурстарды сақтаудың ең кең тараған тәсілі файлдарды компьютерлердің немесе серверлердің қатты дискілерінде сақтау болып табылады. Кейде электрондық құжаттарды сыртқы тасымалдаушыларға жіберу қажет болады. Үлкен және күрделі мәліметтер қорын және басқа да ақпараттық ресурстарды (мысалы, ғылыми, техникалық немесе баспа) сақтау үшін деректердің тұтастығын бұзбау үшін сыйымды электрондық тасымалдағыштарды: оптикалық дискілерді, алынбалы қатты дискілерді, RAID массивтерін, т.б.

Үшін мұрағаттық қоймаэлектрондық құжаттар 5 жыл ішінде кез келген заманауи электронды ақпарат тасымалдаушылары (магниттік дискеттер, магниттік ленталар, магниттік, магниттік-оптикалық және оптикалық дискілер) жеткілікті сенімді.

Электрондық құжаттарды сыртқы тасымалдағыштарда ұзақ сақтау үшін оптикалық компакт-дискілерді пайдалану ең жақсы шешім болар еді. Олар сақтауда қарапайым және 15-20 жыл бойы сенімді. Осы кезеңнен кейін сізге міндетті түрде файлдарды басқа тасымалдағыш түріне қайта жазу (себебі ықшам дискіден ақпаратты оқу мүмкін болмайды) немесе электрондық құжаттарды басқа пішімдерге түрлендіру, сондай-ақ оларды заманауи және сыйымды медиаға қайта жазу қажет болады.

Сақтаудың екінші және үшінші аспектілері әлдеқайда қиын. Олар компьютердің аппараттық және бағдарламалық құралдарының тез өзгеруімен және ескіруімен байланысты. Уақыт өте келе сыртқы медиадан ақпаратты оқитын құрылғылар тозып, ескіреді. Мәселен, мысалы, 5 дюймдік магниттік дискеттер жоғалып кетті, ал олардан кейін компьютерлер оларды оқуға арналған диск жетектерімен жабдықталмайды. Жақын арада 3 дюймдік иілгіш дискілерді де осындай тағдыр күтіп тұр және көптеген заманауи ДК үлгілері олар үшін дискілерсіз шығарылуда. Оптикалық дискілерден ақпаратты оқуға арналған құрылғылар да уақыт өте келе өзгеруі мүмкін. Мұндай технологиялардың шамамен өмірлік циклі 10-15 жылды құрайды. Бұл технологиялық өзгерістер электронды құжаттарды ұзақ мерзімді сақтауды ұйымдастыру кезінде ескерілуі керек.

3.2 Ұйымдардың тәжірибесінде магниттік және оптикалық ортаны қолдану

Электрондық құжаттарды көшіру ең алдымен қолданылатын бағдарламалық құралға байланысты: ОЖ, ДҚБЖ, браузерлер және басқа қолданбалы бағдарламалар. Өзгерту бағдарламалық платформақарау мүмкін болмағандықтан құжаттың толық жоғалуына әкелуі мүмкін. Дегенмен, сақтау мерзімі 5 жылға дейін болатын кеңсе және қаржылық электрондық құжаттардың негізгі бөлігі үшін бұл фактор соншалықты маңызды емес: бағдарламалық қамтамасыз етудің өмірлік циклі 5-7 жыл деп бағаланады. Қысқа мерзімді перспективада мәтіндік, графикалық және бейне құжаттардың көпшілігіне қол жеткізу және қайта шығару үшін (бірақ дерекқорлар немесе күрделі дизайн жүйелері мен мультимедиа емес) мұндай түрлендіргіштерді пайдалану жеткілікті.

Ұқсас құжаттар

Компьютерлік құжаттама құралдары. Құжаттарды тасымалдаушылардың түрлері. Құжаттарды өзгерту, көшіру және физикалық өңдеу тәсілдері мен тәсілдері. Ұялы байланыстың негізгі стандарттары. Қазіргі телефакстардың жұмыс істеу принципі, жаңа техника.

курстық жұмыс, 19.11.2014 қосылған


Радиотехника саласының өнертабысы, оның мәні, қолдану тәсілі. FSK стандартты нөмір идентификаторларының кемшіліктері. Бағдарламалық басқарумен электрондық цифрлық алмасулардың негізгі артықшылықтары, оларды кәсіпорындар мен ұйымдар үшін пайдаланудың маңыздылығы.

аннотация, 05/12/2009 қосылды


Ақпараттық сигнал тасымалдаушысы ретінде оптикалық диапазондағы электромагниттік сәулеленуді пайдаланатын сымды телекоммуникация жүйелерін бағыттаушы ретінде талшықты-оптикалық кабельдердің мақсатын зерттеу. Оптикалық кабельдердің сипаттамасы және классификациясы.

аннотация, 01/11/2011 қосылды


Ақпаратты жазуға және жаңғыртуға арналған құрылғылар компьютердің ажырамас бөлігі болып табылады. Ортаның сипаттамаларының өзгеруі туралы ақпаратты қалпына келтіру процесі. Детонациялық фактор. Тасымалдау механизмінің бөлшектерін дайындаудың дәлдігіне қойылатын талаптар.

аннотация, 11/13/2010 қосылған


Ақпаратты таратудың радиотехникалық жүйелерін зерттеу. Ақпаратты беру (және сақтау) жүйесінің моделі элементтерінің мақсаты мен функциялары. Шудан қорғайтын көзді кодтау. Радиоарнаның электромагниттік толқындардың таралу ортасы ретіндегі физикалық қасиеттері.

аннотация, 02/10/2009 қосылды


Сымсыз желілердің мүмкіндіктерін зерттеу, орын мен уақытқа қарамастан байланыс қызметтерін көрсету. Жабық сымсыз байланыс жүйелерінде ақпаратты беру ортасы ретінде кең ауқымды оптикалық спектрді пайдалану процесі.

мақала, 28.01.2016 қосылған


Оптикалық қабылдау модулінің сезімталдығын, энергия потенциалына сәйкес талшықты-оптикалық ақпаратты беру жүйесінің регенерация секциясының ұзындығын есептеу. Қабылдаушы оптоэлектрондық модульдің шу тогы. Фотодетектордың жүктеме кедергісі.

сынақ, 21.01.2014 қосылған


Заманауи телекоммуникация желілеріндегі өлшеуіш жабдықтар. Өлшеу құралдары нарығының даму жағдайы. Жүйелік және операциялық өлшеу құралдары. Бастапқы желінің типтік арналары мен жолдары. Қазіргі заманғы оптикалық тарату жүйелері.

диссертация, 01.06.2012 қосылған


Құнды ақпаратты сақтауға арналған бөлмені жобалау. Ықтимал арналардеректер ағып кетеді. Ақпаратты қорғау құралдарының сипаттамасы. Ақша есебінен ақпарат жинау электромагниттік сәулеленуБасқарылатын аумақтан тыс 220 В сым желілері.

курстық жұмыс, 14.08.2015 қосылған


Дауыстық ақпаратты жазу. Машинамен басылған құжаттарды құру кезінде ақпаратты жазудың аралық буыны ретінде диктофон технологиясын қолдану. Электрондық құжаттарды жасау технологиялары, дыбыс жазу құрылғысынан компьютерге мәтінді автоматты енгізу.