1.3 محركات مغناطيسية

التصنيف والخصائص الأساسية لمحركات الأقراص. الأجهزة التي تختلف في نوع الوسائط وطريقة التسجيل وطبيعة استخدام المعلومات وطريقة الوصول وما إلى ذلك تستخدم كأقراص VCD.

حسب نوع الناقل ، هناك تمييز بين VCU مع ناقل متحرك وثابت. إذا كان البحث عن المعلومات وتسجيلها وقراءتها مصحوبًا بحركة ميكانيكية للوسيط ، فإن وحدات VCU هذه تسمى محركات ذات وسيط متحرك (محركات أقراص مغناطيسية NMD) ، وأقراص ضوئية (GCD) ، وأشرطة مغناطيسية (NML). إذا لم تحدث حركة ميكانيكية أثناء البحث والتسجيل والقراءة ، فإن VCU هي محرك مع وسيط ثابت (محركات تعتمد على المجالات المغناطيسية الأسطوانية - CMD). أقل شيوعًا ، يتم استخدام التسجيل الحجمي في OVC - أجهزة ذاكرة أشباه الموصلات ، الأجهزة المقترنة بالشحن.

وفقًا لطريقة التسجيل ، تتميز الوسواس القهري بالتسجيل المغناطيسي والبصري (مغناطيسي بصري).

حسب طبيعة استخدام المعلومات - OVC دائم ، والذي يسمح فقط بقراءة المعلومات ، OVC مع كتابة واحدة (بعد ذلك للقراءة فقط) والكتابة المتعددة (عدد عشوائي من السجلات والقراءات).

عن طريق الوصول إلى المعلومات - محركات ذات وصول تسلسلي ومباشر.

عادة ما يتميز OVC بالمعلمات التالية:

− سعة الذاكرة

− عرض النطاق الترددي أو سرعة القراءة والكتابة ؛

− وقت الوصول ، أي الفترة الزمنية من لحظة الطلب إلى لحظة إصدار الكتلة.

كثافة الكتابة OVC ب. هنا ، يتم فهم عدد بتات المعلومات المسجلة على سطح وحدة من الوسيط ؛ هذه كثافة السطح... تميز أيضا الكثافة الطولية bl ، بت / مم ، أي عدد البتات لكل وحدة طول من الوسائط على طول متجه السرعة للحركة ، و كثافة عرضية bq ، بت / مم ، أي عدد البتات لكل وحدة طول من الوسائط في الاتجاه العمودي على متجه السرعة.

تحدد كثافة التسجيل الأبعاد الهندسية لمحرك الأقراص ومعلمات أدائه وكذلك مقدار الذاكرة.

مبدأ تسجيل المعلومات على سطح مغناطيسي. كوسيلة تخزين في أجهزة التسجيل المغناطيسية ، يتم استخدام المسحوق والطلاء الجلفاني ، المترسب على وسط غير مغناطيسي - ركيزة. يستخدم Lavsan كركيزة للأشرطة المغناطيسية. طريقة الكتابة / القراءة في NML هي الاتصال ، والرأس المغناطيسي على اتصال ميكانيكي مع الناقل المغناطيسي.

الأقراص والأسطوانات المغناطيسية مطلية بطلاء كهربائي مطلي بالنيكل والكوبالت والتنغستن. يتراوح سمك الطلاء من 0.01 إلى 1 ميكرون.

يتم قطع الأقراص المغناطيسية المرنة (الأقراص المرنة) من شريط مغناطيسي. في محركات الأقراص المرنة (الأقراص المرنة) ، تُستخدم طريقة الاتصال أيضًا ، على عكس محركات الأقراص الثابتة (HDD) ومحركات الأقراص الثابتة ، حيث تكون طريقة قراءة الكتابة غير متصلة.

لمغنطة أقسام فردية من الغلاف المغناطيسي بغرض التسجيل ، يتم استخدام رأس مغناطيسي أو كتلة من الرؤوس المغناطيسية ، تتكون من قلب مغناطيسي به فجوة وجرح محث عليه.

محركات الأقراص المرنة. يشتمل الجهاز (NGMD) (الشكل 1.19) على HMD ، وخمسة أنظمة رئيسية (آلية القيادة ، وآلية تحديد المواقع ، وآلية التمركز والتثبيت ، ونظام التحكم والمراقبة ، ونظام القراءة والكتابة) وثلاثة مستشعرات خاصة (مستشعر ثقب الفهرس ، ومستشعر منع الكتابة ، مسار الاستشعار 00).

السطح القابل للاستخدام للقرص عبارة عن مجموعة من المسارات الموجودة في درجة معينة. يتم ترقيم المسارات من الخارج (المسار الرئيسي). يتم تحديد موضع المسار 00 في محرك الأقراص باستخدام مستشعر كهروضوئي خاص. المسار نفسه مقسم إلى أقسام تسجيل منفصلة متساوية الطول - القطاعات. يتم تحديد بداية أقسام القراءة والكتابة على المسارات بواسطة فتحة مؤشر دائرية خاصة على القرص. عندما تمر فتحة الفهرس أسفل النافذة المقابلة للكاسيت أثناء دوران القرص ، يولد مستشعر كهروضوئي آخر نبضًا كهربائيًا قصيرًا يكتشف موضع بداية المسار.

هناك طريقتان رئيسيتان للتسجيل في محرك الأقراص المرنة: طريقة تعديل التردد (FM) وطريقة FM المعدلة.

محولات القرص المرن. يقوم مهايئ محرك الأقراص المرنة بترجمة الأوامر القادمة من BIOS ROM إلى إشارات كهربائية تتحكم في محرك الأقراص المرنة ، كما يحول تدفق النبضات المقروءة من قرص MG المرن إلى معلومات يراها الكمبيوتر. من الناحية الهيكلية ، يمكن وضع إلكترونيات المحول على لوحة النظام. يظهر في الشكل 1.20 أحد خيارات إنشاء مخطط هيكلي لمحول محرك الأقراص المرنة.

الكتلة الوظيفية الرئيسية لمحول محرك الأقراص المرنة هي وحدة التحكم في محرك الأقراص المرنة ، والتي يتم تنفيذها عادةً هيكليًا في شكل LSI (الدوائر المتكاملة 8272 Intel ، 765 NEC ، إلخ). توفر وحدة التحكم هذه التحكم في عمليات محرك الأقراص المرنة وتحدد شروط التبادل مع المعالج المركزي.

تقوم وحدة التحكم في محرك الأقراص المرنة بتنفيذ مجموعة الأوامر التالية: تحديد الموضع والتنسيق والقراءة والكتابة والتحقق من حالة محرك الأقراص المرنة وما إلى ذلك. يتم تنفيذ كل أمر على ثلاث مراحل: الإعدادية والتنفيذية والنهائية.

محركات الأقراص المضغوطة.تتوفر محركات الأقراص المضغوطة في طرز SCSI و ATAPI الداخلية والأجهزة الخارجية ذات الواجهات المتوازية أو واجهات SCSI و USB. تبلغ السعة القصوى لمحركات الأقراص المضغوطة 250 ميجابايت (تدعمها جميع محركات الأقراص باستثناء طراز USB). بلغ الحد الأقصى لسعر الصرف لنماذج Zip الأولى 1.4 ميجابايت / ثانية ، وكان متوسط ​​وقت الوصول حوالي 30 مللي ثانية. أحدث الطرز أسرع قليلاً. من حيث خصائص سرعتها ، فهي قابلة للمقارنة ، على سبيل المثال ، بمحركات تسجيل CD-RW الحديثة ، وهي أقل شأناً منها في سرعة القراءة ووقت الوصول إلى القرص ، ولكنها في نفس الوقت تتفوق في سرعة الكتابة.

هناك خيار آخر لمحركات الأقراص القابلة للإزالة على أساس استخدام الأقراص المغناطيسية اللينة وهو ما يسمى بتقنية التقليب. يشير هذا الحل إلى أن تحديد موضع رأس القراءة / الكتابة يتم باستخدام شعاع ليزر على المسار المؤازر ، ويتم إجراء عمليات القراءة والكتابة نفسها بطريقة مغناطيسية قياسية.

تتمتع الأجهزة الحديثة بمعدل نقل بيانات يبلغ 1.1 ميجابايت / ثانية (ATAPI). بالنسبة لمحركات أقراص SCSI ، فإن هذا الرقم أعلى - حتى 4 ميجا بايت.

اللافتات.يتم استخدامها للأرشفة أو النسخ الاحتياطي لأنها مثبتة على شريط مغناطيسي. (فيلم lavsan أو polyester أو acetate) مغطى بطلاء ferrolacquer مطبق في مجال مغناطيسي لتوجيه المجالات المسطحة على طول محور المغنطة السهلة.

اعتمادًا على نوع محرك الأقراص ، وبناءً عليه ، الناقل ، يتم استخدام أشرطة بعرض وأطوال مختلفة ، تتراوح من 3.61 مم للأدراج الصغيرة إلى 35 مم للبكرات (البكرات). الشريط الأكثر استخدامًا هو 12.7 مم ؛ مع عرض أكبر ، تحدث تشوهات في الشريط وتصبح كتلة الرؤوس المغناطيسية أكثر تعقيدًا. يعتمد وضع المعلومات على عرض الشريط. على الأشرطة الضيقة ، تُكتب المعلومات في كود متسلسل ، على أشرطة عريضة - بالتوازي. كما يتم استخدام الكتابة باستخدام رمز تسلسلي متوازي.

يوضح الشكل 1.21 وضع المعلومات على ML للتسجيل المتسلسل المتوازي على 11 مسارًا. يحتوي كل مسار على رأس مغناطيسي خاص به: 8 رؤوس معلومات ، ورأس نبضي متزامن ، ورأس بدء منطقة.يتم قضاء معظم الوقت في البحث عن منطقة - قد يستغرق الأمر عدة دقائق ، اعتمادًا على موقع المنطقة المرغوبة على الشريط. تضمن آليات نقل الشريط تقدم الشريط بسرعات من 0.9 إلى 6.3 م / ث. وسرعة تبادل المعلومات من 30 كيلو بايت / ثانية إلى 1.5 ميجا بايت / ثانية. لضمان بدء الشريط وإيقافه بسرعة ، فإن آلية محرك الشريط NML بها أعمدة فراغ ، وهي عبارة عن أجهزة عازلة تحتوي على إمداد معين من الشريط على شكل حلقة تعويض.

لكن) وضع مناطق ذات طول تعسفي على الشريط ؛

ب) وضع المعلومات في المنطقة

الشكل 1.21 - وضع المعلومات في شكل تسلسلي متوازي لوضع المعلومات على شريط مغناطيسي NML

تؤدي وحدات التحكم NML وظائف التحكم في أوضاع تشغيل محرك الأقراص وفقًا للأوامر الواردة من الكمبيوتر. وحدات تحكم NML موحدة وتسمح لك بتوصيل ما يصل إلى 8 محركات من أنواع مختلفة في أي مجموعة بقناة الكمبيوتر.

يتم توصيل NML بوحدة التحكم باستخدام واجهة قياسية. الأكثر استخدامًا هي 8 حافلات تحكم و 4 حافلات حالة و 8 حافلات استجابة. نواقل التحكم ونواقل الميزات شائعة في جميع LMLs المتصلة بوحدة التحكم.

محركات الأقراص الضوئية والمغناطيسية الضوئية. تتمتع أجهزة التخزين الخارجية الضوئية بكثافة عالية لتسجيل المعلومات ، وعدة أوامر من حيث الحجم أعلى من كثافة VCDs المغناطيسية ، لأنه لتسجيل بت واحد ، قسم على ناقل بأبعاد ترتيب الطول الموجي للضوء المنبعث من الليزر ( حوالي 0.5 ميكرومتر) كافية. هذا النوع من الذاكرة الخارجية له أداء وموثوقية عالية.

يتم التسجيل على وسيط بصري - قرص بصري ، والتشغيل منه بواسطة شعاع ليزر. الليزر قادر على توليد وتضخيم التذبذبات الكهرومغناطيسية في نطاقات 0.4 مم ... 0.78 ميكرومتر (جزء الأشعة تحت الحمراء من الطيف البصري ، هذه هي الموجات) ، 0.78 ... 0.38 ميكرومتر (موجات الضوء المرئية) و 0.38 .. 2 نانومتر (جزء من الطيف فوق البنفسجي).

يتكون القرص البصري الرقمي من طبقة عاملة (تسجيل ، معلوماتية) ، يتم فيها تطبيق مخطط إشارة المعلومات في شكل بدائل معينة لحالاتها ، وقاعدة توجد عليها طبقة العمل هذه. يوضح الشكل 1.22 تصميم القرص المضغوط من Philips على الوجهين ، حيث يتم توصيل قاعدتين شفافتين بطبقات عمل معًا وتشكل مساحة مغلقة لطبقات العمل.

الشكل 1.22 - تصميم قرص بصري مزدوج الوجه

هناك طبقة مرآة عاكسة وفجوة هوائية. البطانة مصنوعة من البلاستيك. تستخدم مادة التيلوريوم وسبائكه ، وهي سبيكة من السيلينيوم والإنديوم والنحاس والألومنيوم والنيكل والزنك كمواد لطبقة العمل.

يظهر تصميم الرأس البصري المصمم لتسجيل وقراءة الأقراص في الشكل 1.23. الأقراص المضغوطة الأكثر شيوعًا هي 119 ملم (4.7 بوصة). يحتوي قرص الكتابة بهذا القطر على 550 أو 680 ميغا بايت. كما يتم إنتاج أقراص بقطر 80 مم بسعة 200 ميجابايت.

الشكل 1.23 - رأس بصري من النوع المدمج للأقراص القابلة لإعادة الكتابة

تعمل المسجلات في ثلاثة أوضاع. في وضع الجلسة الواحدة ، يجب تسجيل القرص بأكمله في مسار واحد دون انقطاع. يتيح لك الوضع متعدد الجلسات تسجيل البيانات في عدة جلسات ، ونتيجة لذلك يتم تقديم المعلومات الموجودة على القرص في شكل وحدات تخزين منفصلة ، تشبه الأقسام المنطقية للقرص الصلب ، ويسمح لك الوضع التزايدي بكتابة جزء من البيانات ، توقف ، ثم تابع التسجيل.

يتكون القرص الضوئي OVC من جزأين: محرك الأقراص الضوئية (GCD) ووحدة التحكم (UU) ، كما هو موضح في الشكل 1.24.

الشكل 1.24 - مخطط كتلة معمم لمحرك الأقراص الضوئية

يقوم محرك الأقراص بعمليات التسجيل والتخزين والقراءة والمسح والبحث عن المعلومات.

التواصل بين UU و GCDيتم تنفيذها بواسطة الحافلات: الأوامر والحالة والعنوان والخطوط: تسجيل البيانات وبيانات التشغيل ومزامنة بيانات التشغيل.

قناة التسجيل- يعد الاستنساخ (KZV) جزءًا من قناة المعلومات الخاصة بوحدة VCU على OD. بمساعدتها ، يتم تحقيق تسجيل واستنساخ المعلومات على OD. يتكون من جزء بصري وكهربائي. يسمى الجزء البصري من القناة بالرأس البصري (OG).

الجزء الكهربائي من KZV أثناء عملية التسجيل ، يحول إشارات المعلومات الواردة من وحدة التحكم إلى نموذج مناسب للتسجيل على OD ، ويتحكم بشكل مباشر في تنفيذ عملية التسجيل عن طريق تغيير شدة شعاع الليزر الحادث على نقطة تسجيل OD وفقًا لـ إشارات المعلومات. أثناء التشغيل ، يعالج الجزء الكهربائي من KZV الإشارات الكهربائية القادمة من جهاز الكشف الضوئي: يقوم بتوليدها واكتشافها والتعرف عليها ونقلها إلى وحدة التحكم.

تستخدم محركات MO عالية السرعة في أوضاع الكتابة والقراءة ذاكرة تخزين مؤقت كبيرة (من 4 ميجابايت).

يشتمل نظام استرجاع المعلومات في GCD على محدد موضع رأس بصري ، ومحرك أقراص OD ، وفي حالة GCD متعدد الأقراص ، نظام لتخزين واختيار وتغيير OD.

يستخدم جهاز تحديد موضع غاز العادم لتحريك غاز العادم إلى مسار OD محدد مسبقًا والحفاظ على شعاع الضوء على المسار أثناء التسجيل والتشغيل.

يوضح الشكل 1.25 مخطط كتلة لقرص مضغوط.

الشكل 1.25 - رسم تخطيطي للقرص المضغوط

مجمع:

- التحكم في دوران محرك سيرفو ؛

- نظام تحديد المواقع المؤازر لجهاز قراءة الليزر ؛

- نظام مؤازر ضبط تلقائي للصورة

- نظام مؤازر تتبع شعاعي ؛

- نظام القراءة

- دائرة التحكم في الصمام الثنائي بالليزر.

يضمن نظام التحكم المؤازر لدوران القرص ثبات السرعة الخطية لحركة مسار القراءة على القرص بالنسبة إلى بقعة الليزر. العلامات المميزة للعمل الجيد هي مراحل متتبعة بوضوح:

– بدء وتسريع دوران القرص ؛

– وضع دوران الحالة المستقرة ؛

– فترة الكبح حتى التوقف التام ؛

– إزالة القرص بواسطة درج النقل وإخراجه من محرك الأقراص.

يوضح الشكل 1.26 بنية روابط نظام قراءة المعلومات الإلكترونية الضوئية.

الشكل 1.26 - بنية روابط النظام الإلكتروني البصري

قراءة المعلومات

يوفر نظام المؤازرة لتحديد موضع رأس قراءة المعلومات نهجًا سلسًا للرأس إلى مسار التسجيل المحدد مع وجود خطأ لا يتجاوز نصف عرض المسار في أوضاع البحث عن المعلومات المطلوبة والتشغيل العادي. يضمن نظام المؤازرة للتتبع الشعاعي بقاء شعاع الليزر على المسار الصحيح والظروف المثلى لقراءة المعلومات.

يتم التحكم في الحركة الرأسية لعدسة التركيز والتحكم فيها تحت تأثير التركيز المؤازر. يوفر هذا النظام تركيزًا دقيقًا لشعاع الليزر أثناء التشغيل على سطح العمل للقرص.

يحتوي نظام قراءة المعلومات على صفيف كاشف ضوئي ومضخمات إشارة تفاضلية. يمكن الحكم على التشغيل العادي لهذا النظام من خلال وجود إشارات عالية التردد عند خرجها عندما يدور القرص.

يوفر نظام التحكم في الصمام الثنائي الليزري تيار الإثارة الاسمي للديود في أوضاع بدء تشغيل القرص وقراءة المعلومات. من علامات التشغيل العادي للنظام وجود إشارة RF بسعة تبلغ حوالي 1 فولت عند خرج نظام القراءة.

OVC على CMD - المواد التي تحتوي على. المجالات المغناطيسية الأسطوانية (CMD) هي مناطق مغناطيسية معزولة بشكل موحد من المغناطيس على شكل أسطوانات دائرية ، يكون اتجاه متجه المغنطة عكس اتجاه مغنطة باقي المغناطيس.

لإنشاء CMD ، في الممارسة العملية ، يتم استخدام لوحات رفيعة المستوى متوازية ترسب على الركيزة - أفلام (بسمك من 1 إلى 100 ميكرومتر) من المواد المغناطيسية مع تباين الخواص المستحث أثناء عملية التصنيع ، مع وجود تحريض متبقي منخفض للترتيب من 0.01 - 0.02 تسلا.

OVC على أساس التصوير المجسم. أتاح استخدام تقنية الليزر لإدخال المعلومات وتخزينها وإصدارها في شكل صور حجمية إنشاء أجهزة عرض ثلاثية الأبعاد (CO). سعة ذاكرة أجهزة التخزين الثلاثية الأبعاد غير محدودة عمليًا: كثافة التسجيل القابلة للتحقيق نظريًا بمساعدة الصور المجسمة ثنائية الأبعاد هي 4-10 8 بت / سم 2 ، وبمساعدة الصور المجسمة - 4 × 1012 بت / سم 3.

ذاكرة خارجية (طويلة المدى)

تتمثل الوظيفة الرئيسية للذاكرة الخارجية للكمبيوتر في القدرة على تخزين كمية كبيرة من المعلومات (البرامج والمستندات ومقاطع الصوت والفيديو وما إلى ذلك) لفترة طويلة. يتم استدعاء الجهاز الذي يوفر تسجيل / قراءة المعلومات تخزين، أو محرك الأقراص، ويتم تخزين المعلومات على ناقلات(على سبيل المثال ، الأقراص المرنة).

المبدأ المغناطيسي لتسجيل وقراءة المعلومات.في محركات الأقراص المرنة (الأقراص المرنة) ومحركات الأقراص الثابتة (HDDs) ، أو محركات الأقراص الثابتة ، يعتمد تسجيل المعلومات على مغنطة المغناطيسات الحديدية في مجال مغناطيسي ، ويستند تخزين المعلومات إلى الحفاظ على المغناطيسية ، وتستند قراءة المعلومات إلى ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي.

في عملية تسجيل المعلومات على الأقراص المغناطيسية المرنة والصلبة ، يتحرك رأس محرك الأقراص ذي القلب المصنوع من مادة مغناطيسية ناعمة (مغنطة منخفضة متبقية) على طول الطبقة المغناطيسية للوسط المغناطيسي الصلب (مغنطة عالية متبقية). يستقبل الرأس المغناطيسي سلسلة من النبضات الكهربائية (تسلسل من الأصفار والأرقام المنطقية) ، والتي تخلق مجالًا مغناطيسيًا في الرأس. نتيجة لذلك ، تكون عناصر سطح الناقل ممغنطة بالتسلسل (وحدة منطقية) أو غير ممغنطة (صفر منطقي).

في حالة عدم وجود حقول مغناطيسية قوية ودرجات حرارة عالية ، يمكن لعناصر الناقل الاحتفاظ بمغناطيسها لفترة طويلة (سنوات وعقود).

عند قراءة المعلومات عندما يتحرك الرأس المغناطيسي فوق سطح الناقل ، تتسبب المقاطع الممغنطة للحامل في نبضات حالية فيه (ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي). يتم إرسال تسلسل هذه النبضات عبر الطريق السريع إلى ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر.

الأقراص المغناطيسية المرنة.توجد الأقراص المغناطيسية المرنة في علبة بلاستيكية. ويطلق على وسيط التخزين هذا اسم القرص المرن. يوجد في وسط القرص المرن جهاز لإمساك القرص وتدويره داخل العلبة البلاستيكية. يتم إدخال القرص المرن في محرك الأقراص ، والذي يقوم بتدوير القرص بسرعة زاوية ثابتة.

في هذه الحالة ، يتم تثبيت الرأس المغناطيسي لمحرك الأقراص على مسار محدد المركز للقرص ، حيث يتم التسجيل أو تُقرأ المعلومات منه. سعة المعلومات للقرص المرن صغيرة وتبلغ 1.44 ميجابايت فقط. سرعة كتابة وقراءة المعلومات منخفضة أيضًا (حوالي 50 كيلوبايت / ثانية فقط) بسبب الدوران البطيء للقرص (360 دورة في الدقيقة).

من أجل الحفاظ على المعلومات ، يجب حماية الأقراص المغناطيسية المرنة من التعرض للمجالات المغناطيسية القوية والتدفئة ، لأن مثل هذه التأثيرات المادية يمكن أن تؤدي إلى إزالة مغناطيسية الوسط وفقدان المعلومات.

الأقراص الممغنطة الصلبة.يتكون القرص المغناطيسي الصلب من عدة عشرات من الأقراص الموضوعة على محور واحد ، ومحاطة بعلبة معدنية وتدور بسرعة زاوية عالية (الشكل 4.6).

نظرًا للعدد الأكبر بكثير من المسارات على كل جانب من الأقراص والعدد الكبير من الأقراص ، يمكن أن تكون سعة المعلومات للقرص الصلب أكبر بمئات الآلاف من المرات من سعة المعلومات الخاصة بالقرص المرن ويمكن أن تصل إلى 150 جيجابايت. سرعة كتابة وقراءة المعلومات من الأقراص الصلبة عالية جدًا (يمكن أن تصل إلى 133 ميجابايت / ثانية) بسبب الدوران السريع للأقراص (حتى 7200 دورة في الدقيقة).

أرز. 4.6 قرص مغناطيسي صلب

تستخدم الأقراص الصلبة عناصر هشة وصغيرة إلى حد ما (لوحات الوسائط ، والرؤوس المغناطيسية ، وما إلى ذلك) ، وبالتالي ، من أجل الحفاظ على المعلومات وقابلية التشغيل ، يجب حماية الأقراص الصلبة من الصدمات والتغيرات المفاجئة في الاتجاه المكاني أثناء التشغيل.

المبدأ البصري لتسجيل وقراءة المعلومات.تستخدم محركات الأقراص المضغوطة وأقراص DVD الليزرية مبدأً بصريًا لقراءة المعلومات وكتابتها.

في عملية تسجيل المعلومات على أقراص الليزر ، يتم استخدام تقنيات مختلفة لإنشاء مساحات سطحية ذات معاملات انعكاس مختلفة: من الختم البسيط إلى تغيير انعكاس مناطق سطح القرص باستخدام ليزر قوي. يتم تسجيل المعلومات الموجودة على قرص الليزر على مسار حلزوني واحد (مثل تسجيل الجراموفون) يحتوي على مناطق متناوبة ذات انعكاسية مختلفة.

وفقًا لقواعد التخزين (في حالة الوضع الرأسي) والتشغيل (دون التسبب في الخدوش والأوساخ) ، يمكن للوسائط الضوئية الاحتفاظ بالمعلومات لعشرات السنين.

في عملية قراءة المعلومات من أقراص الليزر ، يسقط شعاع الليزر المثبت في محرك الأقراص على سطح القرص الدوار وينعكس. نظرًا لأن سطح قرص الليزر يحتوي على مناطق ذات معاملات انعكاس مختلفة ، فإن الشعاع المنعكس يغير أيضًا شدته (منطقيًا 0 أو 1). ثم يتم تحويل نبضات الضوء المنعكس بمساعدة الخلايا الضوئية إلى نبضات كهربائية ويتم نقلها إلى ذاكرة الوصول العشوائي عبر الخط.

محركات وأقراص الليزر.تستخدم محركات الليزر (CD-ROM و DVD-ROM - الشكل 4.7) المبدأ البصري لقراءة المعلومات.

تقوم أقراص الليزر المضغوطة (CD - قرص مضغوط) وأقراص DVD-ROM (DVD - قرص فيديو رقمي) بتخزين المعلومات التي تم تسجيلها عليها أثناء عملية التصنيع. من المستحيل كتابة معلومات جديدة لهم ، وهو ما ينعكس في الجزء الثاني من أسمائهم: ROM (ذاكرة للقراءة فقط). يتم إنتاج هذه الأقراص عن طريق الختم ولها لون فضي.

يمكن أن تصل سعة معلومات قرص CD-ROM إلى 650 ميجابايت ، وتعتمد سرعة قراءة المعلومات في محرك الأقراص المضغوطة على سرعة دوران القرص. كانت محركات الأقراص المضغوطة الأولى ذات سرعة واحدة وقدمت سرعة قراءة تبلغ 150 كيلوبايت / ثانية. حاليًا ، يتم استخدام محركات الأقراص المضغوطة ذات 52 سرعة على نطاق واسع ، والتي توفر سرعة قراءة للمعلومات أسرع بمقدار 52 مرة (تصل إلى 7.8 ميجابايت / ثانية).

تتمتع أقراص DVD بسعة تخزين أعلى بكثير (تصل إلى 17 جيجابايت) من الأقراص المضغوطة. أولاً ، يتم استخدام أشعة الليزر ذات الطول الموجي الأقصر ، مما يسمح بوضع المسارات الضوئية بشكل أكثر كثافة. ثانيًا ، يمكن تسجيل المعلومات على أقراص DVD على وجهين ، مع وجود طبقتين على جانب واحد.

أرز. 4.7 CD-ROM و DVD-ROM

قدم الجيل الأول من محركات أقراص DVD-ROM سرعة قراءة تبلغ حوالي 1.3 ميجابايت / ثانية. في الوقت الحالي ، تحقق محركات أقراص DVD-ROM ذات 16 سرعة سرعات قراءة تصل إلى 21 ميجابايت / ثانية.

هناك أقراص CD-R و DVD-R (R تعني التسجيل) ، وهي ذهبية اللون. يمكن تسجيل المعلومات الموجودة على هذه الأقراص ، ولكن مرة واحدة فقط. أقراص CD-RW و DVD-RW (RW - ReWntable ، القابلة لإعادة الكتابة) ، وهي أقراص بلاتينية ، يمكن تسجيل المعلومات عدة مرات.

للتسجيل وإعادة الكتابة على الأقراص ، يتم استخدام محركات أقراص CD-RW و DVD-RW خاصة ، والتي تحتوي على ليزر قوي بدرجة كافية لتغيير انعكاس مناطق السطح أثناء عملية تسجيل القرص. تتيح لك محركات الأقراص هذه كتابة وقراءة المعلومات من الأقراص بسرعات مختلفة. على سبيل المثال ، تسمية محرك أقراص CD-RW "40x12x48" يعني أنه يكتب أقراص CD-R بسرعة 40x ، ويكتب أقراص CD-RW بسرعة 12x ، ويقرأها بسرعة 48x.

ذاكرة متنقله.ذاكرة الفلاش هي نوع غير متطاير من الذاكرة يسمح لك بكتابة البيانات وتخزينها في دوائر متناهية الصغر. لا تحتوي بطاقات ذاكرة الفلاش (الشكل 1.8) على أي أجزاء متحركة ، مما يضمن أمانًا عاليًا للبيانات عند استخدامها في الأجهزة المحمولة (أجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والكاميرات الرقمية ، وما إلى ذلك).

أرز. 4.8 بطاقات ذاكرة فلاش

ذاكرة الفلاش عبارة عن دائرة كهربائية صغيرة موضوعة في علبة مسطحة مصغرة. لقراءة المعلومات أو كتابتها ، يتم إدخال بطاقة ذاكرة في محركات أقراص خاصة مدمجة في الأجهزة المحمولة أو متصلة بجهاز كمبيوتر عبر منفذ USB. يمكن أن تصل سعة معلومات بطاقات الذاكرة إلى 512 ميجا بايت.

تشمل عيوب ذاكرة الفلاش حقيقة أنه لا يوجد معيار واحد وأن الشركات المصنعة المختلفة تنتج بطاقات ذاكرة غير متوافقة مع بعضها البعض في الحجم والمعلمات الكهربائية.

أسئلة يجب التفكير فيها

1. ما هي القواعد الأساسية لتخزين واستخدام أنواع مختلفة من الوسائط؟

مهام عملية

4.4 قم بتجميع جدول مقارن للمعلمات الرئيسية لأجهزة تخزين المعلومات (السعة ، وسعر الصرف ، وموثوقية تخزين المعلومات ، وسعر التخزين البالغ واحد ميغا بايت).

وزارة التعليم من الاتحاد الروسي

معهد ستافروبول التكنولوجي للخدمة

فرع YURGUES

اختبار

عنوان___________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

عن طريق الانضباط علوم الكومبيوتر

أكمله طالب من المجموعة IST 031 ZU _______________ ""

تم التحقق من قبل دكتوراه ، أستاذ مشارك _______________ ""

ستافروبول 2003

مقدمة ................................................. ...............................................

1. أنواع محركات الأقراص المغناطيسية ...

2. محركات الأقراص المرنة .......................................

3. محركات الأقراص الثابتة .....................................

استنتاج................................................. ...........................................

مصادر المعلومات المستخدمة ...

مقدمة.

تمثل أجهزة تخزين البيانات المنتجة مجموعة من أجهزة التخزين بمبادئ تشغيل مختلفة وخصائص أداء مادية وتقنية. الخاصية الرئيسية والغرض من أجهزة تخزين المعلومات هو تخزينها وإعادة إنتاجها. تنقسم أجهزة الذاكرة عادةً إلى أنواع وفئات فيما يتعلق بمبادئ الأداء والتشغيل والتقنية والفيزيائية والبرمجيات وغيرها من الخصائص. لذلك ، على سبيل المثال ، وفقًا لمبادئ التشغيل ، يتم تمييز الأنواع التالية من الأجهزة: الإلكترونية والمغناطيسية والبصرية والمختلطة - المغناطيسية الضوئية. يتم تنظيم كل نوع من الأجهزة على أساس تقنية مقابلة لتخزين استنساخ / تسجيل المعلومات الرقمية. لذلك ، فيما يتعلق بالنوع والأداء الفني لناقل المعلومات ، فهي تتميز: الأجهزة الإلكترونية والأقراص والأشرطة. دعنا نولي اهتمامًا خاصًا لمحركات الأقراص المغناطيسية - محركات الأقراص الثابتة.

1. أنواع محركات الأقراص على الأقراص المغناطيسية

تُستخدم الأقراص المغناطيسية كأجهزة تخزين تتيح لك تخزين المعلومات لفترة طويلة عند انقطاع التيار الكهربائي. للعمل مع الأقراص المغناطيسية ، يتم استخدام جهاز يسمى محرك الأقراص المغناطيسية (MRD).

الأنواع الرئيسية لمحركات الأقراص:

· محركات الأقراص المرنة (محركات الأقراص المرنة) ؛

· محركات الأقراص على أقراص ممغنطة صلبة (HDD) ؛

· محركات الأشرطة المغناطيسية (NML) ؛

محركات الأقراص المضغوطة CD-ROM و CD-RW و DVD.

تتوافق مع الأنواع الرئيسية للوسائط:

الأقراص الممغنطة المرنة ( قرص مرن) (قطر 3.5 بوصة وسعة 1.44 ميجابايت ؛ قطر 5.25 بوصة وسعة 1.2 ميجابايت توقف أيضًا)) ، أقراص وسائط قابلة للإزالة ؛

الأقراص الممغنطة الصلبة ( القرص الصلب);

· كاسيتات اللافتات و NML الأخرى.

CD-ROMs و CD-Rs و CD-RWs و DVDs.

تنقسم أجهزة الذاكرة عادةً إلى أنواع وفئات فيما يتعلق بمبادئ الأداء والتشغيل والتقنية والفيزيائية والبرمجيات وغيرها من الخصائص. لذلك ، على سبيل المثال ، وفقًا لمبادئ التشغيل ، يتم تمييز الأنواع التالية من الأجهزة: الإلكترونية والمغناطيسية والبصرية والمختلطة - المغناطيسية الضوئية. يتم تنظيم كل نوع من الأجهزة على أساس تقنية مقابلة لتخزين / إعادة إنتاج / تسجيل المعلومات الرقمية. لذلك ، فيما يتعلق بالنوع والأداء الفني لناقل المعلومات ، فإنهم يميزون: الأجهزة الإلكترونية والأقراص والأشرطة.

الخصائص الرئيسية لمحركات الأقراص والوسائط:

· القدرة على المعلومات.

· سرعة تبادل المعلومات.

· موثوقية تخزين المعلومات.

· السعر.

دعنا نلقي نظرة فاحصة على محركات الأقراص والوسائط المذكورة أعلاه.

مبدأ التشغيل أجهزة التخزين المغناطيسيةبناءً على طرق تخزين المعلومات باستخدام الخصائص المغناطيسية للمواد. كقاعدة عامة ، تتكون أجهزة التخزين المغناطيسية من الفعلي أجهزة لقراءة / كتابة المعلوماتو الناقل المغناطيسي، التي تكتب مباشرة ومن أي المعلومات تُقرأ. تنقسم أجهزة التخزين المغناطيسية عادةً إلى أنواع مرتبطة بالأداء والخصائص المادية والتقنية لناقل المعلومات ، إلخ. الأكثر شيوعًا هي: أجهزة القرص والشريط. تتكون التقنية العامة لأجهزة التخزين المغناطيسية من أقسام ممغنطة للناقل مع مجال مغناطيسي متناوب وقراءة المعلومات المشفرة كمناطق مغنطة متغيرة. عادة ما تكون وسائط القرص ممغنطة على طول الحقول متحدة المركز - المسارات الموجودة عبر المستوى الكامل لوسائط دوارة قرصية. يتم التسجيل في رمز رقمي. يتم تحقيق المغنطة عن طريق إنشاء مجال مغناطيسي متناوب باستخدام رؤوس القراءة / الكتابة. الرؤوس عبارة عن دائرتين أو أكثر من الدوائر المغناطيسية ذات النوى ، والتي يتم تزويد ملفاتها بجهد متناوب. يؤدي التغيير في قيمة الجهد إلى تغيير في اتجاه خطوط الحث المغناطيسي للمجال المغناطيسي ، وعندما يكون الحامل ممغنطًا ، يعني تغييرًا في قيمة بت المعلومات من 1 إلى 0 أو من 0 إلى 1 .

عادة ، يتكون NDM من الأجزاء التالية:

• تحكم مرن ،
• القيادة الفعلية ،
• كبلات الواجهة ،
• قرص مغناطيسي

القرص المغناطيسي عبارة عن قاعدة مغلفة مغناطيسيًا تدور حول محور داخل محرك الأقراص.

يستخدم الطلاء المغناطيسي كجهاز تخزين.

تتوفر الأقراص المغناطيسية: الصلبة (وينشستر) والمرنة (المرنة).
محرك القرص الصلب - محرك الأقراص الثابتة (HDD).
محرك الأقراص المرنة - محرك الأقراص المرنة (FDD).

بالإضافة إلى محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص المرنة ، غالبًا ما يتم استخدام الوسائط القابلة للإزالة. محرك أقراص مشهور إلى حد ما هو Zip. وهي متوفرة كوحدات مدمجة أو قائمة بذاتها تتصل بالمنفذ المتوازي. يمكن لمحركات الأقراص هذه تخزين 100 و 250 ميجابايت من البيانات على خراطيش تشبه قرصًا مرنًا مقاس 3.5 بوصة ، وتوفر 29 مللي ثانية من أوقات الوصول ومعدلات نقل تصل إلى 1 ميجا بايت / ثانية. إذا كان الجهاز متصلاً بالنظام من خلال المنفذ المتوازي ، فإن معدل البث بالباود يكون مقيدًا بسرعة المنفذ المتوازي.

محرك Jaz هو نوع من محركات الأقراص الثابتة القابلة للإزالة. سعة الخرطوشة المستخدمة هي 1 أو 2 جيجا بايت. العيب هو التكلفة العالية للخرطوشة. التطبيق الرئيسي هو النسخ الاحتياطي للبيانات.

في محركات الأشرطة (غالبًا ما تكون هذه الأجهزة اللافتات) يتم التسجيل على أشرطة صغيرة. تتراوح سعة هذه الكاسيتات من 40 ميجا بايت إلى 13 جيجا بايت ، ومعدل نقل البيانات من 2 إلى 9 ميجا بايت في الدقيقة ، وطول الشريط من 63.5 إلى 230 مترًا ، وعدد المسارات من 20 إلى 144.

2. محركات الأقراص المرنة.

الأقراص المرنة(الأقراص المرنة ، الأقراص المرنة) تسمح لك بنقل المستندات من كمبيوتر إلى آخر ، وتخزين المعلومات. العيب الرئيسي لمحرك الأقراص هو سعته الصغيرة (1.44 ميجابايت فقط) والتخزين غير الموثوق للمعلومات. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة هي الطريقة الوحيدة للعديد من المستخدمين الروس لنقل المعلومات إلى كمبيوتر آخر. على أجهزة الكمبيوتر في السنوات الأخيرة من الإصدار ، يتم تثبيت محركات الأقراص المرنة بحجم 3.5 بوصة (89 ملم). في السابق ، تم استخدام محركات أقراص مقاس 5.25 بوصة. هم ، على الرغم من حجمهم ، لديهم قدرة أقل وأقل موثوقية ودائمة. كلا النوعين من الأقراص المرنة محمي ضد الكتابة (العبور على الغلاف الواقي للقرص المرن). في الآونة الأخيرة ، بدأت الأجهزة البديلة في الظهور: محركات أقراص خارجية ، بسعة تصل إلى 1.5 جيجابايت وسرعة قراءة أسرع بكثير من محرك الأقراص المرنة ، لكنها لا تزال غير مستخدمة على نطاق واسع وهي باهظة الثمن.

محرك الأقراص المرنة القابل للإزالة. يحتوي القرص المرن على قاعدة بلاستيكية وموجود في غلاف بلاستيكي خاص. يتم إدخال القرص المرن في FDD مع الغلاف. يدور القرص المرن (في FDD) داخل الغلاف بسرعة 300 دورة في الدقيقة. في الوقت الحالي ، يستخدم كمبيوتر IBM الشخصي نوعين من FDDs: 5.25 "و 3.5". القرص المرن مقاس 5.25 بوصة محاط بغلاف بلاستيكي مرن ، ويتم وضع القرص المرن مقاس 3.5 بوصة في غلاف بلاستيكي صلب. محركات الأقراص الصلبة هي أجهزة أسرع من محركات الأقراص الثابتة.

القرص المرن أو القرص المرن عبارة عن وسيلة مضغوطة ومنخفضة السرعة ومنخفضة السعة لتخزين المعلومات ونقلها. يوجد حجمان من الأقراص المرنة: 3.5 "، 5.25" ، 8 "(النوعان الأخيران غير مستخدمين عمليًا).

3.5 "قرص مرن 5.25" قرص مرن

من الناحية الهيكلية ، القرص المرن هو قرص مرن مغلف بالمغناطيس ومُحاط بعلبة. يحتوي القرص المرن على فتحة لدبوس محرك الأقراص ، وفتحة في العلبة للوصول إلى رؤوس القراءة والكتابة (3.5 بوصة مغلقة بمصراع حديدي) ، أو فتحة أو فتحة حماية ضد الكتابة. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي القرص المرن مقاس 5.25 بوصة على فتحة فهرس ، ويحتوي القرص المرن عالي الكثافة مقاس 3.5 بوصة على كثافة ثقب محددة (عالية / منخفضة). يكون القرص المرن مقاس 5.25 بوصة محميًا ضد الكتابة إذا كانت الفتحة المقابلة مغلقة. قرص 3.5 بوصة بالعكس - إذا كانت فتحة الحماية مفتوحة. حاليًا ، يتم استخدام الأقراص المرنة عالية الكثافة مقاس 3.5 بوصة عمليًا فقط.

يتم استخدام الاصطلاحات التالية للأقراص المرنة:

جانب واحد SS - قرص أحادي الجانب (سطح عمل واحد).

DS مزدوج الجانب - قرص مزدوج الوجه.

كثافة أحادية SD - كثافة مفردة.

DD كثافة مزدوجة - كثافة مزدوجة.

HD عالي الكثافة - كثافة عالية.

محرك الأقراص المرنة يشبه في الأساس محرك الأقراص الثابتة. سرعة دوران القرص المرن أبطأ بنحو 10 مرات وتلامس الرؤوس سطح القرص. بشكل أساسي ، فإن بنية المعلومات الموجودة على القرص المرن ، المادية والمنطقية ، هي نفسها الموجودة على القرص الثابت. من وجهة نظر البنية المنطقية ، لا يوجد جدول لتقسيم القرص على القرص المرن.

عمل مراقب NGMDمن المناسب النظر بشكل منفصل في أوضاع كتابة وقراءة البيانات بايت.

يتم تشغيل وضع التسجيل من خلال المستوى المنخفض لخط PC0 (السن 14 من DD1). في هذه الحالة ، يتم تبديل محرك الأقراص المرنة إلى وضع "التسجيل" (إشارة WRDATA نشطة). يتم إدخال البايت المراد كتابته في المنفذ A ويتم إدخال رمزه المكون من ثماني بتات إلى إدخال السجل متعدد الوظائف DD2. يتم التحكم في وضع تشغيل هذا السجل بواسطة عداد بت DD9 ووحدة فك ترميز DD10. بعد كتابة البايت السابق ، يكون العداد في حالة إعادة الضبط ، وإشارات الصفر المنطقية موجودة في جميع مخرجاته. مع هذه الحالة من إشارات الإدخال ، يولد مفكك الشفرة DD10 عند الطرف 7 إشارة صفرية منطقية ، والتي ، جنبًا إلى جنب مع المستوى المنخفض عند الطرف 2 من DD17.1 ، تسمح لكتابة رمز متوازي لتسجيل DD2. أي حالة أخرى للعداد تضع السجل في وضع التحول.

مستوى PC0 منخفض على العنصر DD13. 4 ، تم حظر قناة قراءة المعلومات من HDD RDDATA. الصفر المنطقي ، الذي يصل إلى مدخلات S لـ DD11.1 flip-flop بعد عكس إشارة الحجب بواسطة عنصر DD14.1 ، يحدد قيمة منطقية عند الطرف 5 من DD11.1 flip-flop. من خلال العاكس DD14.3 ، يتم إرسال إشارة منخفضة المستوى إلى مدخلات إعادة التعيين لعدادات DD7 و DD8 ، مما يضمن تشغيلها المستمر. الإشارات المأخوذة من المخرجات 8 و 9 للعداد DD8 ، على العناصر DD14.4 ، DD15.1 ، DD15.2 ، تشكل متواليات ISS و ISD ، على التوالي. يتم تغذية نبض ISD ، بعد قلبه بواسطة عنصر DD14.6 ، إلى إدخال الساعة في سجل DD2. عندما تصل نبضة الساعة ، يتم إزاحة الكود المتوازي المكتوب في السجل إلى اليمين ، ويظهر الجزء التالي من هذا الرمز في الدبوس 20. تتكون إشارات التسجيل من العناصر DD13.1 و DD13.2 و DD13.3. في لحظة عمل المستوى العالي من ISD على الطرف 2 من DD13.1 ، يوجد بت كتابة. من خلال العنصرين DD13.1 و DD13.2 ، يتم تغذية البت إلى مدخل مضخم المخزن المؤقت DD6 ، ثم إلى خط إشارة التسجيل لمحرك الأقراص المرنة (WRDATA). وفقًا لمخطط التوقيت الموضح في الشكل. في الشكل 8 ، تكون إشارة CCIS في هذا الوقت في حالة الصفر المنطقي. لذلك ، يُحظر مرور الإشارات عبر عنصر DD133. بعد انتقال إشارة ISD إلى حالة الصفر المنطقي ، سيصبح مرور بت المعلومات للكتابة من خلال العنصر DD13.1 مستحيلاً. عندما يكون مستوى ISS نشطًا من خلال العناصر المفتوحة DD13.3 و DD13.2 و DD6 ، فإن الوحدة المنطقية المكونة في الطرف 12 من مفكك الشفرة DD10 ستصل إلى خط WR DATA. وبالتالي ، في وقت إجراء ISD ، سيتم استلام بتات المعلومات على سطر التسجيل لمحرك الأقراص المرنة ، وفي وقت إجراء محطة الفضاء الدولية ، سيتم تلقي وحدات مزامنة فردية. يتم الاحتفاظ بعدد البتات المكتوبة بواسطة العداد DD9. بعد مرور النبضة الثامنة من ISD ، ستنتقل مخرجاتها إلى الحالة الصفرية ، مما يؤدي إلى ضبط مشغل الاستعداد: ستظهر وحدة منطقية على الطرف 9 من DD12.2. يتم استجواب حالة مشغل الاستعداد برمجيًا بواسطة DOS عبر خط PB7. عندما يتم العثور على وحدة في هذا البت ، سيكتب الكمبيوتر بايت جديد إلى المنفذ A DD1 (العنوان F000H) ، بينما على العناصر DD15.4 ، DD16.4 ، DD16.1 ، DD16.2 ، إشارة جاهزة لبدء التشغيل سيتم إنشاؤه. وبالتالي ، يتم تسجيل المعلومات وقراءتها على محرك الأقراص المرنة.

3. محركات الأقراص الصلبة (HDD)

محركات الأقراص الصلبة (محركات الأقراص الصلبة) مخصص للتخزين الدائم للمعلومات المستخدمة عند العمل مع جهاز كمبيوتر: برامج نظام التشغيل ، وحزم البرامج المستخدمة بشكل متكرر ، ومحرري المستندات ، والمترجمين من لغات البرمجة ، وما إلى ذلك. يحسن وجود القرص الصلب بشكل كبير من راحة العمل مع الكمبيوتر. بالنسبة للمستخدم ، تختلف محركات الأقراص غير الصلبة عن بعضها البعض ، أولاً وقبل كل شيء ، في سعتها ، أي من خلال كمية المعلومات التي تناسبها على القرص. الآن تم تجهيز أجهزة الكمبيوتر بشكل أساسي بمحركات أقراص صلبة تبلغ 520 ميجابايت أو أكثر. يمكن أن تكون أجهزة الكمبيوتر التي تعمل كخوادم ملفات مزودة بمحرك أقراص ثابتة 4-8 ميجا بايت وأكثر من واحد.

محرك الأقراص على قرص مغناطيسي غير قابل للإزالة ، تم إنشاؤه على أساس خاص. التكنولوجيا (تقنية وينشستر - ومن هنا جاءت تسميتها). يحتوي قرص Winchester المغناطيسي (على قاعدة معدنية) على كثافة تسجيل عالية وعدد كبير من المسارات. يمكن أن يحتوي وينشستر على عدة أقراص مغناطيسية. تم إنشاء محركات الأقراص الصلبة من نوع Winchester في عام 1973. جميع أقراص Winchester المغناطيسية (مجتمعة في حزمة من الأقراص) محكمة الإغلاق في غلاف مشترك. لا يمكن إزالة الأقراص المغناطيسية من محرك الأقراص الثابتة واستبدالها بأقراص مماثلة !!!

يتم دمج الرؤوس المغناطيسية في وحدة واحدة (وحدة رأس مغناطيسية). تتحرك هذه الكتلة شعاعيًا بالنسبة للأقراص. أثناء تشغيل الكمبيوتر ، تدور حزمة القرص بسرعة ثابتة (3600 دورة في الدقيقة) طوال الوقت. عند قراءة / كتابة المعلومات ، يتم نقل كتلة الرؤوس المغناطيسية (الموضوعة) إلى منطقة محددة مسبقًا ، حيث تتم قراءة / كتابة معلومات كل قطاع على حدة. بسبب القصور الذاتي في عملية معالجة المعلومات وسرعة الدوران العالية لحزمة القرص ، يكون الموقف ممكنًا عندما لا يتوفر الوقت لكتلة الرؤوس المغناطيسية لقراءة القطاع التالي. لحل هذه المشكلة ، يتم استخدام طريقة القطاعات المتناوبة (يتم ترقيم القطاعات ليس بالترتيب ، ولكن مع الفجوات). على سبيل المثال ، بدلاً من ترقيم القطاعات بالترتيب: 1 2 3 4 5 6 7 ... ، يتم ترقيمها على النحو التالي: 1 7 13 2 8 14 3 9 ...
في الآونة الأخيرة ، ظهر المزيد من وحدات تحكم SCSI عالية السرعة ، والتي توفر سرعة معالجة كافية ، ولا توجد حاجة لتشذير القطاع.

لذلك ، يحتوي محرك الأقراص على قرص واحد أو عدة أقراص (Platters) ، أي إنه ناقل مركب على محور - مغزل يحركه محرك خاص (جزء من محرك الأقراص). تبلغ سرعة المحرك للطرازات التقليدية حوالي 3600 دورة في الدقيقة. من الواضح أنه كلما زادت سرعة الدوران ، زادت سرعة قراءة المعلومات من القرص (بالطبع ، بكثافة تسجيل ثابتة) ، ومع ذلك ، يمكن ببساطة انهيار لوحات الناقل بسرعات عالية ماديًا. ومع ذلك ، في النماذج الحديثة من محركات الأقراص الثابتة ، تصل سرعة الدوران إلى 4500 أو 5400 أو حتى 7200 دورة في الدقيقة.

الأقراص نفسها عبارة عن ألواح سيراميك أو ألومنيوم مشكلة بدقة ، يتم وضع طبقة مغناطيسية خاصة (طلاء) عليها. في بعض الحالات ، يتم استخدام الألواح الزجاجية. تجدر الإشارة إلى أنه في السنوات الأخيرة ، تقدمت تكنولوجيا تصنيع هذه الأجزاء بعيدًا. في محركات الأقراص القديمة ، كان الطلاء المغناطيسي عادةً عبارة عن أكسيد الحديد. حاليًا ، يتم استخدام أكسيد جاما الفريت وأكسيد الخواص وباريوم الفريت للطلاء ، ولكن الأكثر شيوعًا هي الأقراص ذات الطبقة المغناطيسية المرشوش ، أو بالأحرى بغشاء معدني (على سبيل المثال ، الكوبالت).

يمكن أن يختلف عدد الأقراص - من 1 إلى 5 أو أكثر ، يكون عدد أسطح العمل في المقابل أكثر بمرتين ، ومع ذلك ، ليس دائمًا. في بعض الأحيان ، لا يتم استخدام الأسطح الخارجية للأقراص الخارجية أو أحدها لتخزين البيانات ، بينما يتم تقليل عدد أسطح العمل وقد يتحول إلى عدد فردي.

الجزء الأكثر أهمية في أي جهاز تخزين هو رأس القراءة / الكتابة. عادة ما تكون موجودة على محدد وضع خاص يشبه ذراع الالتقاط على القرص الدوار (عمود الصوت). هذا هو المحرك الرئيسي. بالمناسبة ، هناك أيضًا أدوات ضبط خطية ، والتي في مبدأ حركتها تشبه نغمات عرضية.

حاليًا ، تُعرف على الأقل عدة أنواع من الرؤوس المستخدمة في محركات الأقراص الثابتة: متجانسة ، ومركبة ، وغشاء رقيق ، ومقاومة مغناطيسية (MR). عادة ما تكون الرؤوس المتجانسة مصنوعة من الفريت ، وهي مادة هشة إلى حد ما. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصميم هذه الرؤوس بشكل أساسي لا يسمح بكثافات تسجيل عالية. الرؤوس المركبة أصغر حجمًا وأخف وزنًا من الرؤوس المتجانسة. عادة ما يكون هذا زجاجًا على قاعدة خزفية ؛ على سبيل المثال ، يتم استخدام السبائك التي تشمل مواد مثل الحديد والألمنيوم والسيليكون. تعتبر رؤوس السيراميك أكثر متانة وتوفر مسافة أقرب إلى السطح المغناطيسي للوسائط ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة كثافة التسجيل. في صناعة رؤوس الأغشية الرقيقة ، يتم استخدام طريقة الطباعة الحجرية الضوئية المعروفة جيدًا في صناعة أشباه الموصلات. في هذه الحالة ، يتم ترسيب طبقة من مادة موصلة على ركيزة غير معدنية.

تعتبر الرؤوس المقاومة المغناطيسية التي طورتها شركة IBM حاليًا واحدة من أكثر الرؤوس الواعدة. بدأت Fujitsu و Seagate أيضًا إنتاجها. الرأس الفعلي للمقاومة المغناطيسية عبارة عن تجميع لرأسين: رأس غشاء رقيق للتسجيل ورأس مغناطيسي مقاوم للقراءة. تم تحسين كل رأس لمهمته الخاصة. اتضح أن الرأس المقاوم للمغناطيسية أكثر كفاءة بثلاث مرات على الأقل من رأس الأغشية الرقيقة عند القراءة. إذا كان للرأس الرقيق مبدأ التشغيل الاستقرائي التقليدي ، أي يولد التيار المتردد مجالًا مغناطيسيًا ، ثم في مقاومة مغناطيسية (حسب التعريف) يغير التغيير في التدفق المغناطيسي مقاومة العنصر الحساس. تسمح رؤوس المقاومة المغناطيسية مقارنة بالآخرين بزيادة كثافة التسجيل على الوسط بنسبة 50٪ تقريبًا. تم تجهيز جميع محركات الأقراص الصلبة الحديثة من شركة IBM بهذه الرؤوس فقط. تسمح التطورات الجديدة من شركة IBM في مجال محركات الأقراص الثابتة بكثافة تسجيل تبلغ 10 جيجابت في الثانية لكل بوصة مربعة ، وهو ما يزيد بنحو 30 مرة عن اليوم. نحن نتحدث عن رؤوس MR العملاقة.

لاحظ أنه في محركات الأقراص الصلبة الحديثة ، يبدو أن الرؤوس "تطير" على مسافة جزء صغير من الميكرون (عادة حوالي 0.13 ميكرون) من سطح الأقراص ، دون لمسها. بالمناسبة ، في محركات الأقراص الصلبة التي تم إنتاجها في عام 1980 ، كانت هذه المسافة 1.4 ميكرون أخرى ، بينما في النماذج الواعدة من المتوقع أن تنخفض إلى 0.05 ميكرون.

في الطرز الأولى من محركات الأقراص الثابتة ، تم تحريك محدد موضع الرأس عادةً باستخدام محرك متدرج. حاليًا ، لهذا الغرض ، يتم استخدام المحركات الخطية (من نوع الملف الصوتي ، أو "الملف الصوتي") ، والتي تسمى بخلاف ذلك المحركات الهيدروكلورية. تشمل مزاياها سرعة الحركة العالية نسبيًا ، وعدم الحساسية العملية للتغيرات في درجة الحرارة وموضع المشغل. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام المحركات الهيدروكلورية ، يتم تحقيق وقوف تلقائي لرؤوس القراءة / الكتابة عند إيقاف تشغيل طاقة محرك الأقراص الثابتة. على عكس محركات الأقراص المزودة بمحرك متدرج ، ليست هناك حاجة لإعادة تهيئة سطح الوسائط بشكل دوري.

محرك حركة الرأس هو نظام مؤازر مغلق ، من أجل الأداء الطبيعي الذي تتطلب معلومات المؤازرة المسجلة مسبقًا. هي التي تسمح للموضع بمعرفة موقعه بالضبط باستمرار. للتسجيل في معلومات المؤازرة ، يمكن لنظام تحديد المواقع استخدام أسطح مخصصة و / أو عمل للوسيط. بناءً على ذلك ، يتم التمييز بين أنظمة المؤازرة المخصصة والمدمجة والهجينة. الأنظمة المخصصة باهظة الثمن للغاية ، ولكنها تتمتع بأداء عالٍ ، لأنها لا تضيع وقتًا في تلقي معلومات المؤازرة. تعد أنظمة المؤازرة المدمجة أرخص بكثير وأقل خطورة بالنسبة للصدمات الميكانيكية وتقلبات درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تسمح لك بحفظ المزيد من المعلومات المفيدة على القرص. ومع ذلك ، فإن هذه الأنظمة بشكل عام أبطأ من الأنظمة المخصصة. تستفيد أنظمة المؤازرة الهجينة مما ورد أعلاه ، أي سعة كبيرة وسرعة عالية. تستخدم معظم محركات الأقراص الثابتة الحديثة للاستخدام الجماعي معلومات مؤازرة مضمنة.

بالإضافة إلى كل ما سبق ، يوجد بالضرورة داخل أي محرك أقراص ثابت لوحة دوائر مطبوعة بها مكونات إلكترونية ضرورية للتشغيل العادي لجهاز محرك الأقراص. على سبيل المثال ، تقوم الأجهزة الإلكترونية بفك تشفير أوامر وحدة التحكم بالقرص الصلب ، وتثبيت سرعة دوران المحرك ، وتوليد إشارات لرؤوس الكتابة وتضخيمها من رؤوس القراءة ، وما إلى ذلك. حاليًا ، يستخدم عدد من محركات الأقراص الثابتة معالجات الإشارات الرقمية DSP (معالج الإشارة الرقمية).

أحد المكونات التي لا غنى عنها في معظم محركات الأقراص الثابتة هي المرشحات الداخلية الخاصة. لأسباب واضحة ، يعد تواتر الهواء المحيط مهمًا جدًا لتشغيل محركات الأقراص الثابتة ، حيث يمكن أن تتسبب الأوساخ أو الغبار في اصطدام الرأس بمحرك الأقراص ، مما سيؤدي بالتأكيد إلى فشلها.

كما تعلم ، يتم توفير فتحات تركيب خاصة لتركيب محركات الأقراص في وحدة النظام لأي كمبيوتر شخصي. تتميز الأبعاد الكلية لمحركات الأقراص الثابتة الحديثة بعامل الشكل. يشير عامل الشكل إلى الأبعاد الأفقية والرأسية لمحرك الأقراص الثابتة. حاليًا ، يمكن تحديد الحجم الأفقي للقرص الصلب بإحدى القيم التالية: 1.8؛ 2.5 ؛ 3.5 أو 5.25 بوصات (الحجم الفعلي لعلبة محرك الأقراص الثابتة أكبر قليلاً). عادةً ما يتميز الحجم الرأسي بمعلمات مثل الارتفاع الكامل (FH) ، أو نصف الارتفاع (HH) ، أو الارتفاع الثالث (أو Low-Profile ، LP). محركات الأقراص "الكاملة" لها أبعاد رأسية تزيد عن 3.25 "" (82.5 ملم) ، "نصف" - 1.63 "" و "منخفضة المستوى" - حوالي 1 "". يجب أن نتذكر أنه لتثبيت محرك أقراص به عامل شكل أصغر من حجرة التركيب في وحدة النظام ، سيتعين عليك استخدام حوامل خاصة.

استنتاج

يتم تطوير الصناعة الإلكترونية بوتيرة سريعة بحيث تصبح "معجزة التكنولوجيا" اليوم ، حرفياً ، بالية أخلاقياً. ومع ذلك ، تظل مبادئ بنية الكمبيوتر دون تغيير.

وفقًا للخبراء ، لن تقوم الشركة قريبًا بتزويد أجهزة الكمبيوتر الشخصية بمحركات أقراص مرنة - سيتم استبدالها بمحركات أقراص USB بذاكرة فلاش بسعة 16 ميجابايت ، والتي من المفترض في البداية أن يتم تثبيتها على أجهزة الكمبيوتر عالية الجودة ، ثم رد فعل إيجابي من المشترين ، على جميع أجهزة الكمبيوتر المكتبية. ... قامت Dell بالفعل بإزالة محركات الأقراص المرنة كمعيار قياسي في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. لم يتم تثبيت محركات الأقراص المرنة في أجهزة كمبيوتر Macintosh لمدة خمس سنوات.

قد تكون الأقراص المضغوطة وأقراص DVD في طليعة تقنيات التخزين ، ولكن محركات الأشرطة الميكانيكية القديمة نوعًا ما لا تزال تلعب دورًا مهمًا في تخزين كميات كبيرة من المعلومات. ليس هذا فقط ، هذا الدور عظيم جدًا لدرجة أن علماء IBM طوروا آلية لكتابة 1 تيرابايت (أي تريليون بايت من البيانات) على خرطوشة شريط رقمي خطي. هذا المقدار ، وفقًا للمطورين ، يزيد بحوالي 10 مرات عن أي محرك أشرطة آخر متوفر حاليًا. هذا المقدار من المعلومات يعادل 16 يومًا من التشغيل المستمر لفيديو DVD ، أو 8000 مرة أكثر من كمية المعلومات التي يحتفظ بها الدماغ البشري طوال حياته. على الرغم من صعوبة تخيل محرك أقراص في بيئة منزلية على أجهزة كمبيوتر سطح المكتب ، تظل هذه التكنولوجيا مناسبة تمامًا للشركات المتوسطة والكبيرة للنسخ الاحتياطي للبيانات ، علاوة على ذلك ، يكون الشريط أقل عرضة للقرصنة وسرقة المعلومات. تتيح أحدث التقنيات إمكانية تجميع محرك الأقراص بكثافة بيانات عالية بحيث يصبح مضغوطًا تمامًا. على المدى الطويل ، من الممكن تقليل تكلفة تخزين البيانات للشركات. بينما يبلغ متوسط ​​تكلفة تخزين المعلومات على الشريط حاليًا حوالي 1 دولار لكل جيجابايت ، فمن الممكن تقليل هذه التكلفة إلى 5 سنتات لكل جيجابايت. للمقارنة ، تبلغ تكلفة تخزين 1 غيغابايت من المعلومات على القرص الصلب الآن 8-10 دولارات ، وعلى الأجهزة التي تعتمد على أشباه الموصلات - حوالي 100 دولار لكل غيغابايت. سوف تكتسب التقنيات الجديدة لتخزين البيانات على ML دورًا مهمًا في الصناعات كثيفة المعلومات مثل ، على سبيل المثال ، التعدين أو المحفوظات. أيضًا ، تنشأ الحاجة إلى زيادة كمية المعلومات المخزنة من الشركات والعلماء في جميع التخصصات ، من الجيوفيزياء إلى علم الاجتماع. على سبيل المثال ، تتطلب المساعي الأكاديمية نظامًا يسمح بإعادة الوصول إلى البيانات على المدى الطويل مع القدرة على إنشاء نسخ متعددة ونقلها بسهولة إلى أي مكان. تم إنشاء أول محرك أقراص منذ 50 عامًا ، عندما كان تطوير طراز IBM 726 قادرًا على تخزين 1.4 ميغا بايت فقط من المعلومات ، وهو ما يتناسب الآن مع قرص مرن عادي ، وكان قطر بكرة الشريط حوالي 12 بوصة. وبالمقارنة ، فإن أحدث تطوير لشركة IBM بسعة تخزين 1 تيرا بايت يناسب خرطوشة بحجم مغلف البريد وتحتوي على ما يعادل 1500 قرص مضغوط. وفقًا لممثلي الشركة ، ستشمل خطة الإنتاج الضخم المحتمل لخراطيش تيرابايت إطلاق منتجات وسيطة على مدار عدة سنوات. خلال هذا الوقت ، من المخطط إطلاق خراطيش بحجم 200،400 ثم 600 جيجابايت.

تمكن الباحثون من صنع فيلم مغناطيسي من سبيكة من الكوبالت والكروم والبلاتين. بعد ذلك ، باستخدام حزمة أيونية مركزة ، قاموا بتقطيع الفيلم إلى "جزر" مغناطيسية مستطيلة يبلغ قطرها 26 جزءًا من المليون من المليمتر. يتوافق هذا مع كثافة تسجيل تبلغ 206 جيجابايت لكل بوصة مربعة. ومع ذلك ، في هذه الحالة لن يكون من الممكن كتابة وقراءة المعلومات مباشرة ، لأن حجم الرؤوس أكبر بكثير من حجم "الجزر". لذلك ، هناك حاجة إلى رؤوس جديدة أصغر. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة إلى التزامن الفعال لإجراءات القراءة والكتابة مع حركة الرأس. في النموذج الأولي الذي طورته شركة IBM ، يتم تنفيذ مثل هذه المزامنة ، لكن الاستخدام الواسع لمثل هذه الأنظمة سيتطلب تحسينات كبيرة في تقنية القرص الصلب.

مصادر المعلومات المستخدمة

1. Leontiev V.P. الكمبيوتر الشخصي: دليل المستخدم العالمي ، موسكو 2000.

2. فيغورنوف ف. كمبيوتر IBM الشخصي للمستخدم. الطبعة الخامسة S.-Peretburg، JSC "Koruna" 1994.

دروس خصوصية

بحاجة الى مساعدة في استكشاف موضوع؟

سيقوم خبراؤنا بتقديم المشورة أو تقديم خدمات التدريس حول الموضوعات التي تهمك.
ارسل طلبمع الإشارة إلى الموضوع الآن لمعرفة إمكانية الحصول على استشارة.

عرض تقديمي حول الموضوع: المبدأ المغناطيسي لكتابة / قراءة المعلومات

1 من 13

عرض تقديمي حول الموضوع:

الشريحة رقم 1

وصف الشريحة:

الشريحة رقم 2

وصف الشريحة:

المبدأ المغناطيسي لتسجيل المعلومات وقراءتها من أجل تخزين المعلومات على المدى الطويل ، وتراكمها ونقلها من جيل إلى جيل ، يتم استخدام الوسائط الملموسة. يمكن أن تكون الطبيعة المادية لناقلات المعلومات مختلفة: جزيئات الحمض النووي التي تخزن المعلومات الجينية ؛ الورق الذي يتم تخزين النصوص والصور عليه ؛ شريط مغناطيسي يتم تخزين المعلومات الصوتية عليه ؛ شرائط التصوير الفوتوغرافي والأفلام التي يتم تخزين المعلومات الرسومية عليها ؛ رقائق الذاكرة والأقراص المغناطيسية والليزر التي تخزن البرامج والبيانات في الكمبيوتر ، إلخ.

الشريحة رقم 3

وصف الشريحة:

معلومات الكتابة / القراءة في عملية كتابة المعلومات إلى أقراص مغناطيسية مرنة وصلبة ، يتحرك رأس محرك الأقراص ذي النواة المصنوعة من مادة مغناطيسية ناعمة (مغنطة منخفضة متبقية) على طول الطبقة المغناطيسية للوسط المغناطيسي الصلب (مغنطة عالية متبقية) ). في عملية تسجيل المعلومات ، يتم إرسال سلسلة من النبضات الكهربائية (تسلسل من الأصفار المنطقية) إلى الرأس المغناطيسي ، مما يؤدي إلى إنشاء مجال مغناطيسي في الرأس. نتيجة لذلك ، تكون عناصر سطح الناقل ممغنطة بالتسلسل (وحدة منطقية) أو غير ممغنطة (صفر منطقي). عند قراءة المعلومات ، على العكس من ذلك ، فإن المقاطع الممغنطة للحامل تسبب نبضات تيار في الرأس المغناطيسي (ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي). يتم إرسال تسلسل هذه النبضات عبر الطريق السريع إلى ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر.

الشريحة رقم 4

وصف الشريحة:

الأقراص المغناطيسية الصلبة محرك الأقراص الصلبة (المغناطيسية) ، HDD ، HMDD هو جهاز تخزين كمبيوتر غير متطاير وقابل لإعادة الكتابة. إنه جهاز تخزين البيانات الرئيسي في جميع أجهزة الكمبيوتر الحديثة تقريبًا. على عكس القرص "المرن" (القرص المرن) ، يتم تسجيل المعلومات الموجودة في محرك الأقراص الثابتة على ألواح صلبة (من الألومنيوم أو الزجاج) مغطاة بطبقة من مادة مغناطيسية حديدية ، وغالبًا ما يكون ثاني أكسيد الكروم.

الشريحة رقم 5

وصف الشريحة:

السعة المميزة هي مقدار البيانات التي يمكن تخزينها بواسطة محرك الأقراص. سعة الأجهزة الحديثة تصل إلى 2000 جيجا بايت. الحجم المادي (عامل الشكل) (البعد الإنجليزي) - يبلغ حجم جميع محركات الأقراص الحديثة (2002-2008) لأجهزة الكمبيوتر الشخصية والخوادم إما 3.5 أو 2.5 بوصة. وقت الوصول العشوائي هو الوقت الذي يضمن فيه محرك الأقراص الثابتة إجراء عملية قراءة أو كتابة على أي جزء من القرص الممغنط. سرعة المغزل هي عدد دورات المغزل في الدقيقة. يتم تعريف الموثوقية على أنها متوسط ​​الوقت بين الإخفاقات. عدد عمليات الإدخال / الإخراج في الثانية - بالنسبة للأقراص الحديثة ، يبلغ حوالي 50 نقطة تشغيل / ثانية للوصول العشوائي إلى محرك الأقراص وحوالي 100 عملية / ثانية للوصول المتسلسل.

الشريحة رقم 6

وصف الشريحة:

الميزات استهلاك الطاقة عامل مهم للأجهزة المحمولة. مستوى الضوضاء هو الضوضاء الناتجة عن ميكانيكا القيادة أثناء تشغيلها. مقاومة الصدمات (معدل الصدمات الهندسية) - مقاومة المحرك لارتفاع الضغط المفاجئ أو الصدمات ، مقاسة بوحدات الحمل الزائد المسموح به في حالة التشغيل والإيقاف. معدل النقل: مساحة القرص الداخلية: 44.2 إلى 74.5 ميجابايت / ثانية مساحة القرص الخارجي: 60.0 إلى 111.4 ميجابايت / ثانية حجم المخزن المؤقت: المخزن المؤقت عبارة عن ذاكرة وسيطة مخصصة لتنعيم الاختلافات في سرعة القراءة / الكتابة وسرعة النقل عبر الواجهة.

الشريحة رقم 7

وصف الشريحة:

يتكون القرص الصلب من المكونات الرئيسية التالية: جسم مصنوع من سبيكة متينة ، والأقراص الصلبة الفعلية (الألواح) ذات الطلاء المغناطيسي ، ووحدة الرأس مع جهاز تحديد المواقع ، ومحرك المغزل الكهربائي ، ووحدة الإلكترونيات. يتكون جهاز تحديد موضع الرأس من زوج ثابت من مغناطيس قوي ، وعادة ما يكون نيوديميوم ، ومغناطيس دائم وملف على مجموعة رأس متحركة. خلافًا للاعتقاد السائد ، فإن محركات الأقراص الثابتة ليست محكمة الإغلاق. يتواصل التجويف الداخلي لمحرك الأقراص الثابتة مع الغلاف الجوي من خلال مرشح قادر على الاحتفاظ بجزيئات صغيرة جدًا (عدة ميكرونات). يعد ذلك ضروريًا للحفاظ على ضغط ثابت داخل القرص أثناء تقلب درجات حرارة العلبة.

الشريحة رقم 8

وصف الشريحة:

مبدأ التشغيل: يشبه مبدأ تشغيل محركات الأقراص الثابتة مبدأ مسجلات الأشرطة. يتحرك سطح العمل للقرص بالنسبة إلى رأس القراءة (على سبيل المثال ، في شكل مغو مع وجود فجوة في الدائرة المغناطيسية). عندما يتم تطبيق تيار كهربائي متناوب (أثناء التسجيل) على ملف الرأس ، فإن المجال المغناطيسي المتناوب الناتج من فجوة الرأس يعمل على المغناطيس الحديدي لسطح القرص ويغير اتجاه متجه مغنطة المجال اعتمادًا على حجم الإشارة. عند القراءة ، تؤدي حركة المجالات في فجوة الرأس إلى تغيير في التدفق المغناطيسي في الدائرة المغناطيسية للرأس ، مما يؤدي إلى ظهور إشارة كهربائية متناوبة في الملف بسبب تأثير الحث الكهرومغناطيسي.

الشريحة رقم 9

وصف الشريحة:

الأقراص المرنة البلاستيكية كانت الأقراص المرنة الأولى عبارة عن أقراص بلاستيكية مرنة بقطر 8 بوصات ومغطاة بأكسيد الحديد وموضوعة في غلاف واقي ، حيث تم لصق قطعة قماش خاصة من الداخل لتنظيف سطح القرص أثناء تدويره. تم إصدار هذه الأقراص القديمة من قبل شركة IBM في عام 1971 خصيصًا لأجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام التشغيل System 370. وبالفعل ، فإن المربعات البلاستيكية الملونة التي يبلغ جانبها 3.5 بوصة (وهو ما تبدو عليه معظم الأقراص المرنة الحديثة) للوهلة الأولى ليس لديها ما تفعله مع ذلك ، يجب أن نتذكر أن هذا المصطلح يشير إلى عنصر تم إنتاجه منذ سنوات عديدة ، وقد تم إخفاءه الآن عن الأنظار لفترة طويلة ووضعه في علبة بلاستيكية. كانت الأقراص المرنة الأولى على شكل أقراص بلاستيكية مرنة بقطر 8 بوصات

الشريحة رقم 10

وصف الشريحة:

عندما أصبحت أجهزة الكمبيوتر أكثر إحكاما ، حدث نفس الشيء مع الأقراص. ظهر القرص المرن مقاس 5.25 بوصة في عام 1976. يقال إنه بنفس حجم مناديل الكوكتيل التي يستخدمها المطورون لمناقشة تفاصيل المشروع الجديد في حانة بوسطن. اليوم ، الأكثر شيوعًا هي الأقراص المرنة مقاس 3.5 بوصة التي أصدرتها شركة Sony في عام 1981. على الرغم من حقيقة أنها لم تعد تُستخدم لنقل الملفات من كمبيوتر إلى آخر ، لا تزال معظم الأجهزة بها فتحات لاستيعاب محركات الأقراص الصغيرة هذه. نتيجة لذلك ، لا يزال بعض المستخدمين الحكماء (أو ، على العكس من ذلك ، المجانين) يواصلون نسخ محتويات محركات الأقراص الثابتة الخاصة بهم إلى الأقراص المرنة.

يتم تسجيل معلومات الجهاز المنطقي في مسارات متحدة المركز (مسارات) مقسمة إلى قطاعات. يعتمد عدد المسارات والقطاعات على نوع القرص المرن وتنسيقه. يخزن القطاع الحد الأدنى من المعلومات التي يمكن كتابتها على القرص أو قراءتها. سعة القطاع ثابتة عند 512 بايت.

الشريحة رقم 13

وصف الشريحة:

مبدأ التشغيل: يتم تثبيت القرص المرن في محرك الأقراص المرنة ، ويتم تثبيته تلقائيًا فيه ، وبعد ذلك تدور آلية القيادة حتى سرعة دوران تبلغ 360 دقيقة -1. يدور القرص المرن نفسه في محرك الأقراص ، وتظل الرؤوس المغناطيسية ثابتة. يتم تدوير القرص المرن فقط عند الوصول إليه. يتم توصيل محرك الأقراص بالمعالج من خلال وحدة تحكم بالقرص المرن.

جهاز لتدمير المعلومات في حالات الطوارئ من الحاملات المغناطيسية 2C-994 "Priboy"

على ما يبدو ، حتى الطفل يدرك بالفعل أنه في عصر المعلومات الجديد لدينا ، لا يتم استثمار رأس المال الضخم كثيرًا في "وسائل الإنتاج الأساسية" (أي في المعدات والوقود والمواد الاستهلاكية والمواد الأخرى المادية تمامًا) ، كما هو الحال في المواد غير المادية مفاهيم البيانات والمعلومات والملكية الفكرية وغيرها من "الهراء". وهو أمر غالبًا ما يُحكم عليه ، نظرًا لعدم جوهره ، على نحو تافه للغاية - لا سيما بسبب انتشار القرصنة على نطاق واسع و "الانفتاح" والدعاية للعديد من مصادر المعلومات. في الوقت نفسه ، يتزايد حجم ودور "المعلومات العادلة" في العالم الحديث بمعدل ينذر بالخطر ، وأهميتها وتكلفتها بالنسبة للمهتمين تكون في بعض الأحيان أعلى بما لا يقاس من تكلفة المواد المادية بالكامل. وقد لعب تطوير تكنولوجيا الكمبيوتر دورًا كبيرًا في هذا الأمر ، حيث تم الآن طرد المصادر غير الإلكترونية لتخزين المعلومات ومعالجتها ونقلها من السوق. تتطلب اتجاهات التنمية في العالم الحديث ، من ناحية ، تحسين جودة وموثوقية أنظمة تخزين البيانات الإلكترونية بشكل مطرد. ومن ناحية أخرى ، تأكد من أنه في حالة الطوارئ ، لا تقع بياناتك الثمينة في أيدي غير مرغوب فيها. واليوم يوجد في مجال رؤيتنا جهاز يساهم فقط في المركز الأخير - أي مدمر للمعلومات من شركات نقل البيانات المغناطيسية ، ومناسب للاستخدام الشخصي والشركات على حد سواء ، بما في ذلك كجزء من جهاز كمبيوتر عادي.

نشير على الفور إلى أن الجهاز الذي تم النظر فيه هنا للتدمير الطارئ للمعلومات من الناقلات المغناطيسية "Priboy" (2C-994) ، التي تنتجها الشركة المحلية "" ويوصى به كوسيلة لحماية أماكن العمل الفردية للعمل مع المعلومات التي لا يشكل سرا من أسرار الدولة ، ولا يباع في المتاجر العادية. ولكن لا يزال من الممكن العثور عليها هناك - كجزء من أجهزة الكمبيوتر الشخصية "الأكثر شيوعًا" (وحدات النظام) لشركة IRBIS "" ، والتي زودتنا بها للاختبار.

وبناءً على ذلك ، أدى هذا الكمبيوتر إلى زيادة الأمان وهو مثالي للوكالات الحكومية والمؤسسات المالية و "الأشخاص الطيبين" فقط. :) تم تصميم جهاز إتلاف المعلومات من القرص الصلب في حالات الطوارئ ، كما قد تكون خمنت ، لتدمير المعلومات في حالات الطوارئ وتعطيل القرص الصلب المثبت في الكمبيوتر بمبادرة من المستخدم في محاولة للوصول غير المصرح به . بعد ذلك ، تضمن الشركة المصنعة أنه لن يتمكن أي جهاز كمبيوتر من التعرف على القرص الخاص بك ، ولن يتمكن أي شخص من قراءة / استعادة المعلومات المخزنة عليه. ليس للجهاز أي تأثير على تشغيل الكمبيوتر - سواء في وضع الاستعداد أو في وضع التدمير. والاندفاع يدمر المعلومات ويعطل فقط هذا القرص الصلب ، دون التأثير على المكونات الأخرى للكمبيوتر. يمكن استخدام الجهاز بغض النظر عن وضع تشغيل الكمبيوتر ، حتى إذا كان الكمبيوتر غير متصل بالشبكة.

مظهر وهيكل "الأمواج"

لا يسع المرء إلا أن يفرح بروح الدعابة التي يتمتع بها مبتكرو "Surf" ، والتي أعطت مثل هذا الاسم المضحك لجهاز قادر على "تثبيت" محرك الأقراص الثابتة في الجذر - فمن المؤكد أن الزملاء في الخارج قد توصلوا إلى شيء أكثر رعبًا مثل "المنهي - المزيل" أو ، الأسوأ من ذلك ، أنهم كانوا يسمونه باسم زوجتك / صديقتك / كلبك. :)

نظرًا لأن هذا الجهاز جزء من أجهزة كمبيوتر شركة "K-Systems" ، فمن الواضح أنه لا جدوى من الحديث عن عبوات ذات علامة تجارية وحزمة بيع بالتجزئة. لذلك ، لنفترض أن آلة التقطيع نفسها تم نقلها في صندوق صغير من الورق المقوى مع ملصق تعريف.

تشتمل مجموعة "Surf" على وحدة التقطيع نفسها ، والعديد من براغي التثبيت (لتثبيت القرص الصلب في الوحدة والوحدة نفسها في علبة الكمبيوتر الشخصي) ، ووصفًا موجزًا ​​، ومجموعة من أجهزة استقبال الراديو ولوحة التحكم عن بُعد (جهاز إرسال لاسلكي ، قطعتان) ، شريحة لحالة الكمبيوتر باللوحة الخلفية مع أدوات التحكم الضرورية والإشارة وسلك طاقة التيار المتردد.

آلة التقطيع Priboi عبارة عن كتلة مستطيلة من المعدن الثقيل مصممة للتركيب في حجرة بحجم خمس بوصات من وحدة نظام الكمبيوتر ، والتي يوجد بداخلها إلكترونيات ومغناطيس كهربائي متحكم فيه.

يوجد في الجزء العلوي من العلبة مقعد لتوصيل محرك أقراص ثابت 3.5 بوصة قابل للتدمير ("مسمر") ، ومن المفترض أن يتم تثبيت القرص الصلب "مقلوبًا" ، أي مع خروج اللوحة والجزء العلوي غطاء لأسفل - قريب تقريبًا من الفتحة في العلبة المعدنية "Surf" ، والتي (الفتحة) مغطاة بالبلاستيك (انظر الصورة أعلاه).

في هذا النموذج ، تشغل آلة التقطيع التي تحتوي على محرك أقراص ثابت مثبتة جزأين قياسيين بحجم 5 بوصات من وحدة نظام الكمبيوتر في الارتفاع (يوجد في الصورة مقصورتان سفليتان) ،

وبسبب الموقع المناسب لفتحات التثبيت الجانبية ، يمكن إخفاؤها من الأمام باستخدام الألواح الأمامية الزائفة المعتادة لأجزاء هذه الحالة (كما لو لم يكن هناك شيء ؛)).

يحتوي الجزء "الأمامي" من جسم المدمرة على فتحات تهوية فقط ، ولكن الجزء الخلفي مجهز بموصلين "خاصين" ،

أحدهما يستخدم لتزويد الطاقة (مباشرة من التيار المتردد 220 فولت ؛ "Surf" لا يستخدم أي طاقة من الكمبيوتر!) ، ويتم توصيل إشارات التحكم والإشارة الأخرى. يتم توصيل كل من الكابلات (الطاقة والإشارات) إلى الوحدة من كتيفة مثبتة على اللوحة الخلفية لحالة الكمبيوتر الشخصي.

من خلاله ، يتم إدخال سلك طاقة في العلبة ، ويوجد على الشريط نفسه مؤشر LED للإشارة إلى الحالة الحالية للجهاز وزر من خلال الضغط يمكنك من خلاله "تثبيت" محرك الأقراص الثابتة ، أي تدمير جميع البيانات عليه. ومع ذلك ، فإن الصعود "إلى الجزء الخلفي" من العلبة قد لا يكون مناسبًا جدًا لذلك (خاصة إذا كنت بحاجة إلى التصرف بسرعة ، وكانت وحدة النظام أسفل المنضدة أو في الخزانة ؛ بالمناسبة ، يجب أن تحذر من الضغط على هذا الزر أثناء إجراءات أخرى ، على سبيل المثال ، توصيل الكابلات في الخلف). لذلك ، لتسهيل تدمير البيانات ، تم تضمين وحدة تحكم عن بعد لاسلكية في Priboi ، والتي (وفقًا لبيان الشركة المصنعة) قادرة على إرسال إشارات إلى التدمير من مسافة تصل إلى 100 متر.

تتكون وحدة الراديو من جهاز إرسال صغير متصل داخل علبة الكمبيوتر الشخصي بملامسات موصل إشارة المدمرة ومزود بقطعة سلك بطول 15 سم كهوائي ، وجهاز إرسال للتحكم عن بعد بأربعة أزرار يجب الضغط عليها تسلسل للحصول على التأثير المطلوب.

تم تجهيز جهاز الاستقبال أيضًا بمصباح LED للخدمة يومض في الوقت المناسب بالضغط على الأزرار الموجودة على جهاز الإرسال (إذا كان الأخير يحتوي على بطارية عاملة ، فمن الأفضل الاهتمام بذلك مقدمًا ، لأنه لا يستخدم على نطاق واسع جدًا 12 - بطارية بتنسيق A23 فولت - بطول 28 مم وقطر 10 مم). تستخدم لوحة المرسل نفسها دائرة كهربائية صغيرة مشتركة وترانزستور واحد وأقل من عشرة عناصر راديوية سلبية.

جسد المدمرة للأسف مبرشم فلا يمكننا تفكيكه بدون تدمير من أجل دراسة الدواخل. من الواضح أن هناك وحدة إمداد بالطاقة ، وأبسط إلكترونيات تحكم ومغناطيس كهربائي متحكم فيه ، والذي يصدر دفعة قوية لإزالة المغناطيسية إلى القرص الصلب.

مبدأ التشغيل

مبدأ تشغيل "Surf" واضح تمامًا: إذا تم تخزين البيانات الموجودة على القرص الصلب في شكل أقسام ممغنطة لسطح مغناطيسي مغناطيسي ، فيجب إعادة مغناطيس هذه الأقسام أو إزالة المغناطيسية (توجيه المجالات المغناطيسية بشكل عشوائي) . من الضروري العمل محليًا على القرص بنبض مغناطيسي قوي. كانت أجهزة إزالة المغناطيسية معروفة على نطاق واسع في التكنولوجيا لفترة طويلة ، والشيء الوحيد المتبقي هو تكييف أحد هذه الأجهزة لمحركات الأقراص الثابتة للكمبيوتر وتحديد الأوضاع اللازمة لإزالة المغناطيسية / إعادة المغناطيسية.

وفي هذا المسار ، انطلقت الشركة المصنعة لـ "Priboy" ، الشركة "" (KSU). النوع الرئيسي والوحيد من نشاط هذه الشركة هو تطوير وإنتاج أجهزة مختلفة لتدمير المعلومات في حالات الطوارئ من الوسائط الممغنطة (الأقراص الصلبة ، والأقراص المرنة ، وخراطيش البث ، وأشرطة الفيديو والصوت):

• أثناء العمل مع المعلومات (حماية أي نوع من الخوادم ، بما في ذلك Rackmount 19 ″) باستخدام أجهزة Priboy و 2 C-994V في الوضع اليدوي ، ومجمع Tsunami في الوضع التلقائي.
• أثناء النقل - حالة "الظل".
• أثناء التخزين - معلومات آمنة "Mig".
• عند التخلص من الوسائط التي تحتوي على معلومات سرية - المستخدم "2C-994U".

تمتلك جامعة الملك سعود ترخيصًا من FSB في روسيا للحق في استخدام المعلومات التي تشكل سرًا للدولة ، وتراخيص اللجنة الفنية الحكومية لروسيا ، ووزارة الدفاع في الاتحاد الروسي للأنشطة في تطوير وإنتاج أدوات أمن المعلومات.

يتم اعتماد إنتاج أجهزة إتلاف البيانات وفقًا لنظام الجودة ISO-9001.

(بالمناسبة ، تمتلك الشركة المصنعة للكمبيوتر K-Systems أيضًا تراخيص وشهادات مختلفة لإنتاج المعدات لأقسام الدفاع.)

يتم تأكيد حقوق الطبع والنشر للمعدات المصنعة من خلال براءات الاختراع في روسيا وأوكرانيا. تم اعتماد وحدات التدمير الأساسية من قبل اللجنة الفنية الحكومية لروسيا ووزارة الدفاع والسجل العسكري ومعيار الدولة لروسيا للامتثال للوثيقة الوحيدة التي تنظم حاليًا تدمير المعلومات من الوسائط الممغنطة - أمر من وزارة الدفاع الاتحاد الروسي رقم 306 بتاريخ 10 أغسطس 2002.

ومن بين عملاء جامعة الملك سعود سبيربنك والبنك المركزي لروسيا ووزارة الدفاع والشؤون الداخلية ، وهما أكبر الهياكل التجارية.

لفهم العمليات الجارية بشكل أفضل ، دعونا نستشهد بمقتطفات من وصف الشركة المصنعة لمبدأ تشغيل المبيد.

"السمة المميزة للمغناطيسات الحديدية هي وجود الأحجام العيانية من المادة - المجالات ، حيث يتم توجيه اللحظات المغناطيسية للذرات (الأيونات) بنفس الطريقة. المجالات لها مغنطة عفوية (لحظات مغناطيسية) حتى في حالة عدم وجود مجال مغنط خارجي. في المغناطيس الحديدي غير المكشوف للمجالات المغناطيسية الخارجية ، عادةً ما يتم تعويض اللحظات المغناطيسية للنطاقات المختلفة بشكل متبادل ، ويكون المجال المغناطيسي الناتج عنها قريبًا من الصفر. تتميز المغناطيسات الحديدية بالتباطؤ أثناء انعكاس المغنطة بواسطة مجال مغناطيسي خارجي ، أي التأخير في التغيرات في مغنطة مادة من التغيرات في مجال المغنطة. يوضح الشكل السمة الرئيسية للمغناطيسات الحديدية - اعتماد الحث المغناطيسي فيمن التوتر حالمجال الممغنط (ما يسمى بحلقة التباطؤ).

حلقة التباطؤ المغناطيسية الحديدية.

"تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي ، هناك اتجاه للمجالات المغناطيسية الأولية الناتجة عن الحركة الدائرية للإلكترونات في ذرات وجزيئات المغناطيس الحديدي. نتيجة لذلك ، يزداد حجم المجالات المغناطيسية الموجهة في اتجاه المجال الخارجي. بعد إنهاء التأثير الخارجي ، يتم الحفاظ جزئيًا على التغييرات في حجم واتجاه المجالات المغناطيسية. يظهر مغنطة متبقية للمادة - أثر ترك في المغناطيس الحديدي بتأثير خارجي. يتم تسجيل هذا المغناطيس المتبقي للمادة الحاملة بعد ذلك بواسطة الأجهزة التي تقرأ المعلومات المسجلة.

"إن اعتماد مغنطة المغناطيس الحديدي على التغيرات في المجال المغناطيسي الخارجي غير خطي. الكمية في س يميز حالة تشبع المادة ، حيث لم تعد تؤدي الزيادة في المجال المغناطيسي الخارجي إلى تغييرات في بنية مجالها ، إلى زيادة أخرى في مغنطتها. في هذه الحالة ، يتم توجيه المجالات المغناطيسية لجميع المجالات الواقعة تحت تأثير مجال مغناطيسي خارجي بنفس الطريقة ، ويصل إجمالي مجالها المغناطيسي إلى أقصى قيمة ممكنة. الكمية Brيميز المجال المغناطيسي المحدود المتبقي (مغنطة) للمادة بعد توقف التعرض لمجال خارجي كافٍ لتشبع المغناطيس الحديدي.

"إن استخدام اعتماد المغنطة المتبقية للمواد المغناطيسية الحديدية على حجم المجال المغنطيسي الخارجي هو أساس عملية تسجيل المعلومات على الوسائط المغناطيسية. يتم تسجيل المعلومات عن طريق العمل المتسلسل لمجال مغناطيسي خارجي ، يتغير وفقًا لقانون إشارة إعلامية ، على أقسام مختلفة من الناقل ، مصنوعة في شكل سلك أو شريط أو قرص ، وقراءتها - عن طريق التسجيل المتسلسل لل المغناطيسية المتبقية من هذه الأقسام.

"إن فهم فيزياء هذه العمليات يجعل من السهل تخيل إجراء قياسي لأجهزة مختلفة" لمحو "المعلومات المسجلة. عادة ، يتم إجراء المسح عن طريق تعريض الناقل لمجال مغناطيسي خارجي عن طريق الحركة النسبية للحامل المغناطيسي ورأس مغناطيسي خاص للمسح ، يتم تزويده بتيار مباشر أو تيار عالي التردد. في الحالة الأولى ، يتم إجراء المحو عن طريق عكس مغنطة جميع أقسام حامل المعلومات بمجال مغناطيسي ثابت ، وفي الحالة الثانية - عن طريق إعادة مغناطيسها بمجال مغناطيسي متناوب. هذه الطريقة في إتلاف المعلومات بسيطة للغاية ، ولكنها تستغرق وقتًا طويلاً ، يمكن مقارنتها بطول السجل المدمر. أما بالنسبة لمصداقية تدمير المعلومات ، فهي ليست عالية. هذا يرجع إلى حقيقة أن المحايات القياسية لأجهزة التسجيل عادة لا تقدممستوى المجال المغناطيسي الخارجي المطلوب للتشبع المغناطيسي للمادة الحاملة. كقاعدة عامة ، تبقى المناطق الدقيقة (المجالات المغناطيسية ذات الحجم الصغير) ، الموجهة في اتجاه الإجراء المغناطيسي الخارجي السابق ، على أقسام سطح العمل للناقل. المغناطيسية المتبقية لهذه المناطق صغيرة نسبيًا وقد لا يتم تسجيلها بواسطة جهاز قياسي. ومع ذلك ، في تحليل مفصل للهيكل الدقيق للحقل المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة القسم الذي تم فحصه من سطح العمل للحامل ، يتم اكتشاف آثار التأثيرات المغناطيسية الخارجية السابقة بسهولة تامة. هذه الآثار تجعل من الممكن ، إذا لزم الأمر ، استعادة المعلومات التي دمرها إجراء المحو.

"يتم ضمان موثوقية أعلى قليلاً لتدمير المعلومات من خلال تسجيل معلومات جديدة على المعلومات المدمرة. ومع ذلك ، حتى في هذه الحالة ، يمكن استعادة المعلومات الأصلية بطرق خاصة. في الوقت الحاضر ، يمتلك المتخصصون تحت تصرفهم عدة طرق لاستعادة المعلومات المدمرة ، تختلف في الأساليب المادية لتسجيل البنية الدقيقة لمجالات التمغنط الخاصة بناقل المعلومات. تسمح هذه الطرق ، القابلة للتطبيق على كل من الوسط وشظاياها الفردية ، بتحليل السجلات المدمرة نتيجة لإعادة الكتابة المتعددة (حتى خمس طبقات) للمعلومات الجديدة على هذه الوسيلة.

"في كثير من الحالات ، يتم توفير موثوقية مقبولة لتدمير معلومات الكمبيوتر عن طريق إعادة تهيئة وسيط تخزين مغناطيسي: قرص مرن أو قرص صلب للكمبيوتر. ومع ذلك ، فإن هذه العملية تستغرق الكثير من الوقت ، وهي ليست مريحة دائمًا ولا تضمن أيضًا عدم إمكانية استرداد المعلومات. تسمح نفس الأساليب لدراسة البنية الدقيقة لمجالات المغناطيس للمتخصصين ، إذا لزم الأمر ، باستعادة السجل الذي تم إتلافه عن طريق إعادة التهيئة. وبالتالي ، فإن العمليات القياسية لمحو المعلومات وإعادة كتابتها في معدات تسجيل الصوت والفيديو التقليدية ، وكذلك طرق البرامج المعروفة لتدمير معلومات الكمبيوتر تتطلب الكثير من الوقت وتكون قادرة على توفير موثوقية مقبولة لتدمير المعلومات فقط من مثل هذا "برنامج استعادة المعلومات المحتمل" "التي يكون تحت تصرفها الوسائل القياسية الوحيدة لمعالجة المعلومات: الكمبيوتر الشخصي ، أو مسجل الصوت أو الفيديو ، وما إلى ذلك.

"في الوقت نفسه ، تُفرض متطلبات خاصة على جودة إتلاف المعلومات بمستوى عالٍ من السرية (على سبيل المثال ، المعلومات التي تشكل سرًا من أسرار الدولة). لمثل هذه المعلومات ، الأفكار التافهة حول محوها "الموثوق" لم تعد كافية. ضمانات محددة تماما لتدميرها ضرورية. بموجب التدمير "المضمون" للمعلومات المحمية ، يُفهم عادةً على أنه استحالة استعادتها بواسطة متخصصين مؤهلين (خبراء) باستخدام أي طرق استعادة معروفة. لتدمير مثل هذه المعلومات ، يتعين على المرء أن يلجأ إلى أجهزة مصممة خصيصًا أو غيرها ، أكثر جذرية مقارنة بأساليب تدميرها التي تم النظر فيها بالفعل.

تعتمد معظم التطورات الصناعية المعروفة حاليًا في مجال تدمير المعلومات على الوسائط المغناطيسية على إحضار مادة حامل المعلومات إلى حالة التشبع المغناطيسي. مثال على ذلك جهاز مصنوع في اليابان.SR1 ، مصمم للمسح السريع للتسجيلات الصوتية من أجهزة تسجيل الصوت الدقيقة القياسية. من خلال تصميمه ، فهو مغناطيس قوي دائم ، بين أقطابها من الضروري تمديد الكاسيت القابل للمسح يدويًا. وتجدر الإشارة إلى أننا فشلنا في العثور على أي دراسات تؤكد التدمير المضمون للمعلومات المسجلة على الكاسيت الصغير بواسطة هذا الجهاز. ومع ذلك ، فمن الواضح تمامًا أنه من أجل التدمير السريع بواسطة أجهزة مماثلة للمعلومات المسجلة على وسائط كبيرة الحجم (على سبيل المثال ، على شريط فيديو للمعيارVHS) ، ستكون هناك حاجة إلى مغناطيس دائم بأوزان وأبعاد أكبر بكثير. في كثير من الحالات ، قد يكون استخدام مثل هذه المغناطيسات غير مقبول ، حتى لأسباب بيئية.

"ينبغي الاعتراف بالكثير من الأمور الواعدة لاستخدام تدمير المعلوماتإنشاء مجال كهرومغناطيسي قوي على المدى القصير ، كافٍ للتشبع المغناطيسي للمادة الحاملة. تم تسجيل براءة اختراع هذه الطريقة لمحو السجلات عن طريق جذب الناقل بمجال مغناطيسي نابض بحجم واتجاه معينين بواسطة متخصصين محليين. وباستخدام هذه الطريقة ، تم تطوير وإنشاء إنتاج مختلف المنتجات ، بهدف محو سريع (طارئ) للمعلومات المسجلة على وسائط مغناطيسية بمختلف أنواعها ".

وهذه هي الطريقة المستخدمة في الجهاز الموصوف هنا. تتضح جدية نهج مبتكري "Priboy" على الأقل من حقيقة أن مطوريها حصلوا في عام 2003 على براءة اختراع روسية لنموذج منفعة رقم 32628:

في وصف براءة الاختراع ، على وجه الخصوص ، يُقال إن الجهاز الخاص بمسح السجل من حامل المعلومات المغناطيسية يتكون من وحدة تحكم لعملية المسح ، وحلقتي تشكيل مجال مغناطيسي على الأقل وجهازي استشعار لوقت السعة معلمات المجال المغناطيسي. تحتوي كل دائرة على مصدر طاقة ، ومفتاح ، ومكثف ، وملف الحث ، وتشكل ملفات الحث للدائرتين المشار إليهما ملفًا لولبيًا ، يوجد بداخله حامل بيانات مغناطيسي. يتم تثبيت الملفات بحيث تكون نواقل المجالات المغناطيسية لهذه الدوائر موازية لبعضها البعض وعمودية على متجه المجال المغناطيسي المتولد أثناء التسجيل على وسط مغناطيسي.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للجهاز استخدام ملفات مختلفة الأشكال والتداخل ، وتبريد جهاز تخزين بجهاز استشعار درجة الحرارة وجسر الصمام الثنائي في كل دائرة ، ويمكن تغيير الزاوية بين متجهات المجال المغناطيسي للدوائر في بعض الحالات للتوجيه (للحصول على التفاصيل ، يمكن للراغبين الرجوع إلى المصدر الأصلي - براءة الاختراع الوصفية).

لذلك ، على سبيل المثال ، وفقًا لشهادة المطابقة الصادرة عن وزارة الدفاع في الاتحاد الروسي ، تلبي أجهزة سلسلة C-994 2 المتطلبات الخاصة لأجهزة تدمير المعلومات على الوسائط المغناطيسية مع اتجاه ناقل الحث المغناطيسي ، مما يؤدي إلى محو حقل مغناطيسي طولياطائرة الناقل. وفي الوقت نفسه ، نحن ندرك جيدًا أن الأقراص الصلبة ذات التسجيل المغناطيسي العمودي قد بدأت بالفعل في العمل ، حيث سيتعين تطبيق ناقل مجال مغناطيسي مختلف لمحو المعلومات. ومن المثير للاهتمام أن "Priboy" سيتم تكييفها مع هذه الأقراص الجديدة ، مما يشير إلى المواصفات الجديدة للتطبيق؟ أو سيتعين على المستخدم نفسه معرفة أنه من الأفضل عدم استخدام الأقراص الجديدة ذات التسجيل المغناطيسي العمودي باعتبارها "مدمرة بشكل عاجل" لتخزين معلومات مهمة بشكل خاص؟ ؛)

لسوء الحظ ، لم نتمكن في الوقت الحالي من التحقق من مدى موثوقية عمل Priboy مع محركات الأقراص الثابتة باستخدام التسجيل المغناطيسي العمودي الجديد - نظرًا لعدم وجود عينات مناسبة لهذا الغرض. :) دعونا نأمل أن نتمكن من القيام بذلك في المستقبل القريب. في غضون ذلك ، قمنا باختبار Surf بالتفصيل على محركات الأقراص الصلبة التقليدية بثلاث بوصات مع التسجيل المغناطيسي الطولي.

اختبارات

تستغرق عملية اختبار آلة التقطيع بضع ثوان. :) على الرغم من أن التحضير للاختبارات استغرق الكثير من الوقت.

كما فهمت بالفعل ، يتم تشغيل الوحدة نفسها من شبكة 220 فولت (بالمناسبة ، لهذا السبب يوصى بشدة أن يتم تشغيلها من مصدر طاقة غير متقطع ، والذي سيوفر في حالة الطوارئ وقتًا كافيًا لتدمير بياناتك ). عند الاتصال بالشبكة ، يبدأ مؤشر LED الموجود على اللوحة الخارجية لجهاز التقطيع (الموجود على اللوحة الخلفية لحالة الكمبيوتر) في الوميض باللون الأحمر.

هذا يعني أن آلة التقطيع تدخل في وضع التشغيل ، والذي يتم ضبطه في أقل من دقيقة ، والذي يتم الإشارة إليه بعدة أصوات تنبيه قصيرة وتغيير في ضوء LED إلى اللون الأخضر الثابت.

الوحدة جاهزة الآن لأداء وظائف القرص الصلب Terminator. :)

يمكن تنفيذ التنفيذ عن طريق الاتصال المباشر (بالضغط على زر على شريط تمديد المبيد) ، وعدم الاتصال - باستخدام جهاز إرسال لاسلكي ، يعمل ، وفقًا للشركة المصنعة ، على مسافة تصل إلى 100 متر. لتلقي إشارة راديو ، يتم استخدام كتلة بلاستيكية صغيرة بسلك هوائي يبلغ طوله 15 سم ومصباح LED يومض عند الضغط على الأزرار الموجودة بجهاز التحكم عن بُعد. من أجل تجنب التشغيل العرضي ، يكون ترتيب الضغط على الأزرار لتشغيل المدمرة أمرًا عاديًا: أولاً ، يجب عليك الضغط على الزر الكبير (بينما تبدأ كتلة "Surf" في إصدار صوت تنبيه باستمرار) ، ثم الضغط على الأزرار الثلاثة الأخرى في تسلسل.

أثناء تشغيل المدمرة ، تُسمع صدمة ميكانيكية عالية جدًا (تسبب نبضة مغناطيسية قصيرة) ، وبعد ذلك يبدأ الجهاز في إصدار صوت تنبيه متقطع وميض مؤشر LED أخضر حتى يتم فصله عن الشبكة. في الوقت نفسه ، يمكن توصيل القرص الصلب بجهاز كمبيوتر قيد التشغيل وحتى العمل بنفسه - لن يتأثر الكمبيوتر (يتم فحصه شخصيًا) ، على الرغم من أنه بعد تشغيل آلة التقطيع ، يبدأ القرص في النقر فوق رؤوسه بشكل محموم ، محاولًا العثور على على الأقل بعض المعلومات حول الأطباق ، ونظام التشغيل ، إذا تم تمهيده من محرك الأقراص هذا واستخدم ملف المبادلة عليه ، بالطبع ، سيتعطل.

يحتوي هذا الملف (100 ثانية ، 500 كيلو بايت) على أصوات المدمرة من لحظة توصيلها بالشبكة ، وإشارة الاستعداد ، والنقر النبضي ، وحتى صرير محرك الأقراص الثابتة المتعطل. :)

إذن ماذا يحدث لمحرك الأقراص نفسه؟ أطلقنا ، على سبيل المثال ، برنامج Victoria (تناظرية أكثر تقدمًا من MHDD الشهير) ونرى أنه لم يعد من الممكن قراءة كل ما يلزم قراءته من اللوحات المغناطيسية ، بما في ذلك اسم الطراز والرقم التسلسلي والحجم والتكوين من محرك الأقراص (الشركة المصنعة ، الاسم سلسلةولا يزال رقم إصدار البرنامج الثابت القديم يقرأ - من لوحة تحكم محرك الأقراص).

برنامج فيكتوريا القيادة قبل التدمير

بالطبع ، لا توجد معلومات حول الأقسام الموجودة مسبقًا على القرص. علاوة على ذلك ، لا يمكن قراءة المعلومات الموجودة على القرص (القطاعات) حتى من خلال البرامج منخفضة المستوى مثل ، على سبيل المثال ، MHDD و Victoria ، نظرًا لأنهم لا يرون أي قطاعات عليها (على سبيل المثال ، لا يوجد عنوان LBA و CHS ، وعلى ما يبدو ، يتم فقد جميع معلومات الخدمة وحتى ترميز المؤازرة).

من الواضح أن القرص غير مرئي في إعداد BIOS لوحدة تحكم المضيف (واللوحة الأم) أيضًا. استخدام لوحة التحكم هو نفسه تمامًا ، لكن محرك الأقراص الثابتة العامل لا يحفظ.

من الواضح أنه في مختبر الاختبار لدينا لا نمتلك كل القدرات المهنية الغنية لاستعادة البيانات من الوسائط المغناطيسية. سيكون من الأفضل ، بالطبع ، الانتقال مع محركات الأقراص الثابتة المدمرة إلى "القسم السري" الخاص لـ FAPSI (والذي يطلق عليه الآن اسمًا مختلفًا) و "بعيدًا عن الصداقة القديمة" (التي لا يزال البعض يشك فينا باستمرار ؛)) اطلب التحقق من مدى جودة محو كل شيء ("مسمر"). وإصدار رأي مكتوب في هذا الشأن. :) ومع ذلك ، لم نلهي هؤلاء المتخصصين الجادين بهراءنا ، خاصة وأن اختبارات واستنتاجات مماثلة على Priboy قد تم إجراؤها واستلامها بالفعل - من قبل الشركة المصنعة نفسها ، انظر الشهادات أعلاه. لقد فعلنا شيئًا أبسط - أخذنا الأقراص إلى مختبرات محلية خاصة (تجارية) معروفة جيدًا لاستعادة البيانات من الأقراص الصلبة (حاولنا اختيار بعض من أفضلها) ، وتحت الذريعة المعتادة (أي دون تكريسها) لبحثنا) ، لاستعادة البيانات من البراغي المقطوعة. الجواب ، أعتقد أنك خمنته - لم ينجحوا في فعل أي شيء! (وبكلمات أقسم قاموا بخدش اللفت حول عدم إمكانية قراءة نظام الخدمة تمامًا وعلامات المؤازرة باستخدام ميكانيكا وإلكترونيات جيدة ، أعتقد أنه يمكنك أيضًا تخيل ... :) نطلب منهم أن يغفروا لنا على هذا. ؛))

مع قرص واحد تم فرزها. وماذا يحدث للأجسام المجاورة خلال هذه النبضة المغناطيسية؟ للقيام بذلك ، أجريت اختبارات عن طريق وضع محركات الأقراص الثابتة بالقرب من جوانب المدمرة ، وكذلك تحتها مباشرة - بعد كل شيء ، في وحدة نظام حقيقية ، يمكن وضع قرص آخر في فتحة بحجم 3 بوصات أو في الهاتف المحمول رف تحت "فاصل" ...

أظهر الفحص أن القرص الصلب الموجود مباشرة أسفل آلة التقطيع لم يتضرر على الإطلاق - تمت قراءة المعلومات الموجودة عليه دون أي صعوبة في مستكشف Windows العادي ، ومقارنة بايت بمحتويات القطاعات قبل وبعد أظهر إعدام جارتها "العليا" مصادفة كاملة للسجلات. علاوة على ذلك ، لم تتأثر الأقراص الموضوعة بالقرب من جوانب جهاز التدمير.

كانت التجربة التالية هي محاولة قلي "شطيرة" - أي عندما يكون القرص الثاني أعلى القرص الرئيسي المراد تدميره. في الواقع ، في نظام حقيقي ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون رف متحرك به محرك أقراص ثابتة أعلى المدمرة في وحدة النظام مباشرةً.

أظهر الفحص أن القرص الذي يعمل بمثابة "كافيار" ، أي ، يوضع فوق أول قرص يتم تدميره ، يظل سليمًا تمامًا ، بغض النظر عن الجانب (أعلى أو أسفل) الذي يقع (نحن نتحدث عن أقراص عامل الشكل القياسي لهذه السماكة 25.4 مم).

علاوة على ذلك ، أجريت تجربة أخرى ، حيث قمت بوضع القرص الصلب المدمر في "Surf" ليس مع رفع اللوحة (كما هو مطلوب) ، ولكن مع وضع اللوحة لأسفل.

بعد أول نبضة مغناطيسية ، ظل هذا القرص سليما! ولم تتأثر المعلومات المتعلقة به. ومع ذلك ، بعد "الطلقة" المتكررة من الدافع المغناطيسي في عملأحرق محرك الأقراص (الذي يدور فقط) فجأة وحدة التحكم الخاصة به - تم تفحيم المحرك المشؤوم (لسلسلة DiamondMax Plus 9) Smooth L7250E ، بالإضافة إلى الدائرة الدقيقة لمحول الجهد على متن الطائرة.

ربما كان السبب في ذلك هو حرارة موسكو والسخونة الزائدة للحاويات الساخنة بالفعل لهاتين الدائرتين المصغرتين. ومع ذلك ، فإن استبدال وحدة التحكم في هذا القرص بأخرى صالحة للخدمة أظهر أن المعلومات الموجودة على القرص كانت سليمة مرة أخرى! تم تكرار الدافع على القرص الصلب المستعاد (مع تبريد وحدة التحكم الجديدة بالفعل). وتحترق وحدة التحكم مرة أخرى (هذه المرة تم تفحم وتدخين Smooth فقط)! ومع ذلك ، فإن الاستبدال التالي لوحدة التحكم بأخرى صالحة للخدمة أظهر أن المعلومات الموجودة على القرص هذه المرة لم يتم إتلافها! أخيرًا ، تم قلب القرص رأسًا على عقب (كما ينبغي أن يكون للتدمير) وتكرر الدافع (مرة أخرى مع محرك أقراص ثابت دوار): هذه المرة ، سقط كل شيء في مكانه - تم تدمير المعلومات الموجودة على القرص بأمان ، ووحدة التحكم لم يتضرر وتم إعادته بنجاح إلى قرص عمل تمت إزالته منه لإجراء التجارب. وبالتالي ، من أجل التشغيل السليم (بالإضافة إلى السلامة من الحرائق وسلامة إلكترونيات القرص الصلب) قرص به معلومات مدمرة بالضرورةيجب وضعها على "Surf" مع وحدة التحكم لأعلى ، كما هو موضح في بداية المقال. والقرص الصلب ، الذي يقع عن طريق الخطأ فوق القرص المدمر ، من حيث المبدأ ، ليس مهددًا عمليًا ، ولا ينبغي أن تتلف المعلومات الموجودة به بواسطة نبضة مغناطيسية من "Surf".

بصراحة ، فيما يتعلق بالتجربة الأخيرة ، قد يطرح السؤال ، ما مدى موثوقية تدمير المعلومات على محركات الأقراص الصلبة الحديثة باستخدام ، على سبيل المثال ، 4-5 أطباق مغناطيسية ، بعضها أقرب إلى وحدة التحكم من سطح القرص العلوي ؟ على ما يبدو ، سيكون كل شيء على ما يرام في الفطائر الأقرب إلى "الأمواج" ، ولكن على الألواح البعيدة ستكون قوة النبض المغناطيسي أقل بشكل ملحوظ ، وقد تعاني أقل. لسوء الحظ ، لم تتح لي الفرصة للتحقق من هذا الموقف عن طريق وضع 400-500 غيغا بايت من الوحوش الباهظة تحت السكين ، ثم محاولة قراءة اللوحات "البعيدة" بشكل منفصل ، لم تتح لي الفرصة ، في هذه الحالة أصبحت خالية ذات الصلة).

بالطبع ، يمكن أن يعمل الدافع المغناطيسي للتصفح ليس فقط على محركات الأقراص الثابتة ، ولكن أيضًا على ناقلات مغناطيسية أخرى. لذلك ، إذا وضعت قرصًا مرنًا عاديًا بدلاً من محرك الأقراص الثابتة ، فلن يبقى شيء عليه. :) الذي تم فحصه على الفور. علاوة على ذلك ، إذا كانت الأقراص المرنة أعلى أو أسفل أو جانب آلة التقطيع (انظر الصورة) ،

ثم لا يحدث شيء للمعلومات الموجودة عليها (والتي تؤكد مرة أخرى "العمل قصير المدى" للحقل المغناطيسي للمبيد). بالمناسبة ، على عكس القرص الصلب ، من السهل إعادة تهيئة القرص المرن بعد هذا المسح الكامل (على سبيل المثال ، تحت DOS). حتى أنني تمكنت من استعادة العديد من الأقراص المرنة التي كانت لا تعمل سابقًا بهذه الطريقة. ؛)

استنتاج

لذلك ، تؤكد الاختبارات أن الجهاز الحاصل على براءة اختراع للتدمير الطارئ للمعلومات من الناقلات المغناطيسية "Priboy" (2C-994) ، التي أنتجها الحرفيون المحليون والمستخدمة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية المحلية IRBIS التابعة لشركة "K-Systems" (وعلى ما يبدو ، والبعض الآخر) ، تتواءم مع واجباتهم و "مسامير" المعلومات الموجودة على القرص الصلب إلى مستوى عدم قابلية القراءة الكاملة. يحتوي الجهاز على وظائف مدروسة جيدًا ومريحة إلى حد ما مع مزود الطاقة الخاص به (على الرغم من أن البطارية المدمجة لن تكون ضرورية) وإمكانية حذف بيانات الطوارئ عن بُعد (حتى 100 متر). على ما يبدو ، يمكن تحسين بعض النقاط الثانوية (على سبيل المثال ، لجعل زر التدمير الميكانيكي الموجود على اللوحة الخلفية لا يسهل الوصول إليه ، قم بإضافة بطارية ، وتقليل الحجم ، وما إلى ذلك). وحتى التفكير في التحسينات (على سبيل المثال ، يتم تخزين البيانات المهمة بشكل متزايد على مصفوفات RAID 1 ، ولن تتمكن "Surf" من تدمير كلا القرصين في نفس الوقت). لكن بشكل عام ، يمكن أن تكون الأجهزة من هذه الفئة مفيدة جدًا في عدد من الحالات وتضيف جاذبية لأجهزة الكمبيوتر الشخصية المصممة للعمل مع المعلومات التي تشكل سرًا معينًا.

نشكر الشركة "" على مدمرة Priboi المقدمة للاختبار ونشكر شخصيًا Sergey Davydov (Maxtor) على الأقراص الصلبة المقدمة للتدمير :)