1.3 Unități magnetice

Clasificarea și caracteristicile de bază ale unităților. Dispozitive care diferă în ceea ce privește tipul de suport, metoda de înregistrare și natura utilizării informațiilor, metoda de acces etc. sunt utilizate ca OVC.

După tipul de transportator, există o distincție între VCU-uri cu un transportator mobil și staționar. Dacă căutarea, înregistrarea și citirea informațiilor sunt însoțite de mișcarea mecanică a suportului, atunci astfel de VCU-uri sunt numite unități cu un mediu mobil (unități pe discuri magnetice NMD), discuri optice (GCD), benzi magnetice (NML). Dacă nu se produce nicio mișcare mecanică în timpul căutării, înregistrării, citirii, atunci VCU este o unitate cu un mediu staționar (unități bazate pe domenii magnetice cilindrice - CMD). Mai puțin frecvent, înregistrarea volumetrică este utilizată în OVC - dispozitive de memorie semiconductoare, dispozitive cuplate la încărcare.

Conform metodei de înregistrare, se distinge TOC cu înregistrare magnetică și optică (magneto-optică).

Prin natura utilizării informațiilor - OVC-uri permanente, care permit doar citirea informațiilor, OVC-uri cu o singură scriere (după care numai citire) și scriere multiplă (un număr arbitrar de înregistrări și citiri).

Prin acces la informație - unități cu acces secvențial și direct.

OVC se caracterizează de obicei prin următorii parametri:

− capacitate de memorie;

− lățimea de bandă sau viteza de citire-scriere;

− timpul de acces, adică intervalul de timp de la momentul solicitării până la momentul emiterii blocului.

Densitatea de scriere OVC b. Aici, se înțelege numărul de biți de informații înregistrate pe o suprafață unitară a suportului; Acest densitatea suprafeței... Distingeți, de asemenea densitatea longitudinală bl, bit / mm, adică numărul de biți pe unitatea de lungime a mediului de-a lungul vectorului de viteză de mișcare și densitatea transversală bq, bit / mm, adică numărul de biți pe unitatea de lungime a mediului în direcția perpendiculară pe vectorul viteză.

Densitatea înregistrării determină dimensiunile geometrice ale unității, parametrii de performanță ai acesteia, precum și cantitatea de memorie.

Principiul înregistrării informațiilor pe o suprafață magnetică. Ca mediu de stocare în dispozitivele de înregistrare magnetică, se folosesc acoperiri cu pulbere și galvanice, depuse pe un mediu nemagnetic - un substrat. Lavsan este utilizat ca substrat pentru benzile magnetice. Metoda de scriere / citire în NML este contactul, capul magnetic este în contact mecanic cu purtătorul magnetic.

Discurile și tamburile magnetice sunt acoperite cu acoperiri metalice pe bază de nichel, cobalt, tungsten. Grosimea acoperirii variază de la 0,01 la 1 micron.

Discurile magnetice flexibile (dischete) sunt decupate din bandă magnetică. În unitățile de dischetă (dischete), se folosește și metoda de contact, spre deosebire de unitățile de hard disk (HDD) și hard disk-urile, unde metoda de citire a scrierii este fără contact.

Pentru magnetizarea secțiunilor individuale ale stratului magnetic în scopul înregistrării, se folosește un cap magnetic sau un bloc de capete magnetice, format dintr-un miez magnetic cu un spațiu și un inductor înfășurat în jurul său.

Unități de dischetă. Dispozitivul (NGMD) (Figura 1.19) include HMD, cinci sisteme principale (mecanism de acționare, mecanism de poziționare, mecanism de centrare și fixare, sistem de control și monitorizare, sistem de citire-scriere) și trei senzori speciali (senzor orificiu index, senzor inhibare scriere , pista senzorului 00).

Suprafața utilizabilă a unui disc este un set de piese situate la un anumit pas. Pistele sunt numerotate din exterior (pistă). Poziția pistei 00 este determinată în unitate folosind un senzor fotoelectric special. Pista în sine este împărțită în secțiuni de înregistrare separate de lungime egală - sectoare. Începutul secțiunilor de citire-scriere de pe piese este determinat de o gaură circulară specială de pe disc. Când gaura indexului trece sub fereastra corespunzătoare a casetei în timpul rotației discului, un alt senzor fotoelectric generează un impuls electric scurt, care detectează poziția de început a pistei.

Există două metode principale de înregistrare în unitatea de dischetă: metoda modulației de frecvență (FM) și metoda FM modificată.

Adaptoare pentru dischetă. Adaptorul unității de dischetă traduce comenzile provenite de la BIOS ROM în semnale electrice care controlează unitatea de dischetă și, de asemenea, convertește fluxul de impulsuri citite de pe discheta MG în informații percepute de PC. Structural, electronica adaptorului poate fi plasată pe placa de sistem. Una din opțiunile pentru construirea unei diagrame structurale a adaptorului pentru unitate de dischetă este prezentată în Figura 1.20.

Principalul bloc funcțional al adaptorului de unitate de dischetă este controlerul de unitate de dischetă, care este de obicei implementat structural sub forma unui LSI (circuite integrate 8272 Intel, 765 NEC etc.). Acest controler oferă control asupra operațiunilor unității de dischetă și determină condițiile de schimb cu procesorul central.

Controlerul unității de dischetă efectuează următorul set de comenzi: poziționare, formatare, citire, scriere, verificarea stării unității de dischetă etc. Fiecare comandă este executată în trei faze: pregătitoare, de execuție și finală.

Unități zip.Unitățile zip sunt disponibile în modele interne SCSI și ATAPI și dispozitive externe cu interfețe paralele sau SCSI și USB. Unitățile Zip au o capacitate maximă de 250 MB (acceptate de toate unitățile, cu excepția modelului USB). Rata de schimb maximă a primelor modele Zip a ajuns la 1,4 MB / s, timpul mediu de acces a fost de aproximativ 30 ms. Modelele mai noi sunt puțin mai rapide. În ceea ce privește caracteristicile lor de viteză, acestea sunt comparabile cu, de exemplu, unitățile moderne de înregistrare CD-RW, ușor inferioare lor în ceea ce privește viteza de citire și timpul de acces pe disc, dar în același timp depășește viteza de scriere.

O altă opțiune pentru unitățile amovibile bazată pe utilizarea discurilor magnetice soft este așa-numita tehnologie flop. Această soluție implică faptul că poziționarea capului de citire / scriere se realizează utilizând un fascicul laser pe servo-pistă, iar operațiunile de citire și scriere sunt efectuate în sine într-un mod magnetic standard.

Dispozitivele moderne au o rată de transfer de date de 1,1 MB / s (ATAPI). Pentru unitățile SCSI, această cifră este chiar mai mare - până la 4 MB.

Streamere.Sunt folosite pentru arhivare sau copiere de rezervă, deoarece sunt ținute pe bandă magnetică. (film de lavsan, poliester sau acetat) acoperit cu ferolac aplicat într-un câmp magnetic pentru a orienta domeniile plate de-a lungul axei magnetizării ușoare.

În funcție de tipul de unitate și, în consecință, de suport, se utilizează benzi de diferite lățimi și lungimi, variind de la 3,61 mm pentru mini-casete la 35 mm pentru bobine (bobine). Cea mai utilizată bandă are o lățime de 12,7 mm; cu o lățime mai mare, apar distorsiuni ale benzii și blocul capetelor magnetice devine mai complicat. Amplasarea informațiilor depinde de lățimea benzii. Pe casetele înguste, informațiile sunt înregistrate într-un cod secvențial, pe casetele largi - în paralel. Se folosește și scrierea cu cod paralel-serial.

Figura 1.21 prezintă plasarea informațiilor pe ML pentru înregistrarea secvențială-paralelă pe 11 piese. Fiecare pistă are propriul său cap magnetic: 8 capete de informații, un cap de impuls de sincronizare, un cap de pornire a zonei.Majoritatea timpului este petrecut în căutarea unei zone - poate dura până la câteva minute, în funcție de locația zonei dorite pe bandă. Mecanismele de transport ale benzii asigură avansul benzii la viteze de la 0,9 la 6,3 m / s. și viteza schimbului de informații de la 30 Kbytes / s la 1,5 Mbytes / s. Pentru a asigura o pornire și o oprire rapidă a benzii în mecanismul de acționare a benzii NML există coloane de vid, care sunt dispozitive tampon care conțin o anumită sursă de bandă sub forma unei bucle de compensare.

dar) plasarea zonelor de lungime arbitrară pe bandă;

b) plasarea informațiilor în zonă

Figura 1.21 - Plasarea informațiilor într-o formă serială-paralelă de plasare a informațiilor pe o bandă magnetică NML

Controlerele NML îndeplinesc funcțiile de control al modurilor de operare ale unității în funcție de comenzile primite de la computer. Controlerele NML sunt standardizate și vă permit să conectați până la 8 unități de diferite tipuri în orice combinație la canalul computerului.

NML sunt conectate la controler utilizând o interfață standard. Cele mai frecvent utilizate sunt 8 autobuze de control, 4 autobuze de stare și 8 autobuze de răspuns. Autobuzele de control și autobuzele de caracteristici sunt comune tuturor LML-urilor conectate la controler.

Unități optice și magneto-optice. Dispozitivele de stocare externe optice au o densitate mare de înregistrare a informațiilor, mai multe ordine de mărime mai mari decât densitatea VCD-urilor magnetice, deoarece pentru înregistrarea unui bit, o secțiune pe un purtător cu dimensiuni de ordinul lungimii de undă a luminii emise de laser ( aproximativ 0,5 μm) este suficient. Acest tip de memorie externă are performanțe și fiabilitate ridicate.

Atât înregistrarea pe un suport optic - un disc optic, cât și redarea de pe acesta sunt efectuate de un fascicul laser. Laserele sunt capabile să genereze și să amplifice oscilații electromagnetice în intervalele de 0,4 mm ... 0,78 μm (partea infraroșie a spectrului optic, acestea sunt masere), 0,78 ... 0,38 μm (unde de lumină vizibile) și 0,38. nm (partea ultravioletă a spectrului).

Un disc optic digital constă dintr-un strat de lucru (înregistrare, informațional), pe care se aplică o semnalogramă informațională sub forma anumitor alternanțe ale stărilor sale și o bază pe care se află acest strat de lucru. Figura 1.22 prezintă proiectarea unui CD pe două fețe Philips, în care două baze transparente cu straturi de lucru sunt conectate împreună și formează un spațiu închis pentru straturile de lucru.

Figura 1.22 - Proiectarea unui disc optic pe două fețe

Există un strat de oglindă reflectorizant și un spațiu de aer. Suportul este din plastic. Telurul și aliajele sale, un aliaj de seleniu, indiu, cupru, aluminiu, nichel și zinc sunt utilizate ca material al stratului de lucru.

Designul capului optic conceput pentru înregistrarea și citirea discurilor este prezentat în Figura 1.23. Cele mai comune CD-uri au un diametru de 119 mm (4,7 inci). Un disc de scriere o dată cu acest diametru conține 550 sau 680 MB. De asemenea, sunt produse discuri cu un diametru de 80 mm cu o capacitate de 200 MB.

Figura 1.23 - Cap optic de tip combinat pentru discuri regrababile

Înregistratoarele funcționează în trei moduri. În modul single-session, întregul disc trebuie înregistrat într-o singură trecere fără întrerupere. Modul multi-sesiune vă permite să înregistrați date în mai multe sesiuni, ca urmare a cărora informațiile de pe disc sunt prezentate sub formă de volume separate, asemănătoare partițiilor logice ale hard diskului, iar modul incremental vă permite să scrieți o parte a datelor, opriți-vă și apoi continuați înregistrarea.

Discul optic VCU constă din două părți: o unitate de disc optic (GCD) și o unitate de control (UU), prezentate în figura 1.24.

Figura 1.24 - Diagrama bloc generalizată a unui disc optic VCU

Unitatea efectuează procesele de înregistrare, stocare, citire, ștergere și căutare a informațiilor.

Comunicare între UU și GCDefectuate de autobuze: comenzi, stare, adresă și pe linii: înregistrarea datelor, datele de redare, sincronizarea datelor de redare.

Canal de înregistrare- reproducerea (KZV) este o parte a canalului de informații al VCU pe OD. Cu ajutorul acestuia, se realizează înregistrarea și reproducerea informațiilor pe OD. Se compune dintr-o parte optică și una electrică. Partea optică a canalului se numește cap optic (OG).

Piesă electrică a KZV în timpul procesului de înregistrare convertește semnalele de informații care vin de la controler într-o formă adecvată pentru înregistrarea pe OD și controlează direct implementarea procesului de înregistrare prin schimbarea intensității fasciculului laser incident pe punctul de înregistrare al OD în conformitate cu semnalele informaționale. În timpul redării, partea electrică a KZV procesează semnalele electrice provenite de la fotodetector: le generează, detectează, recunoaște și le transmite controlerului.

Unitățile MO de mare viteză în modurile de scriere și citire utilizează o memorie cache tampon mare (de la 4 MB).

Sistemul de recuperare a informațiilor din GCD include un poziționator optic al capului, o unitate OD și, în cazul GCD multi-disc, un sistem pentru stocarea, selectarea și schimbarea OD.

Dispozitivul de poziționare a gazelor de eșapament este utilizat pentru a muta gazele de eșapament pe o pistă OD predeterminată și pentru a menține fasciculul de lumină pe pistă în timpul înregistrării și redării.

Figura 1.25 prezintă o diagramă bloc a unui CD-ROM.

Figura 1.25 - Schema bloc a CD-ROM-ului

Compus:

- controlul rotației servo servo;

- servo poziționarea dispozitivului de citire laser;

- sistem servo de focalizare automată;

- servo sistem de urmărire radială;

- sistem de citire;

- circuit de control al diodei laser.

Sistemul de servocontrol pentru rotația discului asigură constanța vitezei liniare de mișcare a pistei citite pe disc în raport cu punctul laser. Semnele caracteristice ale bunei munci sunt faze trasate clar:

– pornirea și accelerarea rotației discului;

– modul de rotație în staționare;

– interval de frânare până la o oprire completă;

– scoaterea discului de tava de transport și scoaterea acestuia din unitate.

Figura 1.26 prezintă structura legăturilor sistemului de citire a informațiilor optoelectronice.

Figura 1.26 - Structura legăturilor sistemului optoelectronic

citirea informațiilor

Sistemul servo pentru poziționarea capului de citire a informațiilor oferă o apropiere lină a capului de pista de înregistrare specificată, cu o eroare care nu depășește jumătate din lățimea pistei în modurile de căutare a informației necesare și a redării normale. Sistemul servo de urmărire radial asigură păstrarea fasciculului laser pe cale și condiții optime pentru citirea informațiilor.

Controlul și controlul mișcării verticale a obiectivului de focalizare se efectuează sub influența servo-focalizării. Acest sistem asigură focalizarea precisă a fasciculului laser în timpul funcționării pe suprafața de lucru a discului.

Sistemul de citire a informațiilor conține o matrice de fotodetectori și amplificatoare de semnal diferențial. Funcționarea normală a acestui sistem poate fi judecată prin prezența semnalelor de înaltă frecvență la ieșirea sa când discul se rotește.

Sistemul de control al diodei laser asigură curentul nominal de excitație a diodei în modurile de pornire a discului și citirea informațiilor. Un semn al funcționării normale a sistemului este prezența unui semnal RF cu o amplitudine de aproximativ 1 V la ieșirea sistemului de citire.

OVC pe materiale care conțin CMD. Domeniile magnetice cilindrice (CMD) sunt regiuni izolate uniform magnetizate ale unui magnet sub formă de cilindri circulari, direcția vectorului de magnetizare în care este opusă direcției de magnetizare a restului magnetului.

Pentru a crea un CMD, în practică, se folosesc plăci subțiri plan-paralele depuse pe un substrat - pelicule (cu grosimea de 1 până la 100 μm) de materiale magnetice cu anizotropie indusă în timpul procesului de fabricație, având o inducție reziduală mică a ordinului de 0,01 - 0,02 Tesla.

OVC bazat pe holografie. Utilizarea tehnologiei laser pentru introducerea, stocarea și emiterea informațiilor sub formă de imagini volumetrice a făcut posibilă crearea dispozitivelor de afișare holografice (CO). Capacitatea de memorie a dispozitivelor de stocare holografică este practic nelimitată: densitatea de înregistrare teoretic realizabilă cu ajutorul hologramelor bidimensionale este de 410 8 biți / cm2, iar cu ajutorul hologramei de volum - 41012 biți / cm 3.

Memorie externă (pe termen lung)

Funcția principală a memoriei externe a unui computer este capacitatea de a stoca o cantitate mare de informații (programe, documente, clipuri audio și video etc.) pentru o lungă perioadă de timp. Se numește dispozitivul care asigură înregistrarea / citirea informațiilor depozitare, sau unitate disc, iar informațiile sunt stocate pe transportatori(de exemplu, dischete).

Principiul magnetic al înregistrării și citirii informațiilor.În unitățile de dischetă (floppy disk-uri) și hard disk-urile (HDD-uri) sau hard diskurile, înregistrarea informațiilor se bazează pe magnetizarea feromagnetilor într-un câmp magnetic, stocarea informațiilor se bazează pe păstrarea magnetizării, iar citirea informațiilor se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice.

În procesul de înregistrare a informațiilor pe discuri magnetice flexibile și dure, capul unei unități de disc cu un miez din material magnetic moale (magnetizare remanentă redusă) se deplasează de-a lungul stratului magnetic al mediului magnetic dur (magnetizare remanentă ridicată). Capul magnetic primește o secvență de impulsuri electrice (secvențe ale celor logice și zerouri), care creează un câmp magnetic în cap. Ca rezultat, elementele suprafeței purtătoare sunt magnetizate secvențial (unitate logică) sau nu magnetizate (zero logic).

În absența câmpurilor magnetice puternice și a temperaturilor ridicate, elementele purtătorului își pot păstra magnetizarea mult timp (ani și decenii).

Când citiți informații când capul magnetic se deplasează peste suprafața purtătorului, secțiunile magnetizate ale purtătorului provoacă impulsuri de curent în acesta (fenomenul inducției electromagnetice). Secvențele unor astfel de impulsuri sunt transmise prin autostradă la memoria RAM a computerului.

Discuri magnetice flexibile. Discurile magnetice flexibile sunt adăpostite într-o carcasă din plastic. Acest mediu de stocare se numește dischetă. În centrul discului există un dispozitiv pentru prinderea și rotirea discului în interiorul carcasei din plastic. Discheta este introdusă într-o unitate de disc, care rotește discul cu o viteză unghiulară constantă.

În acest caz, capul magnetic al unității de disc este instalat pe o anumită pistă concentrică a discului, pe care se efectuează înregistrarea sau din care se citesc informații. Capacitatea de informare a dischetei este mică și se ridică la doar 1,44 MB. Viteza de scriere și citire a informațiilor este, de asemenea, scăzută (doar aproximativ 50 KB / s) datorită rotației lente a discului (360 rpm).

Pentru a păstra informațiile, discurile magnetice flexibile trebuie protejate de efectele câmpurilor magnetice puternice și de încălzire, deoarece astfel de influențe fizice pot duce la demagnetizarea mediului și pierderea informațiilor.

Discuri magnetice dure. Un disc magnetic dur constă din câteva zeci de discuri plasate pe o axă, închise într-o carcasă metalică și rotitoare cu o viteză unghiulară mare (Fig. 4.6).

Datorită numărului mult mai mare de piese de pe fiecare parte a discurilor și a numărului mare de discuri, capacitatea informațională a unui hard disk poate fi de sute de mii de ori mai mare decât capacitatea informațională a unei dischete și poate ajunge la 150 GB . Viteza de scriere și citire a informațiilor de pe discuri este destul de mare (poate ajunge la 133 MB / s) datorită rotației rapide a discurilor (până la 7200 rpm).

Orez. 4.6. Disc magnetic dur

Hard disk-urile folosesc elemente destul de fragile și miniaturale (plăci media, capete magnetice etc.), prin urmare, pentru a păstra informațiile și operabilitatea, hard disk-urile trebuie protejate de șocuri și schimbări bruște de orientare spațială în timpul funcționării.

Principiul optic al înregistrării și citirii informațiilor. Unitățile de CD-ROM și DVD-ROM cu laser utilizează un principiu optic pentru citirea și scrierea informațiilor.

În procesul de înregistrare a informațiilor pe discuri laser, sunt folosite diverse tehnologii pentru a crea suprafețe cu coeficienți de reflexie diferiți: de la simpla ștanțare la schimbarea reflectivității suprafețelor discului folosind un laser puternic. Informațiile de pe un disc laser sunt înregistrate pe o pistă spirală (ca pe o înregistrare de gramofon) care conține zone alternante cu reflectivitate diferită.

Sub rezerva regulilor de depozitare (în cazuri în poziție verticală) și de funcționare (fără a provoca zgârieturi și murdărie), mediile optice pot stoca informații timp de zeci de ani.

În procesul de citire a informațiilor de pe discurile laser, fasciculul laser instalat în unitatea de disc cade pe suprafața discului rotativ și este reflectat. Deoarece suprafața discului laser are zone cu coeficienți de reflexie diferiți, fasciculul reflectat își schimbă și intensitatea (0 sau 1 logic). Apoi, impulsurile de lumină reflectate sunt convertite cu ajutorul fotocelulelor în impulsuri electrice și sunt transferate în RAM prin linie.

Unități și discuri laser. Unitățile laser (CD-ROM și DVD-ROM - Fig. 4.7) utilizează principiul optic al citirii informațiilor.

Discurile CD-ROM laser (CD - Compact Disk) și DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) stochează informații care au fost înregistrate pe acestea în timpul procesului de fabricație. Este imposibil să le scrieți informații noi, ceea ce se reflectă în a doua parte a numelor lor: ROM (Read Only Memory). Astfel de discuri sunt produse prin ștanțare și au o culoare argintie.

Capacitatea de informare a unui disc CD-ROM poate fi de până la 650 MB, iar viteza de citire a informațiilor într-o unitate CD-ROM depinde de viteza de rotație a discului. Primele unități CD-ROM au fost cu o singură viteză și au oferit o viteză de citire de 150 KB / s. În prezent, sunt utilizate pe scară largă unitățile CD-ROM cu 52 de viteze, care oferă viteza de citire a informațiilor de 52 de ori mai mare (până la 7,8 MB / s).

DVD-urile au o capacitate de stocare mult mai mare (până la 17 GB) decât CD-urile. În primul rând, sunt utilizate lasere cu o lungime de undă mai mică, ceea ce permite amplasarea mai densă a căilor optice. În al doilea rând, informațiile de pe DVD-uri pot fi înregistrate pe două fețe, cu două straturi pe o parte.

Orez. 4.7. CD-ROM și DVD-ROM

Prima generație de unități DVD-ROM a oferit o viteză de citire de aproximativ 1,3 MB / s. În prezent, unitățile DVD-ROM cu 16 trepte ating viteze de citire de până la 21 MB / s.

Există CD-R-uri și DVD-R-uri (R reprezintă înregistrarea) care sunt de culoare aurie. Informațiile de pe astfel de discuri pot fi înregistrate, dar o singură dată. Discurile CD-RW și DVD-RW (RW - ReWntable, regrababile), care sunt colorate în platină, pot fi înregistrate de mai multe ori.

Pentru înregistrarea și rescrierea pe discuri, se utilizează unități speciale CD-RW și DVD-RW, care au un laser suficient de puternic pentru a modifica reflectivitatea suprafețelor în timpul procesului de înregistrare a discului. Astfel de unități vă permit să scrieți și să citiți informații de pe discuri la viteze diferite. De exemplu, etichetarea unei unități CD-RW „40x12x48” înseamnă că scrie discuri CD-R la viteza 40x, scrie discuri CD-RW la viteza 12x și o citește la viteza 48x.

Memorie flash. Memoria Flash este un tip de memorie nevolatilă care vă permite să scrieți și să stocați date în microcircuite. Cardurile de memorie flash (Fig. 1.8) nu au piese în mișcare, ceea ce asigură o siguranță ridicată a datelor atunci când sunt utilizate pe dispozitive mobile (computere laptop, camere digitale etc.).

Orez. 4.8. Carduri de memorie flash

Memoria flash este un microcircuit găzduit într-o carcasă plată în miniatură. Pentru a citi sau scrie informații, un card de memorie este introdus în unități speciale încorporate pe dispozitive mobile sau conectat la un computer printr-un port USB. Capacitatea de informare a cardurilor de memorie poate fi de până la 512 MB.

Dezavantajele memoriei flash includ faptul că nu există un singur standard și diferiți producători produc carduri de memorie incompatibile între ele în ceea ce privește dimensiunea și parametrii electrici.

Întrebări de gândit

1. Care sunt regulile de bază pentru stocarea și utilizarea diferitelor tipuri de suporturi?

Sarcini practice

4.4. Compilați un tabel comparativ cu principalii parametri ai dispozitivelor de stocare a informațiilor (capacitate, rata de schimb, fiabilitatea stocării informațiilor, prețul de stocare de un megabyte).

MINISTERUL EDUCAȚIEI FEDERAȚIEI RUSII

Institutul Tehnologic de Servicii Stavropol

Sucursala YURGUES

Test

subiect___________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

prin disciplină Informatică

Completat de un student al grupului IST 031 ZU _______________ ""

Verificat de doctorat, profesor asociat _______________ ""

Stavropol 2003

Introducere ................................................. ...............................................

1. Tipuri de unități de disc magnetice .........................................

2. Unități de dischetă .......................................

3. Hard disk-uri .....................................

Concluzie................................................. ...........................................

Surse de informații utilizate ..............................................

Introducere.

Dispozitivele de stocare a datelor produse reprezintă o gamă de dispozitive de stocare cu principii de operare diferite, caracteristici de performanță fizică și tehnică. Principala proprietate și scopul dispozitivelor de stocare a informațiilor este stocarea și reproducerea acestora. Dispozitivele de memorie sunt de obicei împărțite în tipuri și categorii în legătură cu principiile lor de funcționare, operaționale, tehnice, fizice, software și alte caracteristici. Astfel, de exemplu, conform principiilor de funcționare, se disting următoarele tipuri de dispozitive: electronice, magnetice, optice și mixte - magneto-optice. Fiecare tip de dispozitiv este organizat pe baza unei tehnologii corespunzătoare pentru stocarea reproducerii / înregistrării informațiilor digitale. Prin urmare, în legătură cu tipul și performanțele tehnice ale suportului de informații, acestea se disting: dispozitive electronice, disc și bandă. Să acordăm o atenție specială unităților de disc magnetic - unitățile de disc.

1. Tipuri de unități pe discuri magnetice

Discurile magnetice sunt utilizate ca dispozitive de stocare care vă permit să stocați informații pentru o lungă perioadă de timp, când alimentarea este oprită. Pentru a lucra cu discuri magnetice, se utilizează un dispozitiv numit unitate de disc magnetic (MRD).

Principalele tipuri de unități:

· Unități de dischetă (unități de dischetă);

· Unități pe discuri magnetice dure (HDD);

· Unități de bandă magnetică (NML);

· Conduce CD-ROM, CD-RW, DVD.

Acestea corespund principalelor tipuri de transportatori:

Dischete magnetice floppy ( Floppy disk) (3,5 "diametru și 1,44 MB capacitate; 5,25" diametru și 1,2 MB capacitate, de asemenea, întrerupt)), discuri de stocare detașabile;

Discuri magnetice dure ( Hard disk);

· Casete pentru streamere și alte NML;

CD-ROM-uri, CD-R-uri, CD-RW-uri, DVD-uri.

Dispozitivele de memorie sunt de obicei împărțite în tipuri și categorii în legătură cu principiile lor de funcționare, operaționale, tehnice, fizice, software și alte caracteristici. Deci, de exemplu, conform principiilor de funcționare, se disting următoarele tipuri de dispozitive: electronice, magnetice, optice și mixte - magneto-optice. Fiecare tip de dispozitiv este organizat pe baza unei tehnologii corespunzătoare pentru stocarea / reproducerea / înregistrarea informațiilor digitale. Prin urmare, în legătură cu tipul și performanțele tehnice ale purtătorului de informații, acestea disting: dispozitive electronice, disc și bandă.

Principalele caracteristici ale unităților și suporturilor media:

· Capacitatea de informare;

· Viteza schimbului de informații;

· Fiabilitatea stocării informațiilor;

· Preț.

Să aruncăm o privire mai atentă la discurile și media de mai sus.

Principiul de funcționare dispozitive de stocare magnetice bazat pe metode de stocare a informațiilor folosind proprietățile magnetice ale materialelor. De regulă, dispozitivele de stocare magnetică constau din real dispozitive pentru citirea / scrierea informațiilorși purtător magnetic, la care, scrie direct și din care se citesc informații. Se obișnuiește împărțirea dispozitivelor de stocare magnetică în tipuri în legătură cu performanța, caracteristicile fizice și tehnice ale suportului de informații etc. Cele mai frecvent distinse sunt: ​​dispozitivele cu disc și bandă. Tehnologia generală a dispozitivelor de stocare magnetică constă în magnetizarea secțiunilor purtătorului cu un câmp magnetic alternativ și citirea informațiilor codificate ca zone de magnetizare variabilă. Suporturile de disc sunt de obicei magnetizate de-a lungul câmpurilor concentrice - piese situate pe întregul plan al unui suport rotativ discoidal. Înregistrarea se face într-un cod digital. Magnetizarea se realizează prin crearea unui câmp magnetic alternativ folosind capetele de citire / scriere. Capetele sunt două sau mai multe circuite controlate magnetic cu miezuri, ale căror înfășurări sunt alimentate cu tensiune alternativă. O modificare a valorii tensiunii determină o modificare a direcției liniilor de inducție magnetică a câmpului magnetic și, atunci când purtătorul este magnetizat, înseamnă o modificare a valorii bitului de informații de la 1 la 0 sau de la 0 la 1 .

De obicei, NDM constă din următoarele părți:

• controler dischetă
• unitatea efectivă,
• cabluri de interfață,
• disc magnetic

Discul magnetic este o bază acoperită magnetic care se rotește în jurul unei axe din interiorul unității de disc.

Acoperirea magnetică este utilizată ca dispozitiv de stocare.

Sunt disponibile discuri magnetice: hard (Winchester) și flexibil (Floppy).
Unitate HDD - unitate HDD (HDD).
Unitate de dischetă - unitate de dischetă (FDD).

În plus față de unitățile de hard disk și unitățile floppy, sunt adesea utilizate suporturi amovibile. O unitate destul de populară este Zip. Este disponibil ca unități încorporate sau independente care se conectează la portul paralel. Aceste unități pot stoca 100 și 250 MB de date pe cartușe asemănătoare unei dischete de 3,5 ", asigură timpi de acces de 29 ms și rate de transfer de până la 1 MB / s. Dacă dispozitivul este conectat la sistem prin portul paralel, atunci rata de transmisie este limitată de viteza portului paralel.

Unitatea Jaz este un tip de unitate hard disk amovibilă. Capacitatea cartușului utilizat este de 1 sau 2 GB. Dezavantajul este costul ridicat al cartușului. Aplicația principală este backupul datelor.

În unitățile de bandă (cel mai adesea astfel de dispozitive sunt serpentine) înregistrarea se face pe mini-casete. Capacitatea acestor casete este de la 40 MB la 13 GB, rata de transfer a datelor este de la 2 la 9 MB pe minut, lungimea benzii este de la 63,5 la 230 m, numărul de piese este de la 20 la 144.

2. Unități de dischetă.

Dischete(dischete, dischete) vă permit să transferați documente de la un computer la altul, să stocați informații. Principalul dezavantaj al unității este capacitatea redusă (doar 1,44 MB) și stocarea nesigură a informațiilor. Cu toate acestea, această metodă este singura modalitate pentru mulți utilizatori ruși de a transfera informații pe alt computer. Pe computerele din ultimii ani de lansare, unitățile de dischetă sunt instalate cu o dimensiune de 3,5 inci (89 mm). Anterior, au fost utilizate unități de 5,25 inci. Acestea, în ciuda dimensiunilor lor, au o capacitate mai mică și sunt mai puțin fiabile și durabile. Ambele tipuri de dischete sunt protejate la scriere (jumper pe carcasa de protecție a dischetei). Recent, au început să apară dispozitive alternative: unități externe, cu discuri cu o capacitate de până la 1,5 GB și o viteză de citire mult mai mare decât o unitate floppy, dar încă nu sunt utilizate pe scară largă și sunt foarte scumpe.

Unitate de dischetă amovibilă. Discheta are o bază din plastic și este adăpostită într-o carcasă specială din plastic. Discheta este introdusă în FDD împreună cu carcasa. Discheta (în FDD) se rotește în interiorul carcasei la 300 rpm. În prezent, computerul IBM utilizează 2 tipuri de FDD-uri: 5,25 "și 3,5". Discheta de 5,25 "este închisă într-o carcasă flexibilă din plastic. Discheta de 3,5" este închisă într-o carcasă rigidă din plastic. HDD-urile sunt dispozitive mai rapide decât FDD-urile.

O dischetă sau o dischetă este un mijloc compact, de viteză redusă, cu capacitate redusă de stocare și transfer de informații. Există două dimensiuni de dischete: 3,5 ", 5,25", 8 "(ultimele două tipuri sunt practic scoase din uz).

Dischetă de 3,5 "dischetă de 5,25"

Structural, o dischetă este o dischetă acoperită cu magnet închisă într-o carcasă. Discheta are o gaură pentru știftul unității, o gaură în carcasă pentru accesarea capetelor de citire-scriere (3,5 ”închise cu un obturator de fier), o decupare sau o gaură de protecție la scriere. În plus, o dischetă de 5,25 "are o gaură de indexare, iar o dischetă de 3,5" cu densitate mare are o densitate a găurii specificată (mare / scăzut). Discheta de 5,25 ”este protejată la scriere dacă slotul corespunzător este închis. Dischetă de 3,5 ”invers - dacă orificiul de protecție este deschis. În prezent, dischetele de 3,5 ”de înaltă densitate sunt practic utilizate numai.

Următoarele convenții sunt utilizate pentru dischete:

SS single side - disc cu o singură față (o suprafață de lucru).

DS dublu - disc dublu.

SD densitate simplă - densitate simplă.

DD densitate dublă - densitate dublă.

HD densitate mare - densitate mare.

O unitate dischetă este fundamental similară cu o unitate de disc. Viteza de rotație a dischetei este de aproximativ 10 ori mai lentă, iar capetele ating suprafața discului. Practic, structura informațiilor de pe o dischetă, atât fizică, cât și logică, este aceeași ca pe un hard disk. Din punct de vedere al structurii logice, nu există o masă de partiționare a discului pe dischetă.

Lucrarea controlerului NGMD este convenabil să se ia în considerare separat în modurile de scriere și citire a unui octet de date.

Modul de înregistrare este activat de nivelul scăzut al liniei PC0 (pinul 14 din DD1). În acest caz, unitatea de dischetă este comutată în modul „Înregistrare” (semnalul WRDATA este activ). Octetul care trebuie scris este introdus în portul A și codul său de opt biți este alimentat la intrarea registrului multifuncțional DD2. Modul de funcționare al acestui registru este controlat de contorul de biți DD9 și decodorul DD10. După scrierea octetului anterior, contorul este în starea de resetare, iar semnalele logice zero sunt prezente la toate ieșirile sale. Cu această stare a semnalelor de intrare, decodificatorul DD10 la pinul 7 generează un semnal zero logic, care, împreună cu un nivel scăzut la pinul 2 al DD17.1, permite scrierea unui cod paralel pentru a înregistra DD2. Orice altă stare a contorului pune registrul în modul shift.

Nivel scăzut de PC0 pe elementul DD13. 4, canalul pentru citirea informațiilor de pe HDD RDDATA este blocat. Un zero logic, care ajunge la intrările S ale flip-flop-ului DD11.1 după ce semnalul de blocare este inversat de elementul DD14.1, stabilește unul logic la pinul 5 al flip-flop-ului DD11.1. Prin intermediul invertorului DD14.3, un semnal de nivel scăzut este trimis la intrările de resetare ale contoarelor DD7 și DD8, care asigură funcționarea lor continuă. Semnalele preluate de la ieșirile 8 și 9 ale contorului DD8 de pe elementele DD14.4, DD15.1, DD15.2 formează secvențele ISS și respectiv ISD. Pulsul ISD, după ce a fost inversat de elementul DD14.6, este alimentat la intrarea de ceas a registrului DD2. Când ajunge un impuls de ceas, codul paralel scris în registru este deplasat spre dreapta, iar următorul bit al acestui cod apare la pinul 20. Semnalele de înregistrare sunt formate din elementele DD13.1, DD13.2 și DD13.3. În momentul acțiunii nivelului ridicat al ISD pe pinul 2 al DD13.1 există un bit de scriere. Prin elementele DD13.1 și DD13.2, bitul este alimentat la intrarea amplificatorului tampon DD6 și apoi la linia de semnal de înregistrare a unității de dischetă (WRDATA). Conform diagramei de timp prezentate în Fig. 8, semnalul CCIS se află în acest moment într-o stare de zero logic. Prin urmare, trecerea semnalelor prin elementul DD133 este interzisă. După ce semnalul ISD trece la starea zero logic, trecerea bitului de informații pentru scriere prin elementul DD13.1 va deveni imposibilă. Când nivelul ISS este activ prin elementele deschise DD13.3, DD13.2 și tamponul DD6, o unitate logică formată pe pinul 12 al decodificatorului DD10 va ajunge la linia WR DATA. Astfel, în momentul acțiunii ISD, biții de informații vor fi primiți pe linia de înregistrare a unității de dischetă, iar în momentul acțiunii ISS, vor fi primiți singuri sincrobiți. Numărarea numărului de biți scriși este păstrată de contorul DD9. După trecerea celui de-al optulea impuls al ISD, ieșirile sale vor merge la starea zero, ceea ce va determina setarea declanșatorului de pregătire: o unitate logică va apărea pe pinul 9 al DD12.2. Starea declanșatorului de pregătire este interogată programatic de DOS prin linia PB7. Când o unitate este găsită în acest bit, PC-ul va scrie un nou octet în portul A DD1 (adresa F000H), în timp ce pe elementele DD15.4, DD16.4, DD16.1, DD16.2, un semnal de declanșare de resetare gata va fi generat. Astfel, are loc înregistrarea și citirea informațiilor de pe unitatea de dischetă.

3. Unități de hard disk (HDD)

Unități de hard disk (hard disk-uri) sunt destinate stocării permanente a informațiilor utilizate atunci când lucrați cu un computer: programe de sistem de operare, pachete software utilizate frecvent, editori de documente, traducători din limbaje de programare etc. Prezența unui hard disk îmbunătățește foarte mult confortul de a lucra cu un computer. Pentru utilizator, unitățile de disc non-hard diferă între ele, în primul rând, prin capacitatea lor, adică după câtă informație se potrivește pe disc. Acum calculatoarele sunt echipate în principal cu hard diskuri de 520 MB sau mai mult. Calculatoarele care funcționează ca servere de fișiere pot fi echipate cu un hard disk de 4 - 8 MB și mai multe.

Unitatea de pe un disc magnetic nedemontabil, creat pe baza specială. tehnologie (tehnologia Winchester - de unde și numele). Discul magnetic Winchester (pe o bază metalică) are o densitate mare de înregistrare și un număr mare de piese. Un Winchester poate avea mai multe discuri magnetice. Unitățile de disc de tip Winchester au fost create în 1973. Toate discurile magnetice Winchester (combinate într-un pachet de discuri) sunt închise ermetic într-o carcasă comună. Discurile magnetice NU pot fi scoase de pe HDD și înlocuite cu altele similare !!!

Capetele magnetice sunt combinate într-o singură unitate (unitate magnetică a capului). Acest bloc se deplasează radial în raport cu discurile. În timp ce computerul funcționează, pachetul de discuri se rotește tot timpul cu o viteză constantă (3600 rpm). La citirea / scrierea informațiilor, blocul capetelor magnetice este mutat (poziționat) într-o zonă prestabilită, unde informațiile sector cu sector sunt citite / scrise. Datorită inerției procesului de procesare a informațiilor și a vitezei mari de rotație a pachetului de discuri, este posibilă o situație când blocul de capete magnetice nu are timp să citească următorul sector. Pentru a rezolva această problemă, se utilizează metoda alternării sectoarelor (sectoarele sunt numerotate nu în ordine, ci cu lacune). De exemplu, în loc să numeroteze sectoarele în ordine: 1 2 3 4 5 6 7 ..., acestea sunt numerotate după cum urmează: 1 7 13 2 8 14 3 9 ...
Recent, au apărut mai multe controlere SCSI de mare viteză, care oferă o viteză suficientă de procesare și nu este nevoie de intercalare sectorială.

Deci, unitatea conține unul sau mai multe discuri (Platters), adică este un suport care este montat pe o axă - un fus acționat de un motor special (o parte a acționării). Viteza motorului pentru modelele convenționale este de aproximativ 3600 rpm. Este clar că cu cât viteza de rotație este mai mare, cu atât informațiile sunt citite mai repede de pe disc (desigur, la o densitate constantă de înregistrare), totuși, plăcile purtătorului la viteze mari se pot prăbuși fizic. Cu toate acestea, la modelele moderne de hard disk-uri, viteza de rotație atinge 4500, 5400 sau chiar 7200 rpm.

Discurile în sine sunt plăci ceramice sau din aluminiu prelucrate cu precizie, pe care se aplică un strat magnetic special (acoperire). În unele cazuri, sunt folosite chiar plăci de sticlă. Trebuie remarcat faptul că, în ultimii ani, tehnologia de fabricație a acestor piese a mers cu mult înainte. În acțiunile mai vechi, stratul magnetic era de obicei oxid de fier. În prezent, oxidul de ferită gamma, oxidul izotrop și ferita de bariu sunt utilizate pentru acoperiri, dar cele mai răspândite sunt discurile cu strat magnetic pulverizat, sau mai bine zis, cu o peliculă metalică (de exemplu, cobalt).

Numărul de discuri poate fi diferit - de la 1 la 5 și mai mult, numărul suprafețelor de lucru este în mod corespunzător de 2 ori mai mare, totuși, nu întotdeauna. Uneori, suprafețele exterioare ale discurilor exterioare sau unul dintre ele nu sunt utilizate pentru stocarea datelor, în timp ce numărul suprafețelor de lucru este redus și se poate dovedi a fi impar.

Cea mai importantă parte a oricărui dispozitiv de stocare este capul de citire / scriere. Acestea sunt, de obicei, amplasate pe un poziționator special, care seamănă cu o pârghie de preluare de pe un platan rotativ (brațul de ton). Acesta este actuatorul de cap. Apropo, există și poziționatoare liniare, care, în principiul lor de mișcare, seamănă cu brațele tangențiale.

În prezent, sunt cunoscute cel puțin mai multe tipuri de capete utilizate pe hard diskuri: monolitice, compozite, cu film subțire și magnetorezistență (MR). Capetele monolitice sunt de obicei realizate din ferită, care este un material destul de fragil. În plus, proiectarea unor astfel de capete nu permite fundamental densități de înregistrare. Capetele compozite sunt mai mici și mai ușoare decât cele monolitice. Acesta este de obicei sticlă pe o bază ceramică; de exemplu, se folosesc aliaje care includ materiale precum fierul, aluminiul și siliciul. Capetele ceramice sunt mai durabile și oferă o distanță mai apropiată de suprafața magnetică a suportului, ceea ce duce la creșterea densității de înregistrare. La fabricarea capetelor cu film subțire, se folosește metoda fotolitografiei, care este bine cunoscută industriei semiconductoarelor. În acest caz, un strat de material conductor este depus pe un substrat nemetalic.

Capetele cu rezistență magnetică dezvoltate de IBM sunt considerate în prezent una dintre cele mai promițătoare. Fujitsu și Seagate și-au început și ele producția. Capul real magneto-rezistiv este un ansamblu de două capete: un cap cu film subțire pentru înregistrare și un cap magneto-rezistiv pentru citire. Fiecare dintre capete este optimizat pentru propria sarcină. Se pare că un cap magnetorezistiv este de cel puțin trei ori mai eficient decât un cap cu film subțire atunci când citește. Dacă capul cu film subțire are un principiu convențional de funcționare inductivă, adică un curent alternativ generează un câmp magnetic, apoi într-o schimbare magnetică rezistivă (prin definiție) a fluxului magnetic schimbă rezistența elementului sensibil. Capetele magnetice rezistive în comparație cu altele permit creșterea densității de înregistrare pe suport cu aproape 50%. Toate hard diskurile moderne de la IBM sunt echipate doar cu aceste capete. Noile dezvoltări de la IBM în domeniul unităților de hard disk permit o densitate de înregistrare de 10 Gbps pe inch pătrat, care este de aproximativ 30 de ori mai mare decât în ​​prezent. Vorbim despre capete MR uriașe.

Rețineți că în hard disk-urile moderne capetele par să „zboare” la o distanță de o fracțiune de micron (de obicei aproximativ 0,13 microni) de la suprafața discurilor, fără a le atinge. Apropo, în hard diskurile produse în 1980, această distanță a fost de încă 1,4 microni, în timp ce în modelele promițătoare se așteaptă să scadă la 0,05 microni.

La primele modele de unități de disc, poziționatorul capului a fost de obicei mutat folosind un motor pas cu pas. În prezent, în acest scop, sunt utilizate în principal motoare liniare (de tipul bobinei vocale sau „bobinei vocale”), denumite altfel clorhidrice. Avantajele acestora includ o viteză de mișcare relativ mare, insensibilitate practică la schimbările de temperatură și poziția actuatorului. În plus, atunci când se utilizează motoare clorhidrice, parcarea automată a capetelor de citire / scriere se realizează atunci când alimentarea hard diskului este oprită. Spre deosebire de acționările cu motor pas cu pas, nu este nevoie să reformatați periodic suprafața suportului.

Unitatea de deplasare a capului este un sistem servo închis, pentru funcționarea normală a cărui informație servo pre-înregistrată este necesară. Ea este cea care permite poziționarului să-și cunoască constant locația exactă. Pentru înregistrarea în informații servo, sistemul de poziționare poate utiliza suprafețe dedicate și / sau de lucru ale suportului. În funcție de aceasta, se face distincția între sisteme servo dedicate, încorporate și hibride. Sistemele dedicate sunt destul de scumpe, dar au performanțe ridicate, deoarece practic nu pierd timp pentru primirea informațiilor servo. Servo-sistemele încorporate sunt semnificativ mai ieftine și mai puțin critice pentru șocurile mecanice și fluctuațiile de temperatură. În plus, acestea vă permit să salvați mai multe informații utile pe disc. Cu toate acestea, astfel de sisteme tind să fie mai lente decât sistemele dedicate. Sistemele servo hibride profită de cele două de mai sus, adică capacitate mare și viteză mare. Majoritatea hard diskurilor moderne pentru utilizare în masă utilizează informații servo încorporate.

În plus față de toate cele de mai sus, în interiorul oricărui hard disk există în mod necesar o placă cu circuite imprimate cu componente electronice care sunt necesare pentru funcționarea normală a dispozitivului de acționare. De exemplu, electronica decodează comenzile controlerului de pe hard disk, stabilizează viteza de rotație a motorului, generează semnale pentru capetele de scriere și le amplifică din capetele de citire etc. În prezent, o serie de hard disk-uri utilizează chiar procesoare digitale de semnal DSP (Digital Signal Processor).

O componentă indispensabilă a majorității unităților de hard disk sunt filtrele interne speciale. Din motive evidente, frecvența aerului înconjurător este foarte importantă pentru funcționarea unităților de disc, deoarece murdăria sau praful pot provoca lovirea capului pe unitate, ceea ce va duce cu siguranță la eșecul acestuia.

După cum știți, pentru instalarea unităților de disc în unitatea de sistem a oricărui computer personal, sunt furnizate compartimente de montare speciale. Dimensiunile generale ale hard diskurilor moderne sunt caracterizate de factorul de formă. Factorul de formă indică dimensiunile orizontale și verticale ale hard diskului. În prezent, dimensiunea orizontală a unui hard disk poate fi definită de una dintre următoarele valori: 1,8; 2,5; 3,5 sau 5,25 inci (dimensiunea reală a carcasei unității de disc este puțin mai mare). Mărimea verticală este de obicei caracterizată prin parametri precum Înălțimea completă (FH), Înălțimea jumătății (HH), Înălțimea a treia (sau Low-Profile, LP). Unitățile "complete" au dimensiuni verticale peste 3,25 "" (82,5 mm), "jumătate" - 1,63 "" și "profil redus" - aproximativ 1 "". Trebuie să ne amintim că pentru a instala o unitate care are un factor de formă mai mic decât compartimentul de montare din unitatea de sistem, va trebui să utilizați suporturi speciale.

Concluzie

Dezvoltarea industriei electronice se desfășoară într-un ritm atât de rapid încât, într-un an, „miracolul tehnologiei” de azi devine moral învechit. Cu toate acestea, principiile structurii computerului rămân neschimbate.

Potrivit experților, în curând compania nu va echipa computerele personale cu floppy drives - acestea vor fi înlocuite cu unități USB cu memorie flash cu o capacitate de 16 megabytes, care ar trebui să fie instalate mai întâi pe computerele hi-end și apoi, cu o reacție pozitivă din partea cumpărătorilor, pe toate desktopurile ... Dell a eliminat deja unitățile floppy ca standard în notebook-uri. Unitățile de dischetă nu au fost instalate pe computerele Macintosh de cinci ani.

CD-urile și DVD-urile pot fi în prima linie a tehnologiei de stocare, dar unitățile de bandă mecanice destul de vechi joacă încă un rol important în stocarea unor cantități mari de informații. Nu numai că, acest rol este atât de mare, încât oamenii de știință IBM au dezvoltat un mecanism pentru scrierea a 1 terabyte (adică 1 trilion de octeți de date) pe un cartuș cu bandă digitală liniară. Această sumă, potrivit dezvoltatorilor, este de aproximativ 10 ori mai mare decât orice altă unitate de bandă disponibilă în prezent. Această cantitate de informații este echivalentă cu 16 zile de redare continuă a DVD-video, sau de 8.000 de ori mai mult decât cantitatea de informații pe care creierul uman le reține de-a lungul vieții. Deși este dificil să ne imaginăm o unitate de bandă într-un mediu de acasă pe computerele desktop, pentru întreprinderile mijlocii și mari această tehnologie rămâne destul de relevantă pentru backupul datelor, în plus, banda este mai puțin vulnerabilă la hacking și furt de informații. Cea mai recentă tehnologie face posibilă ambalarea unității la o densitate mare a datelor, astfel încât să devină destul de compactă. Pe termen lung, este posibil să se reducă costul stocării datelor pentru companii. În timp ce costul mediu de stocare a informațiilor pe bandă este în prezent de aproximativ 1 USD pe GB, este posibil ca acest cost să poată fi redus la 5 cenți pe GB. Pentru comparație, costul stocării a 1 GB de informații pe un hard disk este acum de 8-10 USD, iar pe dispozitivele bazate pe semiconductori - aproximativ 100 USD pe GB. Noile tehnologii de stocare a datelor pe ML vor dobândi un rol important în astfel de industrii care necesită o intensitate a informației, cum ar fi, de exemplu, mineritul sau arhivele. De asemenea, necesitatea creșterii cantității de informații stocate apare de la corporații și oameni de știință din toate disciplinele, de la geofizică la sociologie. De exemplu, activitățile academice necesită un sistem care permite re-accesul pe termen lung la date cu posibilitatea de a crea mai multe copii și de a le muta cu ușurință în orice locație. Prima unitate de bandă a fost creată acum 50 de ani, când dezvoltarea modelului IBM Model 726 putea stoca doar 1,4 MB de informații, cam cât se potrivește acum pe o dischetă obișnuită, iar bobina de bandă avea un diametru de aproximativ 12 inci. În comparație, cea mai recentă dezvoltare IBM cu capacitate de stocare de 1 TB se potrivește într-un cartuș de dimensiuni plic și conține echivalentul a 1.500 de CD-uri. Potrivit reprezentanților companiei, planul pentru o posibilă producție în masă a cartușelor de terabyte va include eliberarea produselor intermediare pe parcursul mai multor ani. În acest timp, este planificată eliberarea cartușelor cu un volum de 200.400 și apoi de 600 GB.

Cercetătorii au reușit să realizeze un film magnetic dintr-un aliaj de cobalt, crom și platină. Apoi, folosind un fascicul de ioni focalizat, au tăiat filmul în „insule” magnetice dreptunghiulare care măsoară doar 26 de milioane de milimetru. Aceasta corespunde unei densități de înregistrare de 206 GB pe inch pătrat. Cu toate acestea, în acest caz nu va fi posibil să scrieți și să citiți informații direct, deoarece dimensiunea capetelor este mult mai mare decât dimensiunea „insulelor”. Prin urmare, sunt necesare capete noi, mai mici. În plus, va fi necesară sincronizarea eficientă a procedurilor de citire și scriere cu mișcarea capului. Într-un prototip dezvoltat de IBM, o astfel de sincronizare este implementată, dar utilizarea pe scară largă a unor astfel de sisteme va necesita îmbunătățiri semnificative în tehnologia hard disk-ului.

Surse de informații utilizate

1. Leontiev V.P. PC: ghid universal de utilizare Moscova 2000.

2. Figurnov V.E. IBM PC pentru utilizator. ed. 5 S.-Peretburg, SA "Koruna" 1994.

Tutorat

Aveți nevoie de ajutor pentru a explora un subiect?

Experții noștri vă vor sfătui sau vor oferi servicii de îndrumare cu privire la subiectele care vă interesează.
Trimite o cerere cu indicarea subiectului chiar acum pentru a afla despre posibilitatea obținerii unei consultații.

Prezentare pe tema: Principiul magnetic al scrierii / citirii informațiilor

1 din 13

Prezentare pe tema:

Diapozitivul nr. 1

Descriere diapozitiv:

Diapozitivul nr. 2

Descriere diapozitiv:

Principiul magnetic al înregistrării și citirii informațiilor Pentru stocarea pe termen lung a informațiilor, acumularea și transmiterea acesteia din generație în generație, se utilizează suporturi tangibile. Natura materială a purtătorilor de informații poate fi diferită: molecule de ADN care stochează informații genetice; hârtie pe care sunt stocate textele și imaginile; bandă magnetică pe care sunt stocate informațiile audio; benzi fotografice și de film pe care sunt stocate informații grafice; cipuri de memorie, discuri magnetice și laser care stochează programe și date într-un computer etc.

Diapozitivul nr. 3

Descriere diapozitiv:

Scrierea / citirea informațiilor În procesul de scriere a informațiilor pe discuri magnetice flexibile și dure, capul unei unități de disc cu un miez din material magnetic moale (magnetizare reziduală scăzută) se deplasează de-a lungul stratului magnetic al mediului magnetic dur (magnetizare reziduală ridicată) ). În procesul de înregistrare a informațiilor, o secvență de impulsuri electrice (secvențe de logice și zerouri) sunt trimise către capul magnetic, care creează un câmp magnetic în cap. Ca rezultat, elementele suprafeței purtătoare sunt magnetizate secvențial (unitate logică) sau nu magnetizate (zero logic). La citirea informațiilor, dimpotrivă, secțiunile magnetizate ale purtătorului provoacă impulsuri de curent în capul magnetic (fenomenul inducției electromagnetice). Secvențele unor astfel de impulsuri sunt transmise prin autostradă la memoria RAM a computerului.

Diapozitivul nr. 4

Descriere diapozitiv:

Discuri magnetice Unitatea de disc dur (magnetic), HDD, HMDD este un dispozitiv non-volatil, de reinscriere pentru computer. Este principalul dispozitiv de stocare a datelor din aproape toate computerele moderne. Spre deosebire de o "dischetă" (dischetă), informațiile dintr-o unitate de disc sunt înregistrate pe plăci dure (aluminiu sau sticlă) acoperite cu un strat de material feromagnetic, cel mai adesea dioxid de crom.

Diapozitivul nr. 5

Descriere diapozitiv:

Caracteristici Capacitatea este cantitatea de date care poate fi stocată de unitate. Capacitatea dispozitivelor moderne ajunge la 2000 GB. Dimensiune fizică (factor de formă) (dimensiune engleză) - aproape toate unitățile moderne (2002-2008) pentru calculatoare personale și servere au o dimensiune de 3,5 sau 2,5 inci. Timpul de acces aleatoriu este timpul în care unitatea de disc este garantată pentru a efectua o operație de citire sau scriere pe orice parte a discului magnetic. Viteza axului este numărul de rotații ale axului pe minut. Fiabilitatea este definită ca timpul mediu dintre eșecuri. Numărul de operații I / O pe secundă - pentru discurile moderne este de aproximativ 50 op./sec pentru acces aleator la unitate și aproximativ 100 op./sec pentru acces secvențial.

Diapozitivul nr. 6

Descriere diapozitiv:

Caracteristici Consumul de energie este un factor important pentru dispozitivele mobile. Nivelul de zgomot este zgomotul produs de mecanicii de acționare în timpul funcționării sale. Rezistență la șocuri (eng. G-shock rating) - rezistența unității la supratensiuni sau șocuri brute de presiune, măsurată în unități de suprasarcină admisibilă în starea pornit și oprit. Rată de transfer: zona internă a discului: 44,2 până la 74,5 MB / s Zona externă a discului: 60,0 până la 111,4 MB / s Dimensiunea buffer-ului: un buffer este o memorie intermediară destinată netezirii diferențelor în viteza de citire / scriere și viteza de transfer pe interfață.

Diapozitivul nr. 7

Descriere diapozitiv:

Hard disk-ul este alcătuit din următoarele componente principale: un corp realizat dintr-un aliaj durabil, hard disk-urile reale (plăci) cu un strat magnetic, o unitate de cap cu un dispozitiv de poziționare, o unitate electrică a fusului și o unitate electronică. Poziționatorul capului constă dintr-o pereche staționară de magneți puternici, de obicei neodimici, permanenți și o bobină pe un ansamblu cap mobil. Contrar credinței populare, hard disk-urile nu sunt etanșe. Cavitatea internă a hard diskului comunică cu atmosfera printr-un filtru capabil să rețină particule foarte mici (câțiva microni). Acest lucru este necesar pentru a menține o presiune constantă în interiorul discului în timpul temperaturilor fluctuante ale carcasei.

Diapozitivul nr. 8

Descriere diapozitiv:

Principiul de funcționare: Principiul de funcționare al hard disk-urilor este similar cu cel al magnetofonelor. Suprafața de lucru a discului se mișcă în raport cu capul de citire (de exemplu, sub forma unui inductor cu un spațiu în circuitul magnetic). Când un curent electric alternativ este aplicat (în timpul înregistrării) bobinei capului, câmpul magnetic alternativ rezultat din spațiul capului acționează asupra feromagnetului suprafeței discului și schimbă direcția vectorului de magnetizare a domeniului în funcție de magnitudinea semnalului. La citire, mișcarea domeniilor la spațiul capului conduce la o schimbare a fluxului magnetic în circuitul magnetic al capului, ceea ce duce la apariția unui semnal electric alternativ în bobină datorită efectului inducției electromagnetice.

Diapozitivul nr. 9

Descriere diapozitiv:

Dischete de plastic Primele dischete au fost discuri de plastic flexibile cu diametrul de 8 inci, acoperite cu oxid de fier și plasate într-o carcasă de protecție, pe care o cârpă specială a fost lipită din interior pentru a curăța suprafața discului în timp ce se rotea. Aceste discuri învechite de mult au fost lansate de IBM în 1971 special pentru computerele cu sistemul de operare System 370. Într-adevăr, pătratele colorate din plastic cu o latură de 3,5 inci (ceea ce arată cele mai multe dischete moderne) la prima vedere nu au nimic de făcut cu numele său, totuși, trebuie amintit faptul că acest termen denotă un obiect care a fost produs cu mulți ani în urmă, iar acum a fost mult timp ascuns de vedere și plasat într-o cutie de plastic. Primele dischete au fost sub formă de dischete de plastic cu un diametru de 8 inci

Diapozitivul nr. 10

Descriere diapozitiv:

Pe măsură ce computerele au devenit din ce în ce mai compacte, același lucru s-a întâmplat și cu discurile. Discheta de 5,25 inci a apărut în 1976. Se spune că are aceeași dimensiune ca șervețelele de cocktail folosite de dezvoltatori care discută detaliile noului proiect într-un bar din Boston. Astăzi, cele mai populare sunt dischetele de 3,5 inci lansate de Sony în 1981. În ciuda faptului că nu mai sunt utilizate pentru transferul de fișiere de la un computer la altul, majoritatea mașinilor încă mai au compartimente pentru a găzdui aceste unități mici. Drept urmare, unii utilizatori înțelepți (sau, dimpotrivă, nebuni) continuă să copieze conținutul discurilor lor pe dischete.

Informațiile dispozitivului logic sunt înregistrate în piese concentrice (piese), care sunt împărțite în sectoare. Numărul de piese și sectoare depinde de tipul și formatul dischetei. Sectorul stochează informațiile minime care pot fi scrise pe disc sau citite. Capacitatea sectorului este constantă la 512 octeți.

Diapozitivul nr. 13

Descriere diapozitiv:

Principiul de funcționare O dischetă este instalată într-o unitate de dischetă, este fixată automat în ea, după care mecanismul de unitate se rotește până la o viteză de rotație de 360 ​​min-1. Discul în sine se rotește în unitate, capetele magnetice rămân nemișcate. Discul se rotește numai atunci când este accesat. Unitatea este conectată la procesor printr-un controler de dischetă.

Dispozitiv pentru distrugerea de urgență a informațiilor de la purtătorii magnetici 2C-994 "Priboy"

Aparent, chiar și un copil înțelege deja că în noua noastră eră a informației, un capital imens este investit nu atât în ​​„mijloace de producție de bază” (adică în echipamente, combustibil, consumabile și alte substanțe complet materiale), cât și în nemateriale concepte de date, informații, proprietate intelectuală și alte „prostii”. Care, având în vedere nesubstanțialitatea sa, este adesea judecată foarte frivol - mai ales din cauza pirateriei pe scară largă și a „deschiderii” și publicității multor resurse informaționale. În același timp, volumul și rolul „informațiilor corecte” în lumea modernă crește într-un ritm alarmant, iar importanța și costul acesteia pentru cei interesați sunt uneori incomparabil mai mari decât costul substanțelor complet materiale. Iar dezvoltarea tehnologiei informatice a jucat un rol uriaș în acest sens, eliminând aproape complet de pe piață surse non-electronice de stocare, procesare și transmitere a informațiilor. Aceste tendințe de dezvoltare ale lumii moderne, pe de o parte, necesită îmbunătățirea constantă a calității și fiabilității sistemelor electronice de stocare a datelor. Și, pe de altă parte, asigurați-vă că, în caz de urgență, datele dvs. prețioase nu cad în mâinile nedorite. Și astăzi, în câmpul nostru vizual există un dispozitiv care tocmai contribuie la această din urmă poziție - adică un distrugător de informații de la purtătorii de date magnetice, adecvat atât pentru uz corporativ, cât și pentru utilizarea „personală”, inclusiv ca parte a unui computer obișnuit.

Amintim imediat că dispozitivul luat în considerare aici pentru distrugerea de urgență a informațiilor de la purtătorii magnetici "Priboy" (2C-994), produs de compania internă "" și recomandat ca mijloc de protejare a locurilor de muncă individuale pentru lucrul cu informații care nu nu constituie un secret de stat, nu se vinde magazinele. Dar poate fi încă găsit acolo - ca parte a celor mai obișnuite computere personale (unități de sistem) ale companiei IRBIS "", care ne-a furnizat-o pentru testare.

În consecință, un astfel de computer a sporit securitatea și este optim pentru agențiile guvernamentale, instituțiile financiare și doar „oamenii buni”. :) Dispozitivul pentru distrugerea de urgență a informațiilor de pe hard disk este conceput, așa cum ați fi ghicit, pentru distrugerea de urgență a informațiilor și dezactivarea hard diskului instalat în computer la inițiativa utilizatorului atunci când încearcă accesul neautorizat. După aceea, producătorul garantează că niciun computer nu va putea să vă recunoască discul și că nimeni nu va putea citi / restabili informațiile stocate pe acesta. Dispozitivul nu are niciun efect asupra funcționării computerului - atât în ​​modul de așteptare, cât și în modul de distrugere. Iar impulsul distruge informația și incapacitează doar acest hard disk, fără a exercita niciun efect asupra altor componente ale computerului. Dispozitivul poate fi utilizat indiferent de modul de operare al computerului, chiar dacă PC-ul este deconectat de la rețea.

Aspectul și structura „Surfului”

Nu putem decât să ne bucurăm de simțul umorului creatorilor de „Surf”, care a dat un nume atât de jucăuș unui dispozitiv capabil să „cuie” un hard disk la rădăcină - colegii de peste mări ar fi venit cu siguranță cu ceva mai cumplit ca un „terminator-eliminator” sau, și mai rău, l-ar fi numit pe numele său soția / iubita / câinele tău. :)

Întrucât acest dispozitiv face parte din computerele companiei „K-Systems”, evident nu are rost să vorbim despre ambalaje de marcă și pachete de vânzare cu amănuntul. Prin urmare, să spunem că tocătorul în sine este transportat într-o cutie mică de carton cu un autocolant de identificare.

Setul „Surf” include unitatea de tocat în sine, mai multe șuruburi de fixare (pentru fixarea hard diskului în unitate și a unității în sine în carcasa computerului), o scurtă descriere, un set de receptor radio și un panou de control de la distanță ( emițător radio, 2 buc.), O consolă pentru carcasa PC-ului din panoul din spate cu comenzile necesare, indicație și cablu de alimentare CA.

Tocătorul Priboi este un bloc dreptunghiular din metal greu conceput pentru a fi instalat într-un compartiment de cinci inci al unei unități de sistem PC, în interiorul căruia există electronice și un electromagnet controlat.

În partea superioară a carcasei există un scaun pentru atașarea unui hard disk distructibil („cuie”) de 3,5 inci, iar hard diskul ar trebui să fie instalat „cu susul în jos”, adică cu placa în afară și partea superioară acoperiți - aproape aproape de decupaj în carcasa metalică „Surf”, care (decupaj) este acoperită cu plastic (a se vedea fotografia de mai sus).

În această formă, tocătorul cu un hard disk instalat ocupă două compartimente standard de cinci inci ale unității de sistem a computerului în înălțime (în fotografie sunt două compartimente inferioare),

și datorită amplasării corespunzătoare a orificiilor laterale de montare, acesta poate fi ascuns din față cu panourile false obișnuite din față ale compartimentelor din acest caz (ca și cum nu ar fi nimic acolo;)).

Partea „din față” a corpului distrugătorului are doar găuri de ventilație, dar partea din spate este echipată cu doi conectori „proprietari”,

dintre care unul este utilizat pentru alimentarea cu energie electrică (direct de la curentul alternativ de 220 volți; „Surf” nu folosește nicio energie de la computer!), iar semnalele de control și de indicare sunt conectate la cealaltă. Ambele cabluri (alimentare și semnale) sunt conduse către unitate de pe un suport de pe panoul din spate al carcasei computerului.

Prin intermediul acestuia, un cablu de alimentare este introdus în carcasă, iar pe bara însăși există un LED care indică starea curentă a dispozitivului și un buton prin apăsarea pe care puteți „cuie” unitatea de disc, adică distruge toate datele pe el. Cu toate acestea, să urcați „în spatele” carcasei poate să nu fie foarte convenabil pentru aceasta (mai ales dacă trebuie să acționați rapid, iar unitatea de sistem se află sub masă sau în dulap; apropo, apăsând accidental acest buton ar trebui fi temut în timpul altor acțiuni, de exemplu, conectarea cablurilor din spate). Prin urmare, pentru a facilita distrugerea datelor, o telecomandă radio este inclusă cu Priboi, care (conform declarației producătorului) este capabilă să semnaleze distrugerea de la o distanță de până la 100 de metri.

Unitatea radio constă dintr-un mic transmițător conectat în interiorul carcasei PC-ului la contactele conectorului de semnal al distrugătorului și echipat cu o bucată de sârmă de 15 centimetri ca antenă și un transmițător cu telecomandă cu patru butoane care trebuie apăsate în secvență pentru a obține efectul dorit.

Receptorul este, de asemenea, echipat cu un LED de serviciu care clipește la timp prin apăsarea butoanelor de pe transmițător (dacă acesta din urmă are o baterie funcțională, este mai bine să aveți grijă în avans, deoarece folosește un 12- baterie în format A23 volt - 28 mm lungime și 10 mm diametru). Placa emițătoare utilizează un microcircuit comun, un tranzistor și mai puțin de o duzină de elemente radio pasive.

Din păcate, corpul distrugătorului este fixat cu nituri, așa că nu am putut să-l demontăm fără distructivitate pentru a studia interiorul. Evident, există o unitate de alimentare, cea mai simplă electronică de control și un electromagnet controlat, care emite un puternic impuls de demagnetizare pe hard disk.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al "Surf" este destul de evident: dacă datele de pe hard disk sunt stocate sub formă de secțiuni magnetizate ale unei suprafețe feromagnetice, atunci aceste secțiuni trebuie re-magnetizate sau demagnetizate (orientați domeniile magnetice în mod aleatoriu) . Este necesar să acționați local pe disc cu un impuls magnetic puternic. Dispozitivele pentru demagnetizare sunt cunoscute pe scară largă în tehnologie de mult timp, iar singurul lucru rămas este să adaptați unul dintre astfel de dispozitive pentru hard disk-urile computerului și să selectați modurile necesare de demagnetizare / remagnetizare.

Pe această cale a mers producătorul „Priboy”, compania „” (KSU). Principalul și singurul tip de activitate al acestei companii este dezvoltarea și producerea diferitelor dispozitive pentru distrugerea de urgență a informațiilor de pe suporturile magnetice (hard disk-uri, dischete, cartușe streamer, casete audio și video):

• în timp ce lucrați cu informații (protecția oricăror tipuri de servere, inclusiv Rackmount 19 ″) utilizând dispozitivele Priboy și 2C-994V în modul manual și complexul Tsunami în modul automat.
• în timpul transportului - carcasa „Umbra”.
• în timpul stocării - informații sigure "Mig".
• atunci când aruncați suporturi care conțin informații confidențiale - utilizatorul "2C-994U".

KSU are o licență de la FSB din Rusia pentru dreptul de a utiliza informații care constituie un secret de stat, licențe ale Comisiei tehnice de stat din Rusia, Ministerul Apărării al Federației Ruse pentru activități în dezvoltarea și producerea instrumentelor de securitate a informațiilor.

Producția de dispozitive de distrugere a datelor este certificată conform sistemului de calitate ISO-9001.

(Apropo, producătorul de computere K-Systems are, de asemenea, diverse licențe și certificate pentru producția de echipamente pentru departamentele de apărare.)

Drepturile de autor pentru echipamentele fabricate sunt confirmate de brevetele din Rusia și Ucraina. Unitățile de distrugere de bază sunt certificate de Comisia Tehnică de Stat din Rusia, Ministerul Apărării, Registrul Militar și Standardul de Stat al Rusiei pentru conformitatea cu singurul document care reglementează în prezent distrugerea informațiilor din mediile magnetice - Ordinul Ministerului Apărării al Federației Ruse nr. 306 din 10 august 2002.

Printre clienții KSU se numără Sberbank și Banca Centrală a Rusiei, Ministerul Apărării și Afacerilor Interne, cele mai mari structuri comerciale.

Pentru o mai bună înțelegere a proceselor în desfășurare, să cităm extrase din descrierea de către producător a principiului de funcționare al exterminatorului.

„O trăsătură distinctivă a feromagnetilor este prezența volumelor macroscopice de materie - domenii, în care momentele magnetice ale atomilor (ionilor) sunt orientate în același mod. Domeniile au magnetizare spontană (momente magnetice) chiar și în absența unui câmp de magnetizare extern. La un feromagnet care nu este expus câmpurilor magnetice externe, momentele magnetice ale diferitelor domenii sunt de obicei compensate reciproc, iar câmpul lor magnetic rezultat este aproape de zero. Pentru feromagneti, histerezisul este caracteristic în timpul inversării magnetizării de către un câmp magnetic extern, adică o întârziere a modificărilor magnetizării unei substanțe din modificările câmpului magnetic. Figura arată principala caracteristică a feromagnetilor - dependența inducției magnetice ÎN din tensiune H câmp magnetizant (așa-numita buclă de histerezis).

Bucla de histerezis feromagnet.

„Sub influența unui câmp magnetic extern, există o orientare a câmpurilor magnetice elementare create de mișcarea circulară a electronilor din atomii și moleculele feromagnetului. Ca urmare, mărimea domeniilor magnetice orientate în direcția câmpului extern crește. După încetarea influenței externe, modificările dimensiunii și orientării domeniilor magnetice sunt parțial reținute. Apare magnetizarea reziduală a substanței - o urmă lăsată în feromagnet de influența externă. Această magnetizare remanentă a materialului purtător este apoi înregistrată de dispozitivele care citesc informațiile înregistrate.

„Dependența magnetizării unui feromagnet de modificările câmpului magnetic extern este neliniară. Cantitatea ÎN s caracterizează starea de saturație a materialului, la care o creștere a câmpului magnetic extern nu mai duce la modificări ale structurii domeniului său, la o creștere suplimentară a magnetizării sale. În această stare, câmpurile magnetice ale tuturor domeniilor aflate sub influența unui câmp magnetic extern sunt orientate în același mod, iar câmpul magnetic total al acestora atinge valoarea maximă posibilă. Cantitatea Fr caracterizează câmpul magnetic rezidual limitativ (magnetizare) al materialului după încetarea expunerii la un câmp extern suficient pentru a satura feromagnetul.

„Utilizarea dependenței magnetizării remanente a materialelor feromagnetice de magnitudinea câmpului de magnetizare extern este baza procesului de înregistrare a informațiilor pe suport magnetic. Informațiile sunt înregistrate prin acțiunea secvențială a unui câmp magnetic extern, modificându-se conform legii unui semnal informativ, pe diferite secțiuni ale purtătorului, realizate sub formă de sârmă, bandă sau disc, iar citirea sa se efectuează prin secvențiale înregistrarea magnetizării reziduale a acestor secțiuni.

„Înțelegerea fizicii acestor procese face ușor să ne imaginăm o procedură standard pentru diferite dispozitive pentru a„ șterge ”informațiile înregistrate. De obicei, ștergerea se realizează prin expunerea purtătorului la un câmp magnetic extern prin mișcarea relativă a purtătorului magnetic și a unui cap magnetic de ștergere special, care este alimentat cu curent continuu sau curent de înaltă frecvență. În primul caz, ștergerea se efectuează prin remagnetizarea tuturor secțiunilor purtătorului de informații cu un câmp magnetic constant, iar în al doilea - prin remagnetizarea acestora cu un câmp magnetic alternativ. Această metodă de distrugere a informațiilor este destul de simplă, dar necesită o cantitate semnificativă de timp, comparabilă cu lungimea înregistrării distruse. În ceea ce privește fiabilitatea distrugerii informațiilor, aceasta nu este mare. Acest lucru se datorează faptului că, de obicei, radierele standard ale echipamentelor de înregistrare nu prevede nivelul câmpului magnetic extern necesar pentru saturația magnetică a materialului purtător. De regulă, microregiunile (domenii magnetice de volum mic), orientate în direcția acțiunii magnetice externe anterioare, rămân pe secțiunile suprafeței de lucru a purtătorului. Magnetizarea reziduală a acestor zone este relativ mică și este posibil să nu fie înregistrată de un dispozitiv standard. Cu toate acestea, cu o analiză detaliată a structurii fine a câmpului magnetic creat de secțiunea investigată a suprafeței de lucru a purtătorului, urmele influențelor magnetice externe anterioare sunt detectate destul de ușor. Aceste urme permit, dacă este necesar, restabilirea informațiilor distruse prin procedura de ștergere.

„O fiabilitate ușor mai mare a distrugerii informațiilor este asigurată de înregistrarea informațiilor noi asupra informațiilor distruse. Cu toate acestea, chiar și în acest caz, informațiile originale pot fi restaurate prin metode speciale. În prezent, specialiștii au la dispoziție mai multe metode de restaurare a informațiilor distruse, diferind în abordările fizice de înregistrare a structurii fine a câmpurilor de magnetizare ale purtătorului de informații. Aceste metode, aplicabile atât întregului mediu, cât și fragmentelor sale individuale, vă permit să analizați înregistrările distruse ca urmare a rescrierii multiple (până la cinci straturi) a informațiilor noi pe acest mediu.

„În multe cazuri, o fiabilitate acceptabilă a distrugerii informațiilor computerului este asigurată prin reformatarea unui mediu de stocare magnetic: o dischetă sau un hard disk al computerului. Cu toate acestea, această operațiune necesită mult timp, nu este întotdeauna convenabilă și, de asemenea, nu garantează irecuperabilitatea informațiilor. Aceleași metode de studiu a structurii fine a câmpurilor de magnetizare permit specialiștilor, dacă este necesar, să restabilească o înregistrare distrusă prin reformatare. Astfel, operațiunile standard pentru ștergerea și rescrierea informațiilor în echipamentele convenționale de înregistrare audio și video, precum și metodele software cunoscute pentru distrugerea informațiilor computerului sunt consumatoare de timp și pot oferi fiabilitate acceptabilă a distrugerii informațiilor numai de la un astfel de potențial „restaurator de informații”, care are doar mijloace standard de procesare a informațiilor: computer, înregistrator audio sau video etc.

„În același timp, sunt impuse cerințe speciale asupra calității distrugerii informațiilor cu un nivel înalt de secretizare (de exemplu, informațiile care constituie un secret de stat). Pentru astfel de informații, ideile filistine despre ștergerea sa „fiabilă” nu mai sunt suficiente. Sunt necesare garanții destul de clare ale distrugerii sale. Prin „garantarea” distrugerii informațiilor protejate se înțelege de obicei ca imposibilitatea recuperării acestora de către specialiști calificați (experți) care utilizează orice metode de restaurare cunoscute. Pentru a distruge astfel de informații, trebuie să recurgeți la dispozitive special concepute sau altele, mai radicale în comparație cu metodele de distrugere a acestora deja luate în considerare.

„Majoritatea dezvoltărilor industriale cunoscute în prezent în domeniul distrugerii informațiilor pe suport magnetic se bazează pe aducerea materialului purtătorului de informații într-o stare de saturație magnetică. Un exemplu este un dispozitiv fabricat în Japonia.SR1, conceput pentru ștergerea rapidă a înregistrărilor audio din microcasete standard de dictafon. Prin designul său, este un magnet permanent puternic, între polii căruia este necesar să se întindă manual microcaseta ștearsă. Trebuie remarcat faptul că nu am reușit să găsim studii care să confirme distrugerea garantată a informațiilor înregistrate pe microcasetă de acest dispozitiv. Cu toate acestea, este destul de evident că pentru distrugerea rapidă de către dispozitive similare a informațiilor înregistrate pe suporturi de dimensiuni mari (de exemplu, pe o casetă video a standarduluiVHS), vor fi necesari magneți permanenți cu greutăți și dimensiuni mult mai mari. În multe cazuri, utilizarea unor astfel de magneți poate fi inacceptabilă, chiar și din motive de mediu.

„Ar trebui recunoscută mult mai promițătoare utilizarea pentru distrugerea informațiilorun câmp electromagnetic puternic creat pe termen scurt, suficient pentru saturația magnetică a materialului purtător. Această metodă de ștergere a înregistrărilor prin magnetizarea purtătorului cu un câmp magnetic pulsat de o anumită magnitudine și orientare a fost patentată de specialiștii interni. Odată cu utilizarea acestei metode, a fost dezvoltată și stabilită producția diferitelor produse, destinate ștergerii rapide (de urgență) a informațiilor înregistrate pe suporturi magnetice de diferite tipuri. "

Și această metodă este utilizată în dispozitivul descris aici. Seriozitatea abordării creatorilor de "Priboy" este cel puțin evidențiată de faptul că în 2003 dezvoltatorii săi au primit un brevet rus pentru un model de utilitate numărul 32628:

În descrierea brevetului, în special, se spune că dispozitivul pentru ștergerea înregistrărilor dintr-un suport de informații magnetic constă dintr-o unitate de control pentru procesul de ștergere, cel puțin două bucle de formare a câmpului magnetic și doi senzori ai parametrilor amplitudine-timp a câmpului magnetic. Fiecare circuit conține o sursă de alimentare, un comutator, un condensator, o bobină de inductanță, iar bobinele de inductanță ale celor două circuite indicate formează un solenoid, în interiorul căruia se află un suport magnetic de date. Bobinele sunt instalate astfel încât vectorii câmpurilor magnetice ale acestor circuite să fie paralele între ele și perpendiculare pe vectorul câmpului magnetic generat în timpul înregistrării pe un suport magnetic.

În plus, dispozitivul poate utiliza bobine de diferite forme și interpunere, răcind un dispozitiv de stocare cu un senzor de temperatură și o punte diodă în fiecare dintre circuite, iar unghiul dintre vectorii câmpului magnetic al circuitelor pentru unele cazuri poate fi schimbat în direct (pentru detalii, cei care doresc pot consulta sursa originală - descrierea brevetului).

De exemplu, conform Certificatului de conformitate al Ministerului Apărării al Federației Ruse, dispozitivele C-994 seria 2 sunt conforme cu cerințele speciale pentru dispozitivele de distrugere a informațiilor pe suport magnetic cu orientarea vectorului de inducție magnetică, ștergând câmpul magnetic longitudinal avionul transportatorului. Între timp, știm bine că hard diskurile cu înregistrare magnetică perpendiculară au început deja să intre în funcțiune, unde va trebui aplicat un vector de câmp magnetic diferit pentru a șterge informațiile. Interesant este că „Priboy” va fi adaptat pentru aceste noi discuri, indicând noile particularități ale aplicației? Sau utilizatorul însuși va trebui să-și dea seama că este mai bine să nu folosiți discuri noi cu înregistrare magnetică perpendiculară ca fiind „distruse urgent” pentru stocarea informațiilor deosebit de importante? ;)

Din păcate, în acest moment nu am reușit să verificăm cât de sigur funcționează Priboy cu hard disk-uri folosind noua înregistrare magnetică perpendiculară - din cauza lipsei de probe adecvate în acest scop. :) Să sperăm că o putem face în viitorul apropiat. Între timp, am testat Surf în detaliu pe unitățile de disc tradiționale de trei inci cu înregistrare magnetică longitudinală.

Testarea

Procesul de testare a tocătorului durează câteva secunde. :) Deși pregătirea testelor a durat mult.

După cum ați înțeles deja, unitatea este de fapt alimentată de la o rețea de 220 volți (apropo, de aceea este recomandat să fiți alimentat de la o sursă de alimentare neîntreruptibilă, care, în caz de urgență, vă va oferi suficient timp pentru a vă distruge datele ). Când este conectat la rețea, LED-ul de pe placa externă a tocătorului (situat pe panoul din spate al carcasei computerului) începe să clipească roșu.

Acest lucru înseamnă că tocătoarea intră în modul de funcționare, care este setat în mai puțin de un minut, care este semnalat de mai multe bipuri scurte și o schimbare a luminii LED la verde constant.

Unitatea este acum gata să efectueze funcțiile Terminatorului dvs. de hard disk. :)

Executarea poate fi efectuată atât în ​​contact direct (prin apăsarea unui buton de pe bara de extensie a exterminatorului), cât și fără contact - utilizând un transmițător radio, care, conform producătorului, funcționează la o distanță de până la 100 de metri. Pentru a primi un semnal radio, se folosește un mic bloc de plastic cu un fir de antenă de 15 centimetri și un LED care clipește când apăsați butoanele de pe telecomandă. Pentru a evita declanșarea accidentală, ordinea apăsării butoanelor pentru a declanșa distrugătorul nu este banală: mai întâi, ar trebui să apăsați butonul mare (blocul „Surf” începe să bipe constant), apoi apăsați celelalte trei butoane în ordine.

În timpul funcționării distrugătorului, se aude un șoc mecanic foarte puternic (care provoacă un scurt impuls magnetic), după care dispozitivul începe să emită un semnal sonor intermitent și să clipească un LED verde până când este deconectat de la rețea. În același timp, hard diskul poate fi conectat la un computer care funcționează și chiar poate funcționa singur - computerul nu va fi afectat (verificat personal), deși după declanșarea tocătorului, discul începe să-și facă clic frenetic pe cap, încercând să găsească cel puțin unele informații despre platouri și sistemul de operare, dacă a fost pornit de pe această unitate și a folosit fișierul swap pe ea, desigur, se vor bloca.

Acest fișier (100 de secunde, 500 KB) conține sunetele distrugătorului din momentul în care este conectat la rețea, semnal gata, pulsare-clic și până la țipătul unui hard disk ucis. :)

Deci, ce se întâmplă cu unitatea în sine? Lansăm, de exemplu, programul Victoria (un analog mai avansat al popularului MHDD) și vedem că tot ce trebuia citit de pe plăcile magnetice nu mai este posibil de citit, inclusiv numele modelului, numărul de serie, volumul și configurația unității (producător, nume serie iar vechiul număr de versiune firmware este încă citit - de pe placa controlerului unității).

Programul Victoria conduce înainte de distrugere

Desigur, nu există informații despre partițiile existente pe disc. Mai mult, informațiile de pe disc (sectoare) nu pot fi citite nici măcar de astfel de programe de nivel scăzut, cum ar fi, de exemplu, MHDD și Victoria, deoarece nu văd niciun sectoare pe acesta (de exemplu, nu există adresări LBA și CHS, și, aparent, toate informațiile de service și chiar servo markup se pierd).

Evident, nici discul nu este vizibil în configurarea BIOS a controlerului gazdă (și a plăcii de bază). Utilizarea unei plăci de control de la aceeași este exactă, dar un hard disk care funcționează nu salvează.

Este clar că în laboratorul nostru de testare nu avem toate capacitățile profesionale bogate pentru recuperarea datelor de pe suport magnetic. Ar fi optim, desigur, să mergeți cu hard disk-urile distruse la „departamentul secret” special al FAPSI (care acum se numește diferit) și „din vechea prietenie” (pe care unii încă îl suspectează persistent;)) pentru a cereți să verificați cât de bine a fost șters totul („Cuie”). Și emite o opinie scrisă cu privire la această chestiune. :) Cu toate acestea, nu am distras astfel de specialiști serioși cu prostia noastră, mai ales că teste și concluzii similare cu privire la Priboy au fost deja efectuate și primite - de către producător însuși, consultați certificatele de mai sus. Am făcut-o mai ușor - am dus discurile la laboratoare private (comerciale) interne cunoscute pentru recuperarea datelor de pe hard diskuri (am încercat să alegem unele dintre cele mai bune) și, sub pretextul obișnuit (adică, fără a le dedica cercetarea noastră), a oferit recuperarea datelor de pe șuruburile ucise. Răspunsul, cred că l-ai ghicit - nu au reușit să facă nimic! (Și cu ce jurământ și-au zgâriat napii despre nelegibilitatea completă a sistemului de service și servo-marcare cu o bună mecanică și electronică, cred că vă puteți imagina și ... :) Le cerem să ne ierte pentru asta. ;))

Cu un singur disc sortat. Și ce se întâmplă cu obiectele din apropiere în timpul acestui impuls magnetic? Pentru a face acest lucru, am efectuat teste plasând unitățile de disc aproape de părțile laterale ale tocătorului, precum și direct sub acesta - la urma urmei, într-o unitate de sistem reală, un alt disc poate fi amplasat într-un compartiment de trei inci sau un dispozitiv mobil Rack chiar sub "terminator" ...

Verificarea a arătat că hard diskul situat direct sub tocător nu a fost deloc deteriorat - informațiile de pe acesta au fost citite fără nicio dificultate într-un explorator Windows obișnuit și o comparație byte-byte a conținutului sectoarelor înainte și după executarea vecinului său „superior” a arătat o coincidență completă a înregistrărilor. Mai mult, discurile plasate aproape de părțile laterale ale dispozitivului de distrugere nu au avut de suferit.

Următorul experiment a fost să încercăm să prăjim un „sandviș” - adică atunci când al doilea disc este situat direct deasupra celui principal fiind distrus. Într-adevăr, într-un sistem real, de exemplu, un rack mobil cu un hard disk poate fi chiar deasupra distrugătorului din unitatea de sistem.

Verificarea a arătat că discul care servește drept "caviar", adică plasat deasupra primului distrus, rămâne complet intact, indiferent de ce parte (în sus sau în jos) se află (vorbim despre discuri cu factorul de formă standard pentru această grosime 25,4 mm).

Mai mult, am mai făcut un experiment, plasând unitatea de disc distrusă în „Surf” nu cu placa în sus (după cum este necesar), ci cu placa în jos.

După primul impuls magnetic, acest disc a rămas intact! Și informațiile de pe acesta nu au fost afectate. Cu toate acestea, după „lovitura” repetată a impulsului magnetic la lucru Unitatea (care tocmai se învârte) a ars brusc controlerul său - driverul S72 Smooth L7250E, precum și microcircuitul convertorului de tensiune la bord, au fost carbonizate.

Poate că motivul pentru aceasta a fost căldura de la Moscova și supraîncălzirea cazurilor deja încălzite ale acestor două microcircuite. Cu toate acestea, înlocuirea controlerului acestui disc cu unul similar reparabil a arătat că informațiile de pe disc erau din nou intacte! Impulsul a fost repetat pe hard disk-ul restaurat (cu noul controler deja răcit). Și controlerul a ars din nou (de data aceasta numai Smooth a fost carbonizat și fumat)! Cu toate acestea, următoarea înlocuire a controlerului cu una reparabilă a arătat că de data aceasta informațiile de pe disc nu au fost distruse! În cele din urmă, discul a fost dat peste cap (așa cum ar trebui să fie pentru distrugere) și impulsul a fost repetat (din nou cu un hard disk rotitor): de data aceasta, totul a căzut la locul său - informațiile de pe disc au fost distruse în siguranță și controlerul nu a fost deteriorat și a fost returnat cu succes pe un disc de lucru de pe care a fost îndepărtat pentru experimente. Astfel, pentru o funcționare corectă (precum și siguranța la incendiu și integritatea electronică a hard diskului) un disc cu informații distruse neapărat trebuie așezat pe „Surf” cu controlerul în sus, așa cum se arată la începutul articolului. Iar hard diskul, amplasat accidental deasupra celui distrus, în principiu, practic nu este amenințat, iar informațiile de pe acesta nu ar trebui să fie deteriorate de un impuls magnetic din „Surf”.

Sincer, în legătură cu ultimul experiment, poate apărea întrebarea, cât de fiabil vor fi distruse informațiile de pe hard disk-urile moderne cu, să zicem, 4-5 platouri magnetice, dintre care unele sunt mult mai aproape de controler decât de acoperișul discului superior ? Aparent, pe clătitele cele mai apropiate de „Surf” totul va fi OK, dar pe plăcile îndepărtate puterea pulsului magnetic va fi vizibil mai mică și poate suferi mai puțin. Din păcate, nu am avut ocazia să verific această situație punând sub cuțit monștri scumpi de 400-500 gigabyte și apoi, încercând să citesc separat plăcile „îndepărtate”, nu am avut ocazia, în acest caz este lipsită de relevanță).

Desigur, impulsul magnetic al surfului poate acționa nu numai pe hard disk-uri, ci și asupra altor purtători magnetici. Deci, dacă puneți o dischetă obișnuită în locul unui hard disk, atunci nu va rămâne nimic pe ea. :) Care a fost verificat imediat. Mai mult, dacă dischetele sunt în partea de sus, de jos sau laterală a tocătorului (vezi foto),

atunci nimic nu se întâmplă cu informațiile de pe ele (ceea ce confirmă încă o dată „acțiunea la distanță scurtă” a câmpului magnetic al anihilatorului). Apropo, spre deosebire de un hard disk, o dischetă după o astfel de ștergere completă este ușor de reformat (de exemplu, în DOS). Am reușit chiar să restabilesc în acest fel mai multe dischete care nu funcționau anterior. ;)

Concluzie

Deci, testele confirmă faptul că dispozitivul brevetat pentru distrugerea de urgență a informațiilor de pe suportul magnetic "Priboy" (2C-994), produs de meșteșugari domestici și utilizat în computerele personale domestice IRBIS ale companiei "K-Systems" (și, aparent , unele altele), face față cu îndatoririle lor și „cuie” informațiile de pe hard disk la nivelul de nelegibilitate completă. Dispozitivul are o funcționalitate destul de bine gândită și convenabilă, cu o sursă de alimentare proprie (deși bateria încorporată nu ar fi inutilă) și posibilitatea ștergerii datelor de urgență atât de contact, cât și de la distanță (până la 100 m). Aparent, unele puncte minore ar putea fi îmbunătățite (de exemplu, pentru a face ca butonul de distrugere mecanic de pe panoul din spate să nu fie atât de ușor accesibil, să adăugați o baterie, să reduceți dimensiunea etc.). Și chiar gândiți-vă la îmbunătățiri (de exemplu, în special datele importante sunt stocate din ce în ce mai mult pe matricile RAID 1, iar un „Surf” nu va putea încă distruge ambele discuri în același timp). Dar, în general, dispozitivele din această clasă pot fi foarte utile într-o serie de cazuri și pot atrage computerele personale concepute pentru a lucra cu informații care constituie un anumit secret.

Suntem recunoscători companiei "" pentru distrugătorul Priboi furnizat pentru testare și personal lui Sergey Davydov (Maxtor) pentru hard disk-urile prevăzute pentru distrugere :)