Nośniki informacji. Rodzaje nośników pamięci

zapis magnetyczny

Cyfrowy zapis magnetyczny wykonywany jest na materiałach magnetycznie czułych, do których należą niektóre rodzaje tlenków żelaza, nikiel, kobalt, związki pierwiastków ziem rzadkich z kobaltem, magnetoplasty i magnetoelasty z wiązaniem tworzyw sztucznych i gumy, mikroproszkowe materiały magnetyczne. W zależności od zawartości tlenków żelaza kolor materiału magnetycznego może mieć charakterystyczny ciemnobrązowy odcień. Powłoka magnetyczna jest bardzo cienka (kilka mikrometrów), a im cieńsza, tym wyższa jakość zapisu magnetycznego. Powłoka nakładana jest na niemagnetyczną podstawę, którą stosuje się do taśm magnetycznych i dyskietek z różnych tworzyw sztucznych, a do dysków twardych - kółek aluminiowych lub szklanych. Wymiary (formaty) dysków twardych (zwanych też dyskami twardymi): 3,5 cala (rys. 1.9 po lewej), 2,5 cala (dla laptopów, rys. 1.9 po prawej), 1 cal („mikronapęd” – dla sprzętu fotograficznego , komputery kieszonkowe, odtwarzacze itp.).

Ryż. 1.9. Dysk twardy 3,5" Sumsung SpinPoint T133 (400 GB, 3 talerze, lewy) i dysk twardy 2,5" Sumsung SpinPoint M60 (120 GB, 1 talerz, prawy)

Aby zwiększyć pojemność dysków twardych, nie zaleca się zwiększania liczby powierzchni i głowic magnetycznych (zwiększa to hałas podczas pracy, nagrzewania oraz procent błędów w zapisie i odczycie danych), ale zmniejszenie wielkości cząstek ferromagnetycznych . Samsung opracował więc dyski o pojemności 400 GB (rys. 1.19 po lewej) dla komputerów stacjonarnych i serwerów oraz 120 GB dla laptopów (rys. 1.19 po prawej), wykorzystując magnetyczne głowice TMR oparte na technologii Tunneling Magneto Resistanse (TMR).

Powłoka dysku składa się z wielu maleńkich domen magnetycznych - jednolicie namagnesowanych obszarów oddzielonych od sąsiednich obszarów cienkimi warstwami przejściowymi (ścianami domen). Na ryc. 1.10 pokazuje rozkład wektorów indukcji magnetycznej atomów w domenach ferromagnetyków. Wraz ze spadkiem wielkości ferromagnetyka drgania termiczne cząsteczek prowadzą do spontanicznej utraty orientacji domeny, a do ograniczenia tego efektu stosuje się podłoże antyferromagnetyczne. W antyferromagnecie momenty magnetyczne sąsiednich atomów są skierowane przeciwrównolegle, tak że całkowity moment magnetyczny dowolnego obszaru wynosi zero. Praktyczna maksymalna pojemność jednej płytki (3,5 cala) z podłużną orientacją domen (rys. 1.11 po lewej) to 150-200 GB.

Większą gęstość zapisu zapewnia poprzeczny układ domen (rys. 1.10 i 1.11 po prawej). Pierwsze dyski twarde (dyski twarde) wykorzystujące zapis prostopadły powstały w 2005 roku.
(ryc. 1.22). Firma Hitachi Global Storage Technology planuje zwiększyć pojemność dysków 3,5-calowych do 1 TB (1 terabajt=1000 GB).

Ryż. 1.10. Rozkład wektorów indukcji magnetycznej w domenach ferromagnetyków

Ryż. 1.11. Schemat zapisu podłużnego (z lewej) i poprzecznego (z prawej) na dysku magnetycznym: A – warstwa ferromagnetyczna, B – podłoże antyferromagnetyczne, C – głowica elektromagnetyczna. .

Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego wewnętrzne pola magnetyczne domen są zorientowane zgodnie z kierunkiem linii pola magnetycznego. Po ustaniu działania pola zewnętrznego na powierzchni domeny tworzą się strefy namagnesowania szczątkowego - informacja o działaniu pola magnetycznego jest przechowywana na dysku. Zmiana kierunku prądu zapisu powoduje odpowiednią zmianę kierunku strumienia magnetycznego w rdzeniu głowicy, co prowadzi do pojawienia się na powierzchni nośnika obszarów o przeciwnym namagnesowaniu (rys. 1.13).

Ryż. 1.12. Dysk twardy Momentos 5400.3 (2,5 cala, 160 GB, prędkość obrotowa dysku 5400 obr./min) z zapisem prostopadłym, wyprodukowany przez firmę Seagate

Ryż. 1.13. Zmiana kierunku strumienia magnetycznego w uzwojeniu głowicy odczytująco-zapisującej

Kiedy dysk obraca się przeciwnie do szczeliny głowicy magnetycznej, takie sekcje indukują w nim siłę elektromotoryczną (emf) podczas odczytu. Zmiana kierunku emf. przez pewien czas jest identyfikowany jednostką binarną, a brak tej zmiany jest identyfikowany przez zero. Określony okres czasu nazywany jest elementem bitowym.

Do prawidłowego zapisu informacji wymagane jest wstępne formatowanie- logiczne partycjonowanie dysku na ścieżki i sektory (rys. 1.14 po lewej) poprzez nanoszenie znaków ułatwiających znalezienie niezbędnych pozycji zapisu. Szybki dostęp do dowolnej części powierzchni dyskietki lub dysku twardego zapewnia się poprzez jego obrócenie i przesunięcie magnetycznej głowicy odczytująco-zapisującej wzdłuż promienia dysku (rys. 1.14 po prawej).

Ryż. 1.14. Ścieżki i sektory dysku magnetycznego (po lewej) oraz organizacja bezpośredniego dostępu do informacji (po prawej)

Ze względu na szybki obrót dysku opóźnienie przejścia z jednego punktu dowolnej części obwodu dysku do drugiego jest niewielkie. Prędkość obrotowa dyskietki (dyskietki) wynosi 300-360 obr./min, dysków twardych 5400 i 7200 obr./min.

Dyski magnetyczne są klasyfikowane jako nośniki bezpośredniego dostępu, ponieważ można uzyskać bezpośredni dostęp do dowolnej części zarejestrowanych danych (rys. 1.24). Powierzchnia dysku podzielona jest na koncentryczne pierścienie - zapisujące ścieżki (ryc. 1.24), zaczynając od zewnętrznej krawędzi. Na dyskietkach (3,5", 1,44 MB) liczba utworów wynosi 80, a na dyskach twardych od kilkuset do kilku tysięcy. Utwory są identyfikowane za pomocą numeru (zewnętrzna ścieżka ma numer zero). Pierścień ścieżki jest podzielony na sekcje (zwykle 17-18), zwane sektorami (rys. 1.24). Standardowo przyjmuje się rozmiar sektora 512 bajtów. Sektorom na ścieżce są przypisywane numery zaczynające się od zera. Sektor z zerowym numerem na każdej ścieżce jest zarezerwowany do identyfikacji zapisywanych informacji, a nie do przechowywania danych „Najmniejsza część dysku, na której działa system operacyjny podczas przydzielania miejsca na zapisanie pliku, nazywana jest klastrem. Składa się z kilku sektorów. Dysk twardy (dysk twardy ) jest zwykle pakietem (zestawem) kilku dysków (rys. 1.19 po lewej). Boki dysków są identyfikowane numerami zaczynającymi się od zera (strona górna).Wszystkie ścieżki jednocześnie pod głowicami odczytu/zapisu nazywane są cylindrem. boki tarczy nie są wyśrodkowane w stosunku do torów na spodzie.

W latach 2002-2003 rozpoczęło się przejście z równoległego interfejsu dysków EIDE lub ATA (PATA) na szeregowy (Serial ATA 1.0, SATA), a pierwsze dyski z tym interfejsem, płyty kontrolerów PCI i chipsety z wbudowanymi kontrolerami SATA wydany. Od tego czasu dyski twarde i napędy optyczne z tym interfejsem coraz częściej zastępują urządzenia PATA. W 2006 roku przewiduje się gwałtowny spadek produkcji dysków twardych ATA. Kolejna generacja interfejsu dysków szeregowych Serial ATA II będzie zawierać osiem nowych funkcji, w tym algorytm optymalizacji Native Command Queuing (NCQ) oraz usprawnienia szybkości transferu danych 3 Gb/s (300 MB/s) zaimplementowane w wielu produkowanych modelach. Przykładami są dyski twarde Samsung SATA 3 Gb/s, pokazane na ryc. 1.19, które są również dostępne z interfejsem równoległym Ultra ATA/100 w celu zapewnienia zgodności ze starszymi komputerami. Według wyników testów magazynu Hard and Soft, najlepszą wydajność w 2005 roku wykazały 3,5-calowe dyski twarde Sumsung SpinPoint P120S (pojemność 250 i 200 GB, 2 talerze) z Interfejs SATA 3 Gb/s oraz wsparcie dla technologii NCQ i kosztuje 0,5 USD/GB.

nagrywanie optyczne

Gdy informacje są zapisywane na dyskach optycznych, powstają na nich naprzemienne sekcje (obrysy, wgłębienie) o różnych właściwościach odblaskowych. Jedynka binarna jest reprezentowana na dysku jako granica między obszarami dobrze i źle odbijającymi światło, a zero binarne jest reprezentowane jako obszary o takich samych zdolnościach odbijania światła. Gdy sekcje dysku są oświetlone wiązką lasera półprzewodnikowego i rejestrowane jest odbite światło, następuje odczyt informacji. Podczas kodowania 1 bajta (8 bitów) informacji na dysku zapisywanych jest 14 bitów plus 3 bity scalania . Podstawowa jednostka informacyjna - ramka (Frame) zawiera 24 zakodowane bajty lub 588 bitów (24·(14+3) + 180 bitów na korekcję błędów). Ramki na dysku tworzą sektory i bloki. Sektor zawiera 3234 zakodowane bajty (2352 bajty danych i 882 bajty korekcji błędów i kontrolne). Taka organizacja zapisu danych na CD-ROM i zastosowanie algorytmów korekcji błędów pozwala na zapewnienie wysokiej jakości odczytu informacji z prawdopodobieństwem błędu bitowego 10 -10 . Zgodnie z przyjętymi standardami powierzchnia dysku podzielona jest na trzy obszary (ryc. 1.15):

· Katalog wejściowy (Lead in) - obszar w postaci pierścienia o szerokości 4 mm, najbliżej środka dysku. Odczytywanie informacji z dysku zaczyna się właśnie od katalogu wejściowego, który zawiera spis treści (Table Of Content-TOC), adresy rekordów, liczbę tytułów, całkowity czas nagrania (wolumen), nazwę dysku (Disk Label).

główny obszar danych, lub system plików(pierścień o szerokości 33 mm).

· Katalog wyjściowy (wyprowadzający) ze znacznikiem końca dysku.

Ryż. 1.15. Porządkowanie danych na płycie CD-ROM

Uderzenia są rozmieszczone wzdłuż spiralnego toru, którego odległość między sąsiednimi zwojami wynosi 1,6 mikrona, co odpowiada gęstości 16 000 obrotów/cal (625 obrotów/mm). Długość pociągnięć na ścieżce nagrywania waha się od 0,8 do 3,3 mikrona, pojemność płyty 4,72” to 700 MB. Większą gęstość zapisu zapewnia format DVD (Digital Versatle Disk), którego standard został przyjęty w 1995 roku. Pokazano parametry elementów powierzchni roboczej płyt w formatach CD-ROM i DVD (Digital Versatle Disk). na ryc. 1.16. Dostępne są płyty jedno- i dwustronne z jedno- i dwuwarstwowym zapisem na każdej stronie, ich pojemność to do 17 GB.

Możesz zwiększyć pojemność dysków poprzez zwiększenie liczby warstw (wkrótce do 4) oraz zwiększenie gęstości zapisu z zapisem i odczytem danych wiązką lasera o krótszej długości fali (nie czerwonej, ale niebiesko-fioletowej). Obecnie trwają przygotowania do masowej produkcji komercyjnej płyt w nowych formatach: Blue-ray (niebieski promień ze względu na określoną cechę kolorystyczną) firmy Sony oraz HD DVD (High Density DVD - „high density DVD” firmy Toshiba Corporation). różnice między formatami dotyczą, ze względu na zwiększone bezpieczeństwo formatu Blue Ray, jest on obsługiwany przez firmy filmowe, które nie uznają jego niedogodności dla konsumentów. Format HD DVD jest natomiast kompatybilny z istniejącym formatem DVD. Pod koniec 2005 roku ukazały się dyski komputerowe Blue-ray Jeden z pierwszych modeli Pioneetr BDR-101A może odczytywać i zapisywać dyski jednowarstwowe BD-R (Blue-ray Disc Recordable) i BD-RE (Blue-ray Disc REwritable), o pojemności 25 GB (dwuwarstwowe - 50 GB), a także odczytuje jednowarstwowe i dwuwarstwowe dyski BD-ROM. Dodatkowo napęd może odczytywać i zapisywać płyty DVD±R (w tym dwuwarstwowe) oraz Płyty DVD±RW.

Ryż. 1.16. Elementy powierzchni roboczej płyt CD-ROM i DVD

Płyty kompaktowe produkowane są poprzez tłoczenie metalowymi matrycami (które zapewniają do 10 000 cykli bezbłędnego odczytu danych) oraz zapisywanie (wypalanie) laserem czystej płyty CD-R, DVD-R (Recorable - recordable) lub CD- RW, DVD-RW (wielokrotnego zapisu - wielokrotnego zapisu). Płyta CD-R pokryta jest specjalną wrażliwą na ciepło warstwą barwnika, a także warstwą złota. Gdy informacja jest zapisywana na dysku, wiązka lasera podgrzewa warstwę złota i warstwę barwnika oraz wywołuje reakcję chemiczną, która zmienia kolor obszaru dysku i zmniejsza jego współczynnik odbicia. Ze względu na warstwę barwnika i złotą warstwę odbijającą pod spodem, płyty CD-R mają zielonkawo-złoty kolor. Nagrywanie na płytach CD-RW (ciemniejszych) odbywa się przy użyciu kombinacji technologii CD-R i podwójnego przesunięcia fazowego. wiązka laserowa z wysoka precyzja topi poszczególne sekcje powłoki dysku, po schłodzeniu przechodzą one albo w stan krystaliczny (o wyższym współczynniku odbicia) albo w stan amorficzny (o niższym współczynniku odbicia). Daje to możliwość co najmniej 1000-krotnego nadpisania.

Raport fizyczny

w tym temacie:

„Nagranie magnetyczne.

Magnetyczne nośniki pamięci”

Technologia zapisu informacji na nośnikach magnetycznych pojawiła się stosunkowo niedawno - mniej więcej w połowie XX wieku (40. - 50.). Ale już kilkadziesiąt lat później - w latach 60. - 70. - ta technologia stała się bardzo rozpowszechniona na całym świecie.

Bardzo dawno temu narodził się pierwszy gram-dysk. Który był używany jako nośnik różnych danych dźwiękowych - nagrywano na nim różne melodie muzyczne, ludzką mowę, piosenki.

Sama technologia nagrywania była dość prosta. Za pomocą specjalnego aparatu w specjalnym miękkim materiale wykonano winyl, szeryfy, doły, paski. I z tego uzyskano nagranie, które można było odsłuchać za pomocą specjalnego aparatu – patifonu lub odtwarzacza. Patyfon składał się z: mechanizmu obracającego płytkę wokół własnej osi, igły i rurki.

Uruchomił się mechanizm, który obracał płytkę, a na płytkę umieszczono igłę. Igła płynnie płynęła po wyciętych w płycie rowkach, wydając jednocześnie różne dźwięki – w zależności od głębokości rowka, jego szerokości, nachylenia itp., wykorzystując zjawisko rezonansu. I wtedy rurka, znajdująca się w pobliżu samej igły, wzmacniała dźwięk „wycinany” przez igłę. (rys. 1)

Prawie ten sam system jest stosowany w nowoczesnych (i używanych wcześniej) czytnikach zapisu magnetycznego. Funkcje części składowych pozostały takie same, zmieniły się tylko same części składowe - zamiast płyt winylowych stosuje się teraz taśmy z osadzoną na nich warstwą cząstek magnetycznych; a zamiast igły - specjalny czytnik. A tuba wzmacniająca dźwięk zniknęła całkowicie, a na jej miejsce pojawiły się głośniki wykorzystujące już śmielszą nową technologię do odtwarzania i wzmacniania wibracji dźwięku. A w niektórych branżach wykorzystujących nośniki magnetyczne (na przykład w komputerach) zniknęła potrzeba używania takich lamp.

Taśma magnetyczna składa się z paska gęstej substancji, na którym osadzona jest warstwa ferromagnetyków. To na tej warstwie „zapamiętuje się” informację.

Proces nagrywania jest również podobny do procesu nagrywania na płytach winylowych - przy użyciu indukcji magnetycznej zamiast specjalnego aparatu.

Do głowy doprowadzany jest prąd, który napędza magnes. Nagrywanie dźwięku na kliszy następuje dzięki działaniu elektromagnesu na błonę. Pole magnetyczne magnesu zmienia się w czasie wraz z drganiami dźwiękowymi, dzięki czemu małe cząstki magnetyczne (domeny) zaczynają w określonej kolejności zmieniać swoje położenie na powierzchni folii, w zależności od działania pola magnetycznego wytworzonego przez elektromagnes na nich.

A podczas odtwarzania nagrania obserwuje się proces nagrywania wstecznego: namagnesowana taśma wzbudza się w głowicy magnetycznej sygnały elektryczne, które po wzmocnieniu przechodzą dalej do głośnika. (rys. 2)

Dane użyte w technologia komputerowa, nagrywane są na nośnikach magnetycznych w ten sam sposób, z tą różnicą, że dane zajmują mniej miejsca na taśmie niż dźwięk. Tyle, że wszystkie informacje zapisane na nośnikach magnetycznych w komputerach są zapisane w systemie binarnym - jeśli przy odczycie z nośnika głowa „czuje”, że pod nim jest domena, to znaczy, że wartość tej porcji danych jest „1”, jeśli nie „czuje”, to wartość wynosi „0”. A następnie system komputerowy przekształca dane zapisane w systemie binarnym w system bardziej zrozumiały dla ludzi.

Na świecie istnieje wiele różnych rodzajów nośników magnetycznych: dyskietki do komputerów, kasety audio i wideo, taśmy szpulowe, dyski twarde wewnątrz komputerów itp.

Ale stopniowo otwierają się nowe prawa fizyki, a wraz z nimi nowe możliwości rejestrowania informacji. Już kilkadziesiąt lat temu pojawiło się wiele nośników informacji opartych na nowej technologii – odczytywaniu informacji za pomocą soczewek i wiązki laserowej. Ale mimo wszystko technologia zapisu magnetycznego będzie istnieć przez dość długi czas ze względu na łatwość jej użycia.

Abstrakcyjny plan

1. Nośniki magnetyczne………………………………………………….……3

1.1 Dyskietki……………………………………………………….….4

2. Nośniki optyczne……………………………………………….…...5

2.1 DVD……………………………………………………………………..5

2.2 Divx………………………………………………………………….…..6

2.3 FMD ROM - dyski trzeciego tysiąclecia…….……...6

2.3.1 Zasady działania FMD ROM……….….…6

2.4 Technologia Blu-Ray - następca DVD………………………….…..7

2.4.1 Specyfikacje płyt Blu-ray…………………………………..….….8

3. Nośnik magnetooptyczny……………………………………….….8

3.1 Rozmiar 5.25”…………………..…………………………………..…..9

3.2 Rozmiar 3,5”……………………………..………………………….….9

3.3 Urządzenia niestandardowe……………………………………….…..9

3.4 Zalety dysków MO………………………………………………..9

3.5 Wady dysków MO……………………………………………………….9

4. Media mobilne………………………………………………………10

4.1 Pamięć flash USB ………………………………………………....10

4.2 Zasada działania……………..………………………………....10

4.2.1 NOR…………………………………………………………………..10

4.2.2 NAND…………………………………………………………...11

4.3 Funkcje……………………………………………………...11

4.4 Systemy plików………………………………………………………………11

4.5 Wniosek……………………………………………………………….11

4.6 Rodzaje kart pamięci………………………………………………………12

1. Nośniki magnetyczne

Technologia zapisu informacji na nośnikach magnetycznych pojawiła się na początku XX wieku, ale już w latach 60. i 70. rozprzestrzeniła się na cały świat.

Melodie, ludzka mowa zostały nagrane na pierwszą płytę gramofonową.

Technologia nagrywania była prosta: szeryfy, wgłębienia, rowki zostały wykonane z miękkiego materiału – winylu. Okazało się, że płyta, której odsłuchiwano za pomocą innego urządzenia – gramofonu lub odtwarzacza. Gramofon składał się z mechanizmu obracającego płytkę wokół własnej osi, igły i tuby.

Igła unosiła się wzdłuż rowków, wydając dźwięki zgodnie z zasadą rezonansu - w zależności od głębokości rowka, jego szerokości, nachylenia itp. Tuba, znajdująca się w pobliżu samej igły, wzmacniała dźwięk (ryc. 1).

Podobny system jest stosowany w czytnikach zapisu magnetycznego. Funkcje części składowe pozostały takie same, zmieniły się same podzespoły – zamiast płyt winylowych zastosowano taśmy z nałożoną na nie warstwą ferromagnetyków, na których „zapamiętuje się” informację. Zamiast igły - czytnik. Zamiast lampy wzmacniającej dźwięk – głośniki.

Nagrywanie odbywa się za pomocą magnetycznej głowicy indukcyjnej, do której przykładany jest prąd, który aktywuje magnes. Pole magnetyczne zmienia się w czasie wraz z drganiami dźwięku, a cząstki magnetyczne (domeny) zmieniają swoje położenie na powierzchni folii zgodnie z polem elektromagnesu.

Podczas odtwarzania następuje proces odwrotny: namagnesowana taśma wzbudza w głowicy magnetycznej sygnały elektryczne, które po wzmocnieniu trafiają do głośnika. (rys. 2)

W technice komputerowej dane są zapisywane na nośnikach magnetycznych w ten sam sposób, ale zajmują mniej miejsca na kliszy. Informacja w komputerach zapisywana jest w systemie binarnym: jeśli podczas czytania głowa „czuje” domenę pod nią, to wartość tej cząstki wynosi „1”, jeśli nie „czuje”, to jest to „0” . Komputer przekształca te dane w system zrozumiały dla człowieka.

Istnieje wiele rodzajów nośników magnetycznych: dyskietki, kasety audio i wideo, taśmy szpulowe, dyski twarde wewnątrz komputerów. Na przykład:

Dysk twardy Barracuda 180

Szybkość transferu dysku: do 48 MB/s

Prędkość obrotowa wrzeciona: 7200 obr/min

Interfejs: Ultra160 do 160 MB/s, FibreChannel do 200 MB/s

Wytrzymałość na rozciąganie 150 G w stanie nieroboczym

Poziom hałasu: 37 dB

Czas wyszukiwania: 7,5 ms

Bardzo pojemny wewnętrzny dysk twardy do komputera PC.

Dysk twardy Cheetah X15_36

Pojemność: 36,7 i 18,3 GB

Szybkość transferu dysku: do 48,9 MB/s

Prędkość obrotowa wrzeciona: 15.000 obr/min

Interfejs: Ultra320 do 320 MB/s

Graniczna wytrzymałość na rozciąganie G w stanie nieroboczym

Poziom hałasu: 35/37 dB

Czas wyszukiwania: 3,9 ms

Najszybszy dysk twardy do komputera PC.

1.1 Dyskietki

Stacja dyskietek (Floppy Disk - FD - dyskietka lub dyskietka) posiada dwa silniki: jeden zapewnia stabilną prędkość obrotową dysku, a drugi porusza głowice zapisu-odczytu. Prędkość obrotowa pierwszego silnika zależy od rodzaju dyskietki i wynosi od 300 do 360 obr/min. Silnik do poruszania głowicami w tych napędach jest zawsze krokowy. Z jego pomocą głowice poruszają się po promieniu od krawędzi dysku do jego środka w dyskretnych odstępach. W przeciwieństwie do dysku twardego głowice w tym urządzeniu nie „unoszą się” nad powierzchnią dyskietki, ale jej dotykają.

Dla każdego rozmiaru dyskietki (5,25 lub 3,5 cala) istnieją dyski o odpowiednim współczynniku kształtu.

Dyskietki każdego rozmiaru są dwustronne (Double Sided, DS), jednostronne są przestarzałe. Gęstość zapisu może być: pojedyncza (Single Density, SD), podwójna (Double Density, DD, pojemność 360 lub 720 KB) i wysoka (High Density, HD, pojemność 1,2, 1,44 lub 2,88 MB). Gęstość zależy od wielkości szczeliny pomiędzy dyskiem a głowicą magnetyczną, a jakość zapisu i odczytu zależy od stabilności szczeliny. Aby zwiększyć gęstość, szczelina jest zmniejszona, ale wymagania dotyczące powierzchni roboczej tarcz są zwiększone.

Materiał do produkcji dysków magnetycznych - stop aluminium D16MP (MP - pamięć magnetyczna). Jest niemagnetyczny, miękki, wystarczająco mocny, dobrze przetworzony.

Urządzenia dyskietek składają się z urządzenia do odczytu/zapisu — stacji dyskietek i nośnika bezpośredniego — dyskietki.

Dyskietka to warstwa miękkiego materiału magnetycznego osadzona na polimerowym niemagnetycznym plastikowym podłożu. Nośnik umieszczony jest w papierowej lub plastikowej obudowie. Powłoka jest nakładana po obu stronach dyskietki, a odczyt/zapis odbywa się po obu stronach. Dyskietki o różnych średnicach mają różne konstrukcje obudów. Dyskietki o średnicy 5,25 cala umieszczone są w papierowej obudowie, a 3,14 w plastikowej obudowie. Dyskietka w osłonie jest swobodnie obracana przez napęd dyskietek przez okienko środkowego uchwytu, co umożliwia przejście ścieżki pod głowicą odczytu/zapisu.

Na obudowie dyskietki znajdują się otwory: uchwyt centralny (3), otwór do pozycjonowania głowicy (1), otwór fizycznej ochrony przed zapisem (5, 8), otwory prowadzące i rowki (2), otwór do określenia pełnego obrotu nośnika (4 ). Otwór do pozycjonowania magnetycznych głowic odczytu/zapisu nośników 3,14 cala jest zamykany metalowym zatrzaskiem (7), a otwór do centralnego chwytania i obracania na wrzecionie napędu obrotu dysku, w przeciwieństwie do nośnika 5,25 cala, znajduje się tylko na dolna strona dyskietki. Każda dyskietka musi być przygotowana do odbioru danych - sformatowana. Dyskietki są formatowane za pomocą programów do formatowania dysków.

Dyskietka wskazuje parametr zwany liczbą punktów na cal nośnika - Ścieżka na cal (TPI). TPI pokazuje maksymalną gęstość rozmieszczenia obszarów niezależnego namagnesowania nośnika. Zgodnie z charakterystyką dysk jest sformatowany w ramach swoich możliwości, w przeciwnym razie dane mogą zostać utracone po operacji zapisu.

Stacja dyskietek to urządzenie, które odczytuje/zapisuje z/na dyskietkę. Każdy typ dyskietki wymaga własnego urządzenia. Ale są też napędy mieszane, które łączą urządzenia do odczytu dyskietek 3,14 i 5,25 cala. Dyski znajdują się wewnątrz blok systemowy. Dostępne są jednak również wersje zewnętrzne. Na zewnątrz jednostki systemowej znajduje się przedni panel napędu, na którym znajdują się elementy sterujące - przycisk do mocowania / wysuwania dyskietki, otwór do wkładania / wysuwania dyskietki, wskaźnik dostępu do urządzenia. Wewnątrz napęd składa się z: silnika; systemy kontroli obrotu nośnika; systemy sterowania pozycjonowaniem głowicy odczytująco-zapisującej; schematy generowania i konwersji sygnałów itp. urządzenia elektryczne. Napędy połączone są z obwodami komputerowymi za pomocą kabla interfejsu - kabla. Na końcach i/lub na długości kabla znajdują się złącza, z których jedno służy do podłączenia kabla do napędu; drugi to interfejs urządzenia dyskowego na płycie głównej. Kabel zasilający łączy napęd z napięciem zasilającym.

Odczyt/zapis informacji na dyskietkę daje niskie kursy wymiany, ilość informacji to nawet 2 megabajty. Dlatego dyskietki są wykorzystywane jako środek transportu i archiwizacji niewielkich ilości informacji. Niezawodność dyskietek jest niska. Podlegają one szkodliwemu wpływowi czynników temperaturowych, hydrometrycznych, magnetycznych, mechanicznych i innych. Dlatego z dyskietkami należy obchodzić się ostrożnie.

Niedopuszczalne: przechowywanie dyskietek w miejscach narażonych na pola magnetyczne, wilgoć, naprężenia mechaniczne, duże ilości kurzu, nagłe zmiany temperatury. Ostrożnie wkładaj i wyjmuj dyskietkę z napędu dopiero po zgaśnięciu wskaźnika dostępu do dysku. Niezbędne jest wyczyszczenie głowic odczytu/zapisu dyskiem czyszczącym i środkiem czyszczącym. Żywotność nośnika różni się w zależności od użytkowania i oryginalnej jakości. Wysokiej jakości dyskietki wytrzymują do 70 milionów przejść wzdłuż toru, co odpowiada okresowi intensywnego użytkowania do 20 lat. Słabej jakości dyskietki są podatne na zrzucanie cząstek powłoki magnetycznej i rozmagnesowanie.

2. Nośniki optyczne.

W przypadku płyt CD lub DVD odblaskowa warstwa aluminium jest nakładana na wytłaczane podłoże polimerowe, co czyni je nieprzeźroczystymi. Podczas odczytu wiązka lasera półprzewodnikowego odbija się od warstwy z zapisanymi informacjami. Odbita wiązka jest ustalana przez detektor-odbiornik. Tych. odczyt przebiega zgodnie z zasadą: wiązka trafiła lub nie trafiła w odbiornik. Maksymalna pojemność właściwa dysku jest określona przez wielkość plamki świetlnej lasera, która zależy od długości fali (dla laserów czerwonych - 650nm). Można użyć dwóch warstw i sprawić, by jedna z warstw była przezroczysta dla promieniowania o określonej długości fali, jak zaimplementowano na DVD.

Standard DVD opiera się na zasadach:

• · duża pojemność i możliwość jej dalszego wzrostu;
• · wstecznie kompatybilny z istniejącymi płytami CD;
• · zgodność z przyszłymi nagrywalnymi płytami DVD;
• · jeden system plików dla wszystkich aplikacji;
• · jeden interaktywny standard dla komputera i telewizji;
• · niezawodność przechowywania danych i ich późniejszego odczytu;
• · wysoka wydajność podczas zapisu i odczytu danych w celu sekwencyjnego i losowego dostępu do danych;
• · brak struktur pomocniczych, takich jak naboje i caddies;
• · przystępna cena.

Zewnętrznie projekt DVD jest podobny do CD - o tych samych wymiarach geometrycznych (średnica - 120 mm, grubość - 1,2 mm), ale jest znacznie bardziej skomplikowany. Aby zwiększyć ilość danych przy zachowaniu tych samych wymiarów geometrycznych dysku co płyta CD, podjęto następujące kroki:

• · zmniejszenie rozmiaru zagłębień (wgłębień) na DVD do 0,4 mikrona;
• · zmniejszenie odległości między sąsiednimi torami (torami) do 0,74 mikrona;
• · umieszczenie warstw informacyjnych na kilku kondygnacjach (do 8 par i to nie jest ograniczenie).

DVD może być jednostronne lub dwustronne. Strukturalnie krążek dwustronny składa się z dwóch krążków o grubości 0,6 mm sklejonych ze sobą powierzchniami niepracującymi. Standardowe specyfikacje DVD przewidują cztery rodzaje płyt o różnej pojemności informacyjnej:

• · jednostronna płyta jednowarstwowa (4,7 GB, zasób wideo - 133 min.);
• · jednostronna płyta dwuwarstwowa (8,5 GB, zasób wideo - 240 min.);
• · dwustronna płyta jednowarstwowa (9,4 GB, zasób wideo - 266 min.);
• · dwustronna płyta dwuwarstwowa (17 GB, zasób wideo - 481 min.).

Pojemność jednostronnej płyty jednowarstwowej jest siedmiokrotnie większa, a dwustronnej płyty dwuwarstwowej dwadzieścia sześć razy większej niż standardowa płyta CD.

Odczyt DVD wykorzystuje wiązkę o widmie czerwonym z możliwością podwójnego ogniskowania przy długości fali 650 nm lub 635 nm, w zależności od grubości odczytywanej płyty. Napęd DVD sam wykrywa rodzaj używanej płyty i automatycznie obraca obiektyw do właściwej pozycji ogniskowania wiązki.

Płyta DVD, podobnie jak płyta CD, jest niewrażliwa na kurz, zarysowania i dotyk palców.

2.2 Divx

Firma Digital Video Express opracowała nowy format płyt Divx do jednorazowego nagrywania filmów. Divx to nazwa systemu instalowanego bezpośrednio w odtwarzaczu, który pozwala konsumentom cieszyć się prawem wypożyczenia filmu wideo przez dwa dni, niezależnie od daty zakupu płyty. Rozwój tego formatu wiąże się z organizacją systemu czasowej wypożyczalni wideo: kupując płytę, nie musisz jej zwracać. Można go odtwarzać tylko na odtwarzaczach Divx. Duże firmy, takie jak Disney, Dream-Works, Paramount, Universal, zapowiedziały wsparcie dla tego formatu. Ta płyta nie jest kompatybilna z odtwarzaczami DVD. Divx wymusza przerwanie zapisu na dysku.

2.3 FMD ROM - dyski trzeciego tysiąclecia

Wyższość FMD ROM nad DVD:
Stosunek wielkości do pojemności. Prototypowe ROM-y FMD mogą pomieścić do 140 GB przy dysku o średnicy 12 cm, tj. na 5 calowych mediach. To jest dziesięć warstw. Liczba warstw wzrośnie. Umożliwi to tworzenie dysków o pojemności kilkudziesięciu terabajtów. Na ten moment taką ilość informacji zapewnia wykorzystanie macierzy dyskowych zajmujących całe szafy i pomieszczenia.

Nowe woluminy będą również wymagały odpowiednich szybkości dostępu.
FMD ROM to matryca polimerowa z substancją fotochromową, w cenie jest to plastikowy krążek. Nie ma kosztów tworzenia drogich półprzezroczystych warstw, jak na DVD. Właściwie nie ma warstw w zwykłym tego słowa znaczeniu.

2.3.1 Zasady działania FMD ROM.

FMD ROM to przezroczysta płyta w formacie CD lub DVD. Dysk FMD ROM jest monolityczny i jednocześnie podzielony w pionie na warunkowe „warstwy” (warstwę). Nie są to warstwy w zwykłym tego słowa znaczeniu, jest to parametr formatowania dysku podobny do sektora i ścieżki nośnika magnetycznego. Grubość tych warstw jest ściśle ustalona.

Dwie warstwy na płycie CD lub DVD to granica, trudno zrobić więcej, ponieważ potrzebujesz precyzyjnych systemów ogniskowania, które będą działać tylko w laboratorium. Masowa produkcja takich systemów jest kosztowna i nieopłacalna.

Twórcy FMD zaproponowali rozwiązanie: materiał zawierający zapisane informacje nie odbija się, jak podłoże na płycie DVD czy CD, ale promieniuje! Wykorzystywane jest zjawisko fluorescencji, to znaczy przy oświetleniu promieniowaniem aktywującym (w tym przypadku laserem półprzewodnikowym o określonej długości fali) substancja zaczyna promieniować, przesuwając o określoną wartość widmo padającego na nią promieniowania w kierunku czerwieni . Ponadto wielkość przesunięcia zależy od grubości warstwy. Dobierając taką grubość warstwy, aby widmo światła odbitego było przesunięte w stosunku do długości fali emitującego lasera o ściśle określoną wartość, np. o 30 lub 50 nm, możliwe jest zapisywanie informacji w głąb dysku z dużą niezawodnością i następnie przeczytaj go bez utraty danych.

Proponowana nazwa FMD ROM to „dysk 3D”.

Gęstość zapisu będzie zależeć od czułości detektora zapisu. Im mniejsze jest dodatkowe promieniowanie substancji fluorescencyjnej dodawane do częstotliwości lasera roboczego, które można utrwalić, tym większą liczbę warstw można zmieścić w jednym dysku.

Emitowane światło z warstwy fluorescencyjnej jest niespójne i dobrze kontrastuje z odbitym światłem lasera, co stanowi dodatkową gwarancję niezawodności odczytu. Odbicia będą pojawiać się na powierzchni dysku i innych nagranych warstwach. Degradacja sygnału w konwencjonalnych dyskach wzrasta wraz z liczbą warstw. W przypadku dysków fluorescencyjnych degradacja ta zachodzi znacznie wolniej. FMD ROM, nawet przy ponad stu warstwach, nie będzie silnych zniekształceń sygnału użytecznego. Za pomocą niebieskiego lasera (480nm) można zwiększyć gęstość zapisu do kilkudziesięciu terabajtów na płytę FM. Możliwe jest stworzenie dysku z 1000 warstw - są to już rozmiary submolekularne. Teoretycznie można stworzyć plamkę o wielkości kilku molekuł, jedynym problemem jest naprawienie tak małego promieniowania.
Jedną z głównych cech tego opracowania jest możliwość równoległego odczytu warstw (tzn. sekwencja bitów będzie zapisywana nie przez „ścieżki”, ale przez warstwy) – częstotliwość próbkowania danych w tym przypadku powinna być bardzo duża.

Na zdjęciu prototypowy napęd do takich dysków.

Zasada nagrywania na FMD ROM opiera się na zjawisku fotochromizmu. Fotochromizm to właściwość niektórych substancji pod wpływem promieniowania aktywującego do odwracalnej zmiany z jednego stanu w drugi, zmieniając jednocześnie ich właściwości fizyczne (np. takie jak kolor, pojawianie się/zanikanie fluorescencji itp.). Materiał tworzący FMD ROM zawiera specjalną substancję fotochromową, która jest cyklizowana pod wpływem wiązki laserowej o określonej długości fali, zamieniając się w niezbędną stabilną fluorescencję. Reakcja odwróconej recyklizacji, prowadząca do zaniku właściwości fluorescencyjnych (operacja wymazywania), zachodzi pod działaniem lasera o innej długości fali. Częstotliwość kasowania lasera jest dobrana tak, aby nie występowała w życiu codziennym, aby uniknąć utraty danych. Laser odczytujący nigdy nie powinien dokonywać zmian w danych zapisanych na dysku.
Pomysł wykorzystania fotochromów jako nośników informacji nie jest nowy. Ma około trzydziestu lat, ale dopiero teraz zaczyna praktykować.

2.4 Technologia Blu-ray - następca DVD

Blu-ray Disc, BD (ang. blue ray - blue beam i disc - disc; pisownia blu zamiast niebieskiego - celowo) to format nośnika optycznego używany do nagrywania i przechowywania danych cyfrowych o wysokiej gęstości, w tym wideo o wysokiej rozdzielczości. Standard Blu-ray został opracowany przez konsorcjum BDA. Pierwszy prototyp nowego przewoźnika został zaprezentowany w październiku 2000 roku. Nowoczesna wersja prezentowana na międzynarodowej wystawie elektroniki użytkowej Targi elektroniki użytkowej (CES). Komercyjna premiera formatu Blu-ray miała miejsce wiosną 2006 roku.

Blu-ray (dosł. „niebieska wiązka”) zawdzięcza swoją nazwę zastosowaniu „niebieskiego” lasera o krótkiej fali (405 nm). Litera „e” została wykluczona ze słowa „niebieski” do rejestracji znak towarowy.

Od 2006 do 2008 roku Blu-ray miał poważnego konkurenta - alternatywny format HD DVD. W ciągu dwóch lat wiele głównych studiów filmowych, które pierwotnie obsługiwały HD DVD, stopniowo przeszło na Blu-ray. Warner Brothers, ostatnia firma, która wydała oba formaty, wycofała HD DVD w styczniu 2008 roku. 19 lutego 2008 roku Toshiba, twórca formatu, zaprzestał opracowywania HD DVD.

NiebieskiLaserpłyta DVDdysk

Jednowarstwowy dysk Blu-ray (BD) może pomieścić 23,3/25/27 lub 33 GB, a dwuwarstwowy dysk może pomieścić 46,6/50/54 lub 66 GB. W przygotowaniu są również dyski o pojemności 100 GB i 200 GB, odpowiednio z czterema i ośmioma warstwami. TDK zapowiedziało już prototyp czterowarstwowej płyty o pojemności 100 GB.

5 października 2009 r. japońska korporacja TDK ogłosiła stworzenie nagrywalnego dysku Blu-ray o pojemności 320 gigabajtów. Według TechOn nowy dziesięciowarstwowy nośnik jest w pełni kompatybilny z istniejącymi dyskami.

Dyski BD-R (nagrywalny) i BD-RE (nagrywalny) są obecnie dostępne, a format BD-ROM jest w trakcie opracowywania. Oprócz standardowych dysków 120 mm, dyski 80 mm zostały wprowadzone do użytku w aparatach cyfrowych i kamerach. Planowana wielkość to 15 GB.

Zapisz dysk Płyty Blu-ray

Dla kompatybilności z CD i DVD, Blu-Ray, napęd posiada dwa lasery - główny niebieski i dodatkowy czerwony. Konieczna jest kompatybilność z poprzednimi formatami, ponieważ. biblioteka DVD i CD jest bardzo duża i konsument nie będzie chciał z niej rezygnować.

Pisanie na DyskuBlu-raytarcze Głowica z laserem

2.4.1 Funkcje płyt Blu-ray

Konieczność przechowywania wszelkich informacji osoba pojawiła się w czasach prehistorycznych, czego żywym przykładem jest sztuka naskalna, która przetrwała do dziś. Malowidła naskalne można słusznie nazwać obecnie najbardziej odpornym na zużycie nośnikiem pamięci, chociaż istnieją pewne trudności z przenoszeniem i łatwością użytkowania. Wraz z pojawieniem się komputerów (w szczególności komputerów osobistych) rozwój pojemnych i łatwych w użyciu nośników danych stał się szczególnie istotny.

Nośniki papierowe

Pierwsze komputery wykorzystywały karty dziurkowane i perforowaną taśmę papierową nawiniętą na szpule, tzw. taśmę dziurkowaną. Jej przodkami były zautomatyzowane krosna, w szczególności maszyna Jaccard, której ostateczna wersja została stworzona przez wynalazcę (od którego pochodzi nazwa) w 1808 roku. W celu zautomatyzowania procesu podawania nici zastosowano płyty perforowane:

Karty dziurkowane to kartonowe karty, w których zastosowano podobną metodę. Istniało wiele ich odmian, zarówno z dziurami odpowiedzialnymi za „1” w kodzie binarnym, jak i tekstowymi. Najpopularniejszy był format IBM: rozmiar karty wynosił 187x83 mm, informacje znajdowały się na niej w 12 wierszach i 80 kolumnach. Współcześnie jedna karta dziurkowana zawierała 120 bajtów informacji. Aby wprowadzić informacje, karty dziurkowane musiały być przesyłane w określonej kolejności.

Taśma dziurkowana działa na tej samej zasadzie. Informacje są na nim przechowywane w postaci dziur. Pierwsze komputery, stworzone w latach 40. ubiegłego wieku, pracowały zarówno z danymi czasu rzeczywistego wprowadzanymi za pomocą taśmy dziurkowanej, jak i wykorzystywały jakiś rodzaj pamięć o dostępie swobodnym, głównie przy użyciu lamp elektronopromieniowych. Nośniki papierowe były aktywnie używane w latach 20-50, po czym stopniowo zaczęto je zastępować nośnikami magnetycznymi.

Nośniki magnetyczne

W latach pięćdziesiątych rozpoczął się aktywny rozwój nośników magnetycznych. Za podstawę przyjęto zjawisko elektromagnetyzmu (powstawanie pola magnetycznego w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd). Nośnik magnetyczny składa się z powierzchni pokrytej ferromagnesem oraz głowicy odczytująco-zapisującej (rdzeń z uzwojeniem). Przez uzwojenie przepływa prąd, pojawia się pole magnetyczne o określonej polaryzacji (w zależności od kierunku prądu). Pole magnetyczne działa na ferromagnes, a znajdujące się w nim cząsteczki magnetyczne są spolaryzowane w kierunku pola i powodują namagnesowanie szczątkowe. Aby rejestrować dane, na różne obszary oddziałuje pole magnetyczne o różnej polaryzacji, a podczas odczytu danych rejestrowane są strefy, w których zmienia się kierunek namagnesowania szczątkowego ferromagnetyka. Pierwszymi takimi nośnikami były bębny magnetyczne: duże metalowe cylindry pokryte ferromagnesem. Wokół nich zainstalowano głowice czytające.

Po nich w 1956 roku pojawił się dysk twardy IBM 305 RAMAC, który składał się z 50 dysków o średnicy 60 cm, był wielkością współmierną do dużej lodówki nowoczesnego formatu Side-by-Side i ważył nieco mniej niż tona. Jego objętość była niesamowita jak na tamte czasy 5 MB. Głowica poruszała się swobodnie po powierzchni dysku, a prędkość działania była wyższa niż w przypadku bębnów magnetycznych. Proces ładowania 305 RAMAC do samolotu:

Wolumen szybko zaczął rosnąć, a pod koniec lat 60. IBM wypuścił szybki dysk z dwoma dyskami 30 MB. Producenci aktywnie pracowali nad zmniejszeniem rozmiaru i do 1980 r. dysk twardy miał rozmiar dysku 5,25 cala. Od tego czasu projekt, technologia, objętość, gęstość i rozmiar uległy ogromnym zmianom, a najpopularniejsze współczynniki kształtu stały się 3,5, 2,5 cala, co najmniej 1,8 cala, a wolumeny sięgają już dziesięciu terabajtów na jednym nośniku.

Przez pewien czas używany był również format IBM Microdrive, który był miniaturowym dyskiem twardym w kształcie karty pamięci CompactFlash. typ II. Wydany w 2003 roku, później sprzedany firmie Hitachi.

Równolegle opracowano taśmę magnetyczną. Pojawił się wraz z wydaniem pierwszego amerykańskiego komputera komercyjnego UNIVAC I w 1951 roku. Ponownie IBM dał z siebie wszystko. Taśma magnetyczna była cienkim plastikowym paskiem z powłoką wrażliwą na pole magnetyczne. Od tego czasu jest używany w różnych formach.

Od rolek, przez kasety z taśmą, po kasety kompaktowe i kasety wideo VHS. Komputery były używane od lat 70. do 90. (już w znacznie mniejszych ilościach). Często jako zewnętrzny nośnik dla komputera PC używany był magnetofon typu plug-in.

Magnetyczne napędy taśmowe zwane Streamerami są nadal używane, głównie w przemysł i duży biznes. Obecnie używane są standardowe szpulki Linear Tape-Open (LTO), a rekord został ustanowiony w tym rokuIBM i FujiFilm zdołały nagrać 154 terabajty informacji na standardowej szpuli. Poprzedni rekord to 2,5 terabajta, LTO 2012.

Innym rodzajem nośników magnetycznych są dyskietki lub dyskietki. Tutaj warstwa ferromagnesu jest nakładana na elastyczną, lekką podstawę i umieszczana w plastikowej walizce. Takie nośniki były proste w produkcji i wyróżniały się niskim kosztem. Pierwsza dyskietka miała 8 cali i pojawiła się pod koniec lat 60-tych. Twórca - ponownie IBM. Do 1975 roku pojemność osiągnęła 1 MB. Chociaż na popularność dyskietki zapracowali imigranci z IBM, którzy założyli własną firmę Shugart Associates, aw 1976 roku wydała dyskietkę 5,25 cala o pojemności 110 KB. W 1984 roku pojemność wynosiła już 1,2 MB, a Sony pospieszyło z bardziej kompaktową, 3,5-calową obudową. Takie dyskietki wciąż można znaleźć w wielu domach.

Iomega wypuszczona w latach 80-tych Bernoulli Box z kartridżami magnetycznymi o pojemności 10 i 20 MB, a w 1994 roku tzw.Zip o rozmiarze 3,5 cala o pojemności 100 MB, były dość aktywnie używane do końca lat 90-tych, ale były zbyt trudne, by konkurować z płytami CD.

Nośniki optyczne

Nośniki optyczne mają kształt dysku i są odczytywane za pomocą promieniowania optycznego, zwykle lasera. Wiązka lasera kierowana jest na specjalną warstwę i od niej odbijana. Podczas odbicia wiązka jest modulowana najmniejszymi nacięciami na specjalnej warstwie, natomiast rejestrując i dekodując te zmiany, odtwarzane są informacje zapisane na dysku. Po raz pierwszy technologia zapisu optycznego przy użyciu nośnika przepuszczającego światło została opracowana przez Davida Paula Gregga w 1958 roku i opatentowana w 1961 i 1990 roku, a w 1969 roku firma Philips stworzyła tak zwany LaserDisc, w którym odbijało się światło. Po raz pierwszy LaserDisc został pokazany publiczności w 1972 roku, a do sprzedaży trafił w 1978 roku. Był zbliżony rozmiarami do płyt winylowych i był przeznaczony do filmów.

W latach siedemdziesiątych rozpoczął się rozwój nośników optycznych nowego typu, w wyniku czego firmy Philips i Sony wprowadziły w 1980 roku format CD (dysk kompaktowy), który po raz pierwszy został zademonstrowany w 1980 roku. Płyty CD i sprzęt trafiły do ​​sprzedaży w 1982 roku. Pierwotnie używane do audio, mieszczą do 74 minut. W 1984 r. firmy Philips i Sony stworzyły standard CD-ROM (pamięć Compact Disc Read Only Memory) dla dowolnego typu danych. Objętość dysku wynosiła 650 MB, później - 700 MB. Pierwsze płyty, które można było nagrać w domu, a nie w fabryce, zostały wydane w 1988 roku i nosiły nazwę CD-R. (Nagrywanie na płytach kompaktowych) i Płyty CD-RW, które umożliwiają wielokrotne nadpisywanie danych na płycie, pojawiły się już w 1997 roku.

Współczynnik kształtu nie zmienił się, zwiększyła się gęstość zapisu. W 1996 roku pojawił się format DVD (Digital Versatile Disc), który miał ten sam kształt i średnicę 12 cm, a pojemność wynosiła 4,7 GB lub 8,5 GB dla płyty dwuwarstwowej. Aby pracować z płytami DVD, wydano odpowiednie napędy, które są wstecznie kompatybilne z płytami CD. W kolejnych latach wydano kilka kolejnych standardów DVD.

W 2002 roku na świecie pojawiły się dwa różne i niezgodne formaty dysków optycznych nowej generacji: HD DVD i Blu-ray Disc (BD). W obu przypadkach do zapisu i odczytu danych wykorzystywany jest niebieski laser o długości fali 405 nm, co pozwoliło na dalsze zwiększenie gęstości. HD DVD może pomieścić 15 GB, 30 GB lub 45 GB (jedna, dwie lub trzy warstwy), Blu-ray - 25, 50, 100 i 128 GB. Ten ostatni stał się bardziej popularny i w 2008 roku Toshiba (jeden z twórców) porzucił HD DVD.

Nośniki półprzewodników

W 1984 roku firma Toshiba wprowadziła nośniki półprzewodnikowe, tak zwaną pamięć flash NAND, która stała się popularna dekadę po jej wynalezieniu. Druga wersja NOR została zaproponowana przez firmę Intel w 1988 roku i służy do przechowywania kodów programów, takich jak BIOS. Pamięć NAND jest teraz używana w kartach pamięci, dyskach flash, dyskach SSD i hybrydowych dyskach twardych.

Technologia NAND pozwala na tworzenie chipów o dużej gęstości zapisu, jest kompaktowa, mniej energochłonna w użytkowaniu i ma większą prędkość (w porównaniu do dysków twardych). Główną wadą w tej chwili jest dość wysoki koszt.

Magazyn w chmurze

Wraz z rozwojem ogólnoświatowej sieci, wzrost prędkości i Internet mobilny pojawiły się liczne magazyny w chmurze, w którym dane są przechowywane na wielu serwerach rozproszonych w sieci. Dane są przechowywane i przetwarzane w tzw chmura, a użytkownik ma do nich dostęp, jeśli ma dostęp do Internetu. Fizycznie, serwery mogą być od siebie oddalone. Istnieją zarówno specjalistyczne usługi, takie jak Dropbox, jak i opcje dla firm produkujących oprogramowanie lub urządzenia. Microsoft ma OneDrive (dawniej SkyDrive), Apple iCloud, Dysk Google i tak dalej.

TYPY VDV, (według kryterium podłoża fizycznego lub technologii produkcji nośnika)

Nośniki magnetyczne, -optyczne, -pamięć flash

Nośniki magnetyczne

Nośniki magnetyczne opierają się na właściwości materiałów, które mają być w dwóch stanach: „nienamagnesowane” - „namagnesowane”, kodowanie 0 i 1. Głowica porusza się po powierzchni nośnika, która może odczytać stan lub go zmienić. Zapis danych na nośnikach magnetycznych odbywa się w następujący sposób. Gdy zmienia się siła prądu przepływającego przez głowicę, zmienia się natężenie dynamicznego pola magnetycznego na powierzchni nośnika magnetycznego, a stan ogniwa zmienia się z „nienamagnesowanego” na „namagnesowany” lub odwrotnie. Operacja odczytu odbywa się w odwrotnej kolejności. Namagnesowane cząstki powłoki ferromagnetycznej są przyczyną pojawienia się prądu elektrycznego. Sygnały elektromagnetyczne, które z tego wynikają, są wzmacniane i analizowane, i ustalana jest wartość 0 lub 1.

Ze względu na kontakt głowicy z powierzchnią mediów, media po pewnym czasie stają się bezużyteczne.

Rozważmy trzy rodzaje nośników magnetycznych.

1. Dyski twarde (HDD; dysk twardy - dysk twardy) to kilka dysków powlekanych magnetycznie nawleczonych na wrzeciono w zamkniętej metalowej obudowie. Gdy dysk się obraca, głowica szybko uzyskuje dostęp do dowolnej części dysku.

2. Stacje dyskietek (FDD; FDD - Floppy Disk Drive) przeznaczone są do zapisywania informacji na nośnikach przenośnych - dyskietkach.

3. Macierze dyskowe RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks - macierz niedrogich dysków z redundancją) służą do przechowywania danych w superkomputerach (komputery o dużej mocy przeznaczone do rozwiązywania dużych problemów obliczeniowych) i serwerach (komputery podłączone do sieci zapewniające dostęp do dane w nich przechowywane). Macierze RAID to kilka dysków twardych połączonych w jeden duży dysk, obsługiwany przez specjalny kontroler RAID.

Nośniki optyczne

Nośniki optyczne to płyty CD o średnicy . Nośnik optyczny składa się z trzech warstw:

1) podstawa z poliwęglanu (zewnętrzna strona dysku);

2) aktywną (zapisującą) warstwę tworzywa sztucznego o zmiennej fazie stanu;

3) najcieńsza warstwa odblaskowa (wewnętrzna strona dysku).

Na środku płyty CD znajduje się okrągły otwór, który pasuje do trzpienia napędu CD.

Zapis i odczyt informacji na płycie CD odbywa się za pomocą głowicy, która może emitować wiązkę laserową. Nie ma fizycznego kontaktu między głowicą a powierzchnią płyty, co wydłuża żywotność płyty. Faza drugiej warstwy tworzywa, krystaliczna lub amorficzna, zmienia się w zależności od szybkości chłodzenia po nagrzaniu powierzchni wiązką laserową podczas procesu rejestracji realizowanego w napędzie. Przy powolnym chłodzeniu plastik przechodzi w stan krystaliczny, a informacja zostaje wymazana (zapisane „0”); po szybkim schłodzeniu element z tworzywa sztucznego przechodzi w stan amorficzny (napisane „1”).

1) ROM (pamięć tylko do odczytu) - tylko do odczytu; nagrywanie nie jest możliwe;

2) R (Recordable) - dla pojedynczego zapisu i wielokrotnego odczytu; płyta może być zapisywana raz; zapisane informacje nie mogą być zmieniane i są tylko do odczytu;

3) RW (ReWritable) - do wielokrotnego pisania i czytania; Informacje na dysku mogą być wielokrotnie nadpisywane. Tego typu krążki różnią się materiałem, z którego wykonana jest druga warstwa plastiku.

Pamięć flash

Pamięć flash to chip pamięci zamknięty w plastikowej obudowie i przeznaczony do długotrwałego przechowywania informacji z możliwością wielokrotnego przepisywania. Układy pamięci flash nie mają ruchomych części. Podczas pracy wskaźniki w chipie są przesuwane na adres początkowy bloku, a następnie bajty danych są przesyłane w kolejności szeregowej. W produkcji układów pamięci flash wykorzystywane są elementy logiczne NAND (NAND). Liczba cykli zapisu w pamięci flash przekracza 1 milion.Obecnie wielkość pamięci flash przekracza 64 GB (2011), co pozwoliło pamięci flash zastąpić dyskietki. Pamięć flash jest podłączona do portu USB.