Potřeba ukládat jakékoli informace se objevila v pravěku, jehož živým příkladem je skalní umění, které přežilo dodnes. Skalní malby lze právem nazvat nejodolnějším nosičem informací na planetě. tento moment, i když existují určité potíže s přenositelností a použitelností. S příchodem počítačů (a zejména osobních počítačů) se vývoj objemných a snadno použitelných paměťových médií stal obzvláště důležitým.

Papírová média

První počítače používaly děrné štítky a perforovanou papírovou pásku navinutou na kotoučích, tzv. děrnou pásku. Jeho předchůdci byly automatické tkalcovské stavy, zejména stroj Jaccard, jehož konečnou verzi vytvořil vynálezce (po kterém je pojmenován) v roce 1808. Pro automatizaci procesu podávání nití byly použity děrované desky:

Děrné štítky jsou kartonové karty, které používaly podobnou metodu. Bylo jich mnoho druhů, jak s dírami, které byly zodpovědné za „1“ v binárním kódu, tak textových. Nejrozšířenější byl formát IBM: velikost karty byla 187x83 mm, informace na ní byly umístěny ve 12 řádcích a 80 sloupcích. V moderním pojetí se na jeden děrný štítek vešlo 120 bajtů informací. Aby bylo možné zadat informace, musely být děrné štítky předloženy v určitém pořadí.

Stejný princip využívá i děrná páska. Informace jsou na něm uloženy ve formě děr. První počítače, které vznikly ve 40. letech minulého století, pracovaly jak s daty v reálném čase zadávanými pomocí děrné pásky, tak využívaly nějaký druh paměti RAM, především pomocí katodové trubice. Papírové nosiče byly aktivně používány ve 20-50 letech, poté je postupně začaly nahrazovat magnetické nosiče.

Magnetická média

V 50. letech 20. století začal aktivní vývoj magnetických nosičů. Jako základ byl vzat fenomén elektromagnetismu (vznik magnetické pole ve vodiči, když jím prochází proud). Magnetické médium se skládá z povrchu potaženého feromagnetem a čtecí/zapisovací hlavy (jádro s vinutím). Vinutím protéká proud, objevuje se magnetické pole určité polarity (v závislosti na směru proudu). Na feromagnet působí magnetické pole a magnetické částice v něm jsou polarizovány ve směru pole a vytvářejí zbytkovou magnetizaci. Pro záznam dat o různých oblastech je aplikováno magnetické pole různé polarity a při čtení dat jsou zaznamenávány zóny, ve kterých se mění směr zbytkové magnetizace feromagnetika. Prvním takovým médiem byly magnetické bubny: velké kovové válce potažené feromagnetem. Kolem nich byly instalovány čtecí hlavy.

Po nich se objevili HDD v roce 1956 to byl IBM 305 RAMAC, který se skládal z 50 disků o průměru 60 cm, byl velikostí srovnatelný s velkou moderní lednicí Side-by-Side a vážil těsně pod tunu. Jeho objem byl na tehdejší dobu neuvěřitelných 5 MB. Hlava se volně pohybovala po povrchu disku a rychlost provozu byla vyšší než u magnetických bubnů. Proces naložení 305 RAMAC do letadla:

Objem se rychle začal zvyšovat a koncem 60. let IBM vydala vysokorychlostní jednotku se dvěma 30 MB disky. Výrobci aktivně pracovali na zmenšení velikosti a do roku 1980 měl pevný disk velikost 5,25palcového disku. Od té doby prošly design, technologie, objem, hustota a rozměry obrovskými změnami a nejoblíbenějšími tvarovými faktory se staly 3,5, 2,5 palce, minimálně 1,8 palce a objemy již dosahují deseti terabajtů na jednom médiu.

Nějakou dobu se používal i formát IBM Microdrive, což byl miniaturní pevný disk ve tvaru paměťové karty CompactFlash. typ II. Vydáno v roce 2003, později prodáno Hitachi.

Paralelně byla vyvinuta magnetická páska. Objevil se spolu s vydáním prvního amerického komerčního počítače UNIVAC I v roce 1951. IBM opět udělalo maximum. Magnetická páska byla tenký plastový proužek s magneticky citlivým povlakem. Od té doby se používá v různých formách.

Od kotoučů, přes páskové kazety až po kompaktní kazety a videokazety VHS. Počítače se používaly od 70. do 90. let (již v mnohem menším množství). Často se jako externí médium pro PC používal zásuvný magnetofon.

Magnetické páskové mechaniky zvané Streamery se používají dodnes, hlavně v průmysl a velký byznys. V současné době se používají standardní cívky Linear Tape-Open (LTO) a rekord byl stanoven letosIBM a FujiFilm dokázaly zaznamenat 154 terabajtů informací na standardní kotouč. Předchozí rekord je 2,5 terabajtu, LTO 2012.

Dalším typem magnetických médií jsou diskety nebo floppy disky. Zde je vrstva feromagnetika nanesena na pružnou, lehkou základnu a umístěna do plastového pouzdra. Takové nosiče byly z hlediska výroby jednoduché a vyznačovaly se nízkou cenou. První disketa měla 8palcový tvarový faktor a objevila se koncem 60. let. Tvůrce – opět IBM. V roce 1975 dosáhla kapacita 1 MB. I když oblibu si disketa vysloužila díky přistěhovalcům z IBM, kteří si založili vlastní společnost Shugart Associates a v roce 1976 vydala 5,25palcovou disketu s kapacitou 110 KB. V roce 1984 byla kapacita již 1,2 MB a Sony přispěchalo s kompaktnějším 3,5palcovým provedením. Takové diskety lze stále najít v mnoha domácnostech.

Iomega vydala v 80. letech 20. století magnetické diskové kazety Bernoulli Box s kapacitou 10 a 20 MB a v roce 1994 - tzv.Velikost zipu 3,5 palce s kapacitou 100 MB, byly poměrně aktivně využívány až do konce 90. let, ale na konkurenci CD byly příliš tvrdé.

Optická média

Optická média mají tvar disku a čtou pomocí optického záření, obvykle laseru. Laserový paprsek je nasměrován na speciální vrstvu a od ní se odráží. Při odrazu je paprsek modulován nejmenšími zářezy na speciální vrstvě, při registraci a dekódování těchto změn se obnovují informace zaznamenané na disku. Poprvé byla technologie optického záznamu pomocí média propouštějícího světlo vyvinuta Davidem Paulem Greggem v roce 1958 a patentována v letech 1961 a 1990 a v roce 1969 vytvořil Philips tzv. LaserDisc, ve kterém se světlo odráželo. Poprvé byl LaserDisc představen veřejnosti v roce 1972 a do prodeje se dostal v roce 1978. Velikostí se blížil vinylovým deskám a byl určen pro filmy.

V sedmdesátých letech začal vývoj optických médií nového typu, v důsledku čehož Philips a Sony představily v roce 1980 formát CD (Compact Disk), který byl poprvé předveden v roce 1980. CD a hardware se začaly prodávat v roce 1982. Původně se používaly pro zvuk, vešly se do 74 minut. V roce 1984 vytvořily společnosti Philips a Sony standard CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) pro jakýkoli typ dat. Objem disku byl 650 MB, později - 700 MB. První disky, které bylo možné nahrávat doma, a ne v továrně, byly vydány v roce 1988 a nesly název CD-R. (Zapisovatelný kompaktní disk) a Již v roce 1997 se objevily disky CD-RW, které umožňují vícenásobné přepisování dat na disku.

Tvarový faktor se nezměnil, zvýšila se hustota záznamu. V roce 1996 se objevil formát DVD(Digital Versatile Disc), který měl stejný tvar a průměr 12 cm a objem byl 4,7 GB nebo 8,5 GB u dvouvrstvého. Pro práci s disky DVD byly vydány odpovídající jednotky, které jsou zpětně kompatibilní s disky CD. V následujících letech bylo vydáno několik dalších standardů DVD.

V roce 2002 byly světu představeny dva různé a nekompatibilní formáty optických disků nové generace: HD DVD a Blu-ray Disc (BD). V obou případech je pro zápis a čtení dat použit modrý laser o vlnové délce 405 nm, což umožnilo další zvýšení hustoty. HD DVD je schopno uložit 15 GB, 30 GB nebo 45 GB (jedna, dvě nebo tři vrstvy), Blu-ray - 25, 50, 100 a 128 GB. Ten se stal populárnějším a v roce 2008 Toshiba (jeden z tvůrců) opustila HD DVD.

Polovodičové nosiče

V roce 1984 představila Toshiba polovodičová média, tzv. NAND flash paměti, které se staly populární až deset let po svém vynálezu. Druhá verze NOR byla navržena společností Intel v roce 1988 a používá se k ukládání programových kódů, jako je BIOS. Paměť NAND se nyní používá v paměťových kartách, flash discích, SSD discích a hybridních pevných discích.

Technologie NAND umožňuje vytvářet čipy s vysokou hustotou záznamu, je kompaktní, méně energeticky náročná na použití a má vyšší rychlost (ve srovnání s pevnými disky). Hlavní nevýhodou je v současné době poměrně vysoká cena.

Cloudové úložiště

S vývojem Celosvětová Síť, zvyšující se rychlosti a mobilní internet, objevilo se mnoho cloudových úložišť, ve kterém jsou data uložena na mnoha serverech distribuovaných po síti. Data jsou ukládána a zpracovávána v tzv. virtuálu cloud a uživatel k nim má přístup, pokud má přístup k internetu. Fyzicky mohou být servery umístěny vzdáleně od sebe. Existují jak specializované služby, jako je Dropbox, tak možnosti pro společnosti vyrábějící software nebo zařízení. Microsoft má OneDrive (dříve SkyDrive), iCloud od Applu, Google Drive a tak dále.

Nosič informací (informační nosič) je jakýkoli hmotný předmět, který osoba používá k ukládání informací. Může to být například kámen, dřevo, papír, kov, plasty, křemík (a další druhy polovodičů), páska se zmagnetizovanou vrstvou (v kotoučích a kazetách), fotografický materiál, plasty se speciálními vlastnostmi (například v optické disky) atd., atd.

Nosičem informace může být jakýkoli předmět, ze kterého je možné čtení (čtení) informací na něm dostupných.

Nosiče informací se používají pro:

• evidence;
• úložný prostor;
• čtení;
• přenos (šíření) informací.

Samotný informační nosič je často umístěn v ochranném obalu, což zvyšuje jeho bezpečnost a tím i spolehlivost ukládání informací (například papírové listy jsou umístěny v krytu, paměťový čip je umístěn v plastu (chytrá karta), magnetická páska je umístěna v pouzdře apod.) .

Elektronická média zahrnují média pro jeden nebo více záznamů (obvykle digitální) elektrickými prostředky:

• optické disky(CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray Disc);
• polovodiče (flash paměti, diskety atd.);
• CD-disky (CD - Compact Disk, CD), které mohou obsahovat až 700 MB informací;
• DVD disky (DVD - Digital Versatile Disk, digitální univerzální disk), které mají výrazně větší informační kapacitu (4,7 GB), protože optické stopy na nich jsou tenčí a hustěji umístěné;
• HR DVD a Blu-ray disky s 3 až 5krát větší úložnou kapacitou než DVD pomocí 405 nanometrového modrého laseru.

Elektronická média mají oproti papírovým (listy papíru, noviny, časopisy) značné výhody:

• podle objemu (velikosti) uložených informací;
• podle jednotkových nákladů na skladování;
• o hospodárnosti a efektivitě poskytování aktuálních (určených ke krátkodobému uchovávání) informací;
• pokud je to možné, poskytovat informace ve formě vhodné pro spotřebitele (formátování, třídění).

Existují také nevýhody:

• křehkost čtecích zařízení;
• hmotnost (hmotnost) (v některých případech);
• závislost na zdrojích energie;
• potřeba čtečky/zapisovačky pro každý typ a formát média.

Pevný disk neboli HDD (anglicky hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD), pevný disk je paměťové zařízení (úložné zařízení informací) založené na principu magnetického záznamu. Je to hlavní paměťové médium ve většině počítačů.

Na rozdíl od „flexibilního“ disku (diskety) se informace na pevném disku zapisují na tvrdé desky potažené vrstvou feromagnetického materiálu – magnetické disky. HDD používá jednu nebo více ploten na stejné ose. Čtecí hlavy se v provozním režimu nedotýkají povrchu desek kvůli vrstvě proudění vzduchu, která se při rychlé rotaci tvoří v blízkosti povrchu. Vzdálenost mezi hlavou a diskem je několik nanometrů (u moderních disků asi 10 nm) a absence mechanického kontaktu zajišťuje dlouhou životnost zařízení. Při absenci rotace disku jsou hlavy u vřetena nebo mimo disk v bezpečné („parkovací“) zóně, kde je vyloučen jejich abnormální kontakt s povrchem disků.

Na rozdíl od diskety je paměťové médium také obvykle kombinováno s jednotkou, jednotkou a elektronickou jednotkou. Takové pevné disky se často používají jako nevyměnitelná paměťová média.

Optické (laserové) disky jsou v současnosti nejoblíbenějším paměťovým médiem. Využívají optického principu záznamu a čtení informací pomocí laserového paprsku.

DVD mohou být dvouvrstvá (kapacita 8,5 GB), přičemž obě vrstvy mají reflexní povrch, který nese informace. Kromě toho lze informační kapacitu disků DVD dále zdvojnásobit (až 17 GB), protože informace lze zaznamenávat na obě strany.

Optické mechaniky jsou rozděleny do tří typů:

• bez možnosti zápisu - CD-ROM a DVD-ROM (ROM - Read Only Memory, read-only memory). Na CD-R disky OM a DVD-ROM ukládají informace, které do nich byly zapsány během výrobního procesu. Psaní nových informací do nich není možné;
• s jedním záznamem a vícenásobným čtením - CD-R a DVD ± R (R - zapisovatelný, zapisovatelný). Na disky CD-R a DVD±R lze informace zaznamenat, ale pouze jednou;
• přepisovatelné - CD-RW a DVD ± RW (RW - Přepisovatelné, přepisovatelné). Informace na discích CD-RW a DVD±RW lze zapisovat a mazat vícekrát.

Hlavní vlastnosti optických mechanik:

• kapacita disku (CD - až 700 MB, DVD - až 17 GB)
• rychlost přenosu dat od operátora k RAM– měřeno v násobcích rychlosti 150 KB/s u CD mechanik;
• přístupová doba - čas potřebný k vyhledání informací na disku, měřený v milisekundách (pro CD 80-400 ms).

V současné době jsou široce používány CD mechaniky s rychlostí 52x – až 7,8 MB/s. Disky CD-RW jsou nahrávány nižší rychlostí (například 32x). Proto jsou jednotky CD označeny třemi čísly „rychlost čtení x rychlost CD-R nahrávky x rychlost zápisu CD-RW" (například "52x52x32").
Jednotky DVD jsou také označeny třemi čísly (například "16x8x6").

Při dodržení pravidel skladování (skladování v pouzdrech ve svislé poloze) a provozu (bez škrábanců a nečistot) mohou optická média uchovávat informace desítky let.

Flash paměť označuje polovodiče s elektricky přeprogramovatelnou pamětí (EEPROM). Díky technickým řešením, nízké ceně, velkému objemu, nízké spotřebě energie, vysoké rychlosti, kompaktnosti a mechanické pevnosti je flash paměť zabudována do digitálních přenosných zařízení a paměťových médií. Hlavní výhodou tohoto zařízení je, že je energeticky nezávislé a k ukládání dat nepotřebuje elektřinu. Všechny informace uložené ve flash paměti lze číst nekonečněkrát, ale počet úplných cyklů zápisu je bohužel omezený.

Flash paměť má své výhody před ostatními jednotkami (pevné disky a optické jednotky), a také jeho nedostatky, se kterými se můžete seznámit z níže uvedené tabulky.

Typ pohonu	Výhody	Nedostatky
HDD	Velké množství uložených informací. Vysoká rychlost. Nízké náklady na úložiště dat (na 1 MB)	Velké rozměry. Citlivost na vibrace. Hluk. Odvod tepla
optický disk	Snadnost dopravy. Levné ukládání informací. Možnost replikace	Malý objem. Potřebujete čtečku. Omezení operací (čtení, zápis). Nízká rychlost. Citlivost na vibrace. Hluk
Flash paměť	Vysokorychlostní přístup k datům. Ekonomická spotřeba energie. Odolné vůči vibracím. Snadné připojení k počítači. Kompaktní rozměry	Omezený počet cyklů zápisu

Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Vloženo na http://www.allbest.ru/

Vloženo na http://www.allbest.ru/

KURZOVÁ PRÁCE

MAGNETICKÉ A OPTICKÉ NOSIČE ÚLOŽIŠTĚ A MOŽNOST JEJICH VYUŽITÍ V PRAXI ORGANIZACE

Úvod

Závěr

Seznam použitých zdrojů a literatury

Úvod

Relevantnost

Informační společnost se vyznačuje mnoha rysy, z nichž jedním je, že informace se stávají nejdůležitějším faktorem rozvoje společnosti.

Uchování, rozvoj a racionální využití dokumentárního zdroje jsou velmi důležité pro každou společnost a stát.

Charakteristickým rysem dnešní etapy lidského vývoje je prezentace informací nejen v tištěné a jiné analogové podobě, ale také v elektronické, digitální podobě, což umožňuje vytvářet, ukládat, organizovat přístup a používat elektronické dokumenty v zásadně odlišných podobách. cesta.

V přírodě je přirozeným nositelem informace lidská paměť. A přesto od starověku člověk používá cizí pomocné prostředky pro ukládání informací, které byly na začátku nejprimitivnější (kameny, větve, peří, korálky). Historickými milníky ve vývoji médií pro ukládání informací bylo vytvoření písma, nejprve vynález papyru, poté pergamenu a papíru a poté tisk.

V naší době se výrazně zvýšil počet nosičů materiálu. Jedna věc zůstává nezměněna požadavky na úložiště, stejně jako objem uložených informací s vývojem lidstva pouze narůstá a přesný čas, kdy se informace zpravidla znehodnotí, není znám.

V důsledku toho se společnost snaží vždy vybrat ta nejlepší média, aby se zachovaly důležité informace. Je ale tak snadné vybrat materiálního nosiče?

Účelem práce je charakterizovat magnetické a optické dokumenty a také zdůvodnit jejich využití v práci organizací.

Předmět studia: magnetické a optické dokumenty.

Předmět studia: Využití magnetických a optických dokumentů v práci organizací.

1. Způsoby uchovávání informací

1.1 Nejstarší způsoby uchovávání informací

Prvními nositeli informací byly stěny jeskyní v době paleolitu. Zpočátku lidé malovali na stěny jeskyní, kameny a skály, takové kresby a nápisy se nazývají petroglyfy. Nejstarší skalní rytiny a petroglyfy (z řec. petros - kámen a glyphe - řezba) znázorňovaly zvířata, lov a domácí výjevy. Mezi nejstarší obrazy na stěnách jeskyní paleolitické éry patří otisky lidských rukou a náhodné proplétání vlnitých čar, vtlačených do vlhké hlíny prsty téže ruky. Je pozoruhodné, jak živé a živé byly obrazy zvířat v jeskyních pozdního období starověké doby kamenné. Jejich tvůrci si byli dobře vědomi chování zvířat, jejich zvyků. Všimli si ve svých pohybech takových čar, které modernímu pozorovateli unikají. Je pozoruhodné, že při zobrazování zvířat starověcí mistři používali k modelování svých těl skalní nerovnosti, prohlubně a výčnělky, připomínající obrysy postav. Obraz se jakoby ještě neoddělil od prostoru, který ho obklopuje, neosamostatnil se.

Lidé staré doby kamenné ornament neznali. Na obrázcích zvířat a lidí vyrobených z kosti jsou někdy patrné rytmicky se opakující tahy nebo klikatky, podobné ornamentu. Ale když se podíváte pozorně, uvidíte, že je to... symbol vlna, ptačí peří nebo vlasy. Stejně jako obraz zvířete „pokračuje“ na skalnatém pozadí, tak se tyto ornamentální motivy ještě neosamostatnily, podmíněné figury oddělené od věci, které lze aplikovat na jakýkoli povrch. Je třeba předpokládat, že nejstarší nosiče informací sloužily nejen jako jednoduchá dekorace, ale skalní malby měly za úkol zprostředkovat informace nebo tyto funkce kombinovat.

Jedním z prvních dostupných materiálů byla hlína. Hlína je materiálním nosičem psacích znaků, který měl dostatečnou pevnost (bezpečnost informace), kromě toho byl levný a snadno dostupný a plasticita, snadnost záznamu umožnila zvýšit efektivitu záznamu, bylo možné snadno, jasně a zřetelně zobrazují psací znaky. Přírodní psací potřeby našli starověcí obyvatelé Mezopotámie, kteří žili na samém jihu této země – Sumerové. Hlavním přírodním bohatstvím této oblasti byla hlína: místní obyvatelé z ní stavěli svá obydlí, chrámy bohů, vyráběli z ní nádobí, lampy a rakve. Podle starodávného sumerského mýtu byl dokonce člověk stvořen z hlíny. Zásoby tohoto materiálu byly prakticky nevyčerpatelné. Hliněné tabulky se proto v oblasti jižní Mezopotámie staly hmotným nosičem znaků písma, které se zde hojně používaly již na počátku 3. tisíciletí před naším letopočtem. E.

Ke vzniku psaní přispívá schopnost efektivně psát. Před více než pěti tisíci lety (výdobytky sumerské civilizace, území moderního Iráku) se objevilo psaní na hlínu (už ne kresby, ale ikony a piktogramy podobné písmenům).

Hliněné tabulky se staly materiálním základem pro vysoce vyvinuté písmo. Ve druhé polovině III tisíciletí před naším letopočtem. E. v sumerské literatuře byla zastoupena široká škála žánrů: mýty a epické příběhy ve verších, hymny bohům, učení, bajky o zvířatech, přísloví a rčení. Americký sumerolog Samuel Cramer měl to štěstí, že otevřel nejstarší „katalog knihoven“ na světě, umístěný na tabletu dlouhém 6,5 cm a širokém asi 3,5 cm. Písařovi se na tuto malinkou tabulku podařilo napsat názvy 62 literárních děl. „Nejméně 24 titulů z tohoto katalogu odkazuje na díla, která se k nám částečně nebo úplně dostala,“ píše S.Ya. Kramer.

Přístupnější psací materiál byl vynalezen ve starém Římě. Jednalo se o speciální voskové tabulky, které lidstvo používá již více než 1500 let. Tyto tablety byly připraveny ze dřeva nebo slonoviny. Od okrajů desky se ve vzdálenosti 1-2 cm udělala prohlubeň o 0,5--1 cm a poté se po celém obvodu zalila voskem. Psali na tablet, na vosk nanášeli znaky ostrou kovovou tyčinkou - stylusem, který byl na jedné straně špičatý a druhý konec měl tvar špachtle a mohl nápis smazat. Takové voskové destičky byly uvnitř složeny voskem a spojeny ve dva (diptych) nebo tři (triptych) kusy nebo několik kusů koženým řemínkem (polyptych) a byla získána kniha, prototyp středověkých kódů a vzdálený předchůdce moderních knih. Ve starověku a ve středověku se voskové tabulky používaly jako notebooky, pro domácí poznámky a pro výuku dětí psát. V Rus byly podobné voskované tabulky a říkalo se jim tsers.

V horkém klimatu byly záznamy na voskových tabulkách krátkodobé, ale některé původní voskové tabulky se dochovaly dodnes (např. se záznamy francouzských králů). Z ruských carů se dochoval tzv. Novgorodský zákoník pocházející z 11. století. - Toto je polyptych sestávající ze čtyř voskových stránek.

Obrovským krokem vpřed bylo používání papyru, které zavedli staří Egypťané. Nejstarší papyrusový svitek pochází z 25. století před naším letopočtem. E. Později Řekové a Římané převzali papyrusové písmo od Egypťanů. Psali na něj speciálním perem.

Papyrus je psací materiál rozšířený v Egyptě a po celém Středomoří, k jehož výrobě byla použita rostlina z čeledi ostřicovité.

Surovinou pro výrobu papyru byl rákos rostoucí v údolí řeky Nilu. Stonky papyru se oloupaly, jádro se podélně rozřezalo na tenké proužky. Výsledné pásy byly položeny překrývajícími se na rovný povrch. Další vrstva pásů byla na ně položena v pravém úhlu a umístěna pod velký hladký kámen a poté ponechána pod spalujícím sluncem. Po zaschnutí se papyrusový list vyleštil a uhladil skořápkou nebo kouskem slonoviny. Listy ve své konečné podobě vypadaly jako dlouhé stuhy, a proto byly zachovány ve svitcích a později byly spojeny do knih.

Ve starověku byl papyrus hlavním psacím materiálem v celém řecko-římském světě. Produkce papyru v Egyptě byla velmi velká. A přes všechny své dobré vlastnosti byl papyrus stále křehkým materiálem. Papyrusové svitky nemohly být uchovávány déle než 200 let. Papyry se dodnes zachovaly pouze v Egyptě, a to výhradně díky jedinečnému klimatu této oblasti.

Jako materiální nosič informací se papyrus používal nejen ve starověkém Egyptě, ale i v dalších zemích Středomoří a v západní Evropě - až do 11. století. A posledním historickým dokumentem napsaným na papyru bylo poselství papeže na počátku 20. století.

Nevýhodou tohoto nosiče bylo, že časem ztmavl a rozbil se. Další nevýhodou bylo, že Egypťané zakázali vývoz papyru do zahraničí.

Nedostatky nosičů informací (hlína, papyrus, vosk) podnítily hledání nosičů nových. Tentokrát zafungoval princip „všechno nové – dobře zapomenuté staré“. Lidé začali vyrábět psací potřeby ze zvířecí kůže – pergamen. Pergamen postupně nahradil papyrus. Výhodami nového média je vysoká spolehlivost uložení informací (pevnost, trvanlivost, neztmavl, nevysychal, nepraskal, nelámal se), znovupoužitelnost (např. v dochované modlitební knize z 10. vědci našli několik vrstev záznamů vytvořených a dolů, vymazaných a vyčištěných a pomocí rentgenu tam bylo objeveno nejstarší Archimédovo pojednání). Knihy na pergamenu - palimpsest (z řeckého jazyka rblYamshzufpn - rukopis psaný na pergamen podle sepraného nebo seškrábaného textu).

Název materiálu pochází z města Pergamon, kde byl tento materiál poprvé vyroben. Od starověku až po současnost je pergamen mezi Židy znám pod jménem „gwil“, jako kanonický materiál pro záznam sinajského zjevení do ručně psaných svitků Tóry. Úryvky z Tóry pro tefil a mezuza byly napsány také na běžnějším typu pergamenu „klaf“. K výrobě těchto odrůd pergamenu se používají pouze kůže košer živočišných druhů.

Pergamen je nevyčiněná oblečená zvířecí kůže - ovce, tele nebo koza.

Podle řeckého historika Ctesias v 5. st. před naším letopočtem E. kůže byla odedávna používána jako materiál pro psaní Peršany. Odkud pod jménem „diftera“ přešla do Řecka, kde se spolu s papyrem používaly ke psaní zpracované ovčí a kozí kůže.

Dalším materiálem rostlinného původu, využívaným především v rovníkové zóně (ve Střední Americe od 8. století, na Havajských ostrovech) byla tapa. Byl vyroben z papírového morušového dřeva, zejména z lýka, lýka. Lýko bylo umyto, očištěno od nerovností, poté vytlučeno kladivem, uhlazeno a vysušeno.

Staří Germáni psali své runové texty na bukové tabulky (Buchenholz), odtud slovo „Buch“, kniha. Znaky byly aplikovány škrábáním (Writan), odkud pochází anglické sloveso write, psát (stejného kořene jako německé ritzen, škrábat).

Římané v nejranějším období své historie, kdy se písmo teprve začalo používat, psali na dřevěné lýko (liber): stejné slovo, které začali nazývat knihou. Informační nosiče římského písma se na tomto materiálu nedochovaly, ale písmena z březové kůry mohou zřejmě sloužit jako nejbližší analog.

Březová kůra – rozšířená od 12. století

Při hledání praktičtějších médií se lidé snažili psát na dřevo, jeho kůru, listy, kůži, kovy, kosti. V zemích s horkým klimatem se často používaly sušené a lakované palmové listy. Na Rusi byla nejběžnějším materiálem pro psaní březová kůra - určité vrstvy březové kůry.

Takzvaný dopis z březové kůry, kus březové kůry s poškrábanými znaky, našli archeologové 26. července 1951 při vykopávkách v Novgorodu. Byly také písemné důkazy, že březová kůra se ve starověké Rusi používala k psaní - Joseph Volotsky to zmiňuje v příběhu o klášteře Sergia z Radoneže.

Archeologové dokonce našli miniaturní knihu z březové kůry o 12 stranách o velikosti 5 x 5 cm, ve které jsou podél přehybu našity dvojité listy. Příprava březové kůry pro proces nahrávání nebyla náročná. Dříve se vařilo, pak se seškrábla vnitřní vrstva kůry a na okrajích se odřízla. Výsledkem byl základní materiál dokumentu v podobě stuhy nebo obdélníku. K psaní se obvykle používala vnitřní strana březové kůry, která je hladší. Dopisy byly srolovány do svitku. V tomto případě byl text na vnější straně. Texty písmen březové kůry byly vytlačeny pomocí speciálního nástroje - stylusu ze železa, bronzu nebo kosti.

Kvůli nedostatkům předchozích nosičů nařídil čínský císař Liou Zhao, aby za ně byla nalezena důstojná náhrada. Zatímco v západním světě existovala konkurence mezi voskovými tabulkami, papyrusem a pergamenem v Číně ve 2. století před naším letopočtem. byl vynalezen papír.

Nejprve se papír v Číně vyráběl z vadných zámotků bource morušového, pak začali vyrábět papír z konopí. Pak v roce 105 n.l. Cai Lun začal vyrábět papír z drcených vláken moruše, dřevěného popela, hadrů a konopí. To vše smíchal s vodou a vzniklou hmotu vyskládal na formu (dřevěný rám a bambusové síto). Po vysušení na slunci tuto hmotu uhladil pomocí kamenů. Výsledkem jsou silné listy papíru. Už tehdy byl papír v Číně široce používán. Po vynálezu Cai Luna se proces výroby papíru rychle zlepšil. Začali přidávat škrob, lepidlo, přírodní barviva atd. pro zvýšení pevnosti.

Na počátku 7. století se způsob výroby papíru stal známým v Koreji a Japonsku. A po dalších 150 letech se přes válečné zajatce dostává k Arabům. Výroba papíru zrozená v Číně se pomalu přesouvá na Západ a postupně proniká do hmotné kultury jiných národů.

1.2 Vynález moderních paměťových médií

Od 19. století se v souvislosti s vymýšlením nových způsobů a prostředků dokumentování (foto, film, zvuková dokumentace atd.) rozšířilo mnoho zásadně nových nosičů dokumentovaných informací. V závislosti na jejich kvalitativních charakteristikách a na způsobu dokumentace je lze klasifikovat takto:

papír;

fotografická média;

mechanická média pro záznam zvuku;

magnetická média;

optické (laserové) disky a další perspektivní nosiče informací.

Nejdůležitějším materiálním nosičem informace je stále papír. Na tuzemském trhu jsou v současnosti stovky různých druhů papíru a papírových výrobků. Při výběru papíru pro dokumentaci je nutné vzít v úvahu vlastnosti papíru, vzhledem k technologickému postupu jeho výroby, kompozičnímu složení, stupni povrchové úpravy atd.

Jakýkoli papír vyrobený tradičním způsobem se vyznačuje určitými vlastnostmi, které je třeba vzít v úvahu při procesu dokumentace. Mezi tyto klíčové vlastnosti a indikátory patří:

kompoziční složení, tzn. složení a druh vláken (celulóza, buničina, len, bavlna a další vlákna), jejich procento, stupeň mletí;

hmotnost papíru (hmotnost 1 m2 papíru libovolné jakosti). Hmotnost papíru vyrobeného pro tisk je od 40 do 250 g/m2. m;

tloušťka papíru (může být od 4 do 400 mikronů);

hustota, stupeň poréznosti papíru (množství papíroviny v g / cm Ё);

strukturní a mechanické vlastnosti papíru (zejména směr orientace vláken v papíru, propustnost světla, průhlednost papíru, deformace vlivem vlhkosti atd.);

hladkost povrchu papíru;

světlostálost;

zaplevelení papíru (důsledek použití znečištěné vody při jeho výrobě) a některé další vlastnosti papíru.

Podle vlastností se papír dělí na třídy (pro tisk, na psaní, na psaní, ozdobný, obalový atd.), dále na druhy (typografický, ofsetový, novinový, natíraný, psací, kartografický, papír Whatman, dokument, atd.)). Takže papír s plošnou hmotností 30 až 52 g/m¦ a s převahou dřevní buničiny ve složení ve složení se nazývá novinový papír. Tiskový papír má plošnou hustotu 60 až 80 g/m¦ a je vyroben na bázi dřevní buničiny. Kartografický papír má ještě větší hustotu (od 85 do 160 g/m¦). Pro technickou dokumentaci se používá vysoce kvalitní bílý kreslicí papír, který se vyrábí na bázi mechanicky zpracovaných hadrů. Pro tisk bankovek, dluhopisů, bankovních šeků a dalších důležitých finančních dokumentů se používá papír odolný vůči mechanickému namáhání. Vyrábí se na bázi lněných a bavlněných vláken, často s vodoznakem94.

Perforované pásky sloužily k mechanickému záznamu zakódované informace a jejímu dalšímu využití v systémech vyhledávání informací, v děrovacích počítačích. Byly vyrobeny ze silného papíru o tloušťce asi 0,1 mm a šířce 17,5; 20,5; 22,5; 25,5 mm.

Papírové formáty mají velký význam při správě dokumentů a správě dokumentace. Již v roce 1833 byl v Rusku založen jediný list papíru a v roce 1903 unie výrobců papíru přijala 19 jeho formátů. Zároveň však existovaly četné formáty, které vznikly spontánně z iniciativy papíren a na základě přání spotřebitelů95. Ve 20. letech 20. století po rozhodnutí bolševického vedení přejít na metrický systém došlo také k zefektivnění papírových formátů a následně k přijetí GOST 9327-60 "Papír a papírové výrobky. Spotřebitelské formáty". Nové formáty byly založeny na systému velikosti papíru, který poprvé navrhla německá normalizační organizace DIN kolem roku 1920. V roce 1975 se tento systém stal mezinárodním standardem (ISO 216) přijetím Mezinárodní organizací pro normalizaci. Působí také v Rusku.

Norma ISO 216 se skládá ze tří řad: A, B a C. Jako hlavní je nastavena řada (řádek) A. Zde má každý list papíru šířku rovnou výsledku dělení jeho délky druhou odmocninou z dva (1:1,4142). Plocha hlavního formátu (A0) je 1 m¦ a jeho strany jsou 841x1189 mm. Zbývající formáty se získají postupným dělením předchozího formátu na polovinu, rovnoběžně s jeho menší stranou. Díky tomu jsou všechny výsledné formáty geometricky podobné. Každý formát je označen dvěma znaky: písmenem A označujícím, že patří do řady A, a číslem označujícím počet dílků původního formátu A0.

Formáty ISO 216 řady A:

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

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

Formáty řady B se používají, když řada A nemá vhodný formát. Formát B-série je geometrický průměr mezi formáty An a A(n+1).

Formáty řady C standardizují obálky. Formát řady C je geometrický průměr mezi formáty řady A a B stejného čísla. Například dokument na listu A4 se dobře vejde do obálky C4.

S přihlédnutím k velikostem papíru podle systému ISO vznikly kopírky, tzn. vázané na poměr 1:v2. Tento princip se využívá i ve filmových a fotolaboratořích. Kopírky jsou vybaveny vhodnými nejčastěji používanými nástroji pro úpravu měřítka, například:

71 % oproti 0,5 А3 > А4

141 % v2 A4>A3 (také A5> A4)

Formáty papíru ISO jsou nyní široce používány ve všech průmyslových zemích, s výjimkou Spojených států amerických a Kanady, kde kancelářská práce běžné jsou i další, i když velmi podobné formáty: "Dopis" (216x279 mm), "Legal" (216x356 mm), "Executive" (190x254 mm) a "Ledger/Tabloid" (279x432 mm)97.

Některé typy papíru jsou navrženy speciálně pro reprografické procesy. Jedná se především o světlocitlivé papírové nosiče. Patří mezi ně termopapír (termosetový a termokopírovací papír); diazo papír (typ diazo nebo modrotiskový papír) citlivý na ultrafialové paprsky; pauzovací papír - transparentní, odolný, čistý celulózový papír určený pro kopírování výkresů; vícevrstvý papír pro elektrojiskrové kopírování atd.

Papír o tloušťce přes 0,5 mm a hmotnosti 1 m2. m více než 250 g se nazývá lepenka. Karton může být jednovrstvý a vícevrstvý. V kancelářské práci se používá zejména k výrobě obalů na primární sady dokumentů (pouzdra), registrační karty atd.

Donedávna byla široce používána lepenková perforovaná média digitálně kódovaných informací – děrné štítky. Byly to obdélníky o rozměrech 187,4x82,5 mm a byly vyrobeny z tenkého, mechanicky pevného kartonu.

Na základě strojně děrných štítků byly vyrobeny aperturní štítky - karty se zabudovaným rámečkem z mikrofilmu nebo kusem neperforované fólie. Obvykle sloužily k ukládání a vyhledávání obrazové a grafické technické dokumentace a patentových informací.

Fotografické materiály jsou flexibilní filmy, desky, papíry, tkaniny. Jedná se v podstatě o vícevrstvé polymerní systémy sestávající zpravidla ze: substrátu (základu), na který je nanesena podkladová vrstva, dále ze světlocitlivé emulzní vrstvy (halogenid stříbra) a antihalační vrstvy.

Barevné fotografické materiály mají složitější strukturu. Obsahují také vrstvy citlivé na modrou, žlutou, zelenou a červenou barvu. Vývoj vícevrstvých barevných materiálů v 50. letech 20. století byl jedním z kvalitativních skoků v historii fotografie, předurčil rychlý rozvoj a široké uplatnění barevné fotografie.

Mezi nejdůležitější vlastnosti fotografických materiálů, zejména fotografických filmů, patří: světelná citlivost, zrnitost, kontrast, barevná citlivost.

Film je fotografický materiál na pružném průhledném substrátu s otvory na jednom nebo obou okrajích - perforacemi. Historicky první fotocitlivá pásková média byla papírová. Zpočátku použitá páska z nitrátu celulózy byla velmi hořlavý materiál. Německý vědec Weber však již v roce 1897 vyrobil film s nehořlavou bází z triacetátu celulózy, který byl široce používán, a to i v domácím filmovém průmyslu. Následně se substrát začal vyrábět z polyethylentereftalátu a dalších elastických polymerních materiálů.

Film se oproti fotografickému filmu obvykle skládá z více vrstev. Na podklad se nanese podvrstva, která slouží k fixaci fotocitlivé vrstvy (nebo několika vrstev) na podklad. Kromě toho má film obvykle antihalační, proti zvlnění a ochrannou vrstvu.

Filmy jsou dostupné v černobílém i barevném provedení. Dělí se také na:

negativní;

pozitivní (pro kontaktní a projekční tisk);

obchodovatelné (lze použít k získání negativ a pozitiv);

kontratyp (pro kopírování např. pro hromadnou výrobu filmových kopií);

hydrotyp;

fonogram (pro fotografický záznam zvuku).

Černobílý fotografický film o šířce 16 a 35 mm je nejběžnějším médiem pro tvorbu mikrofilmů. Hlavními typy mikrofilmů jsou rolované a řezané mikrofilmy. Řezaný mikrofilm je část svitkové fólie o délce minimálně 230 mm, na kterou je umístěno až několik desítek rámečků. Mikrokarty, mikrofiše a ultramikrofiše jsou ve skutečnosti mikrofilmy plochého formátu. Mikrofiš je zejména arch fotografického filmu ve formátu 105x148 mm.

Za více než stoletou historii mechanického záznamu zvuku se opakovaně měnily jak materiály, tak i forma nosičů zvukových informací. Zpočátku to byly fonografické válečky, což byly duté válečky o průměru asi 5 cm a délce asi 12 cm, byly pokryty tzv. „tvrzeným voskem“, na který se nanášela zvuková stopa. Gramofonové trubice se rychle opotřebovaly, bylo téměř nemožné je replikovat. Proto se zcela přirozeně brzy ukázalo, že je vytlačily gramofonové desky.

Gramofonové desky musely splňovat velmi přísné požadavky, protože při přehrávání zvukového záznamu tlačí špička jehly na dno drážky silou asi 1 t / cm¦. První gramofonová deska, natočená v roce 1888, byla zinková deska s vyrytým fonogramem. Pak se začaly odlévat gramofonové desky z celuloidu, gumy, ebonitu. Ukázalo se však, že plastové disky na bázi polyvinylchloridu a vinylitu jsou mnohem levnější, elastičtější a odolnější. Měli a nejlepší kvalita zvuk.

Gramofonové desky se vyráběly lisováním, ražením nebo odléváním. Původní záznam byl voskový kotouč a později kovový (niklový) kotouč potažený speciálním lakem (lakovací kotouč)99.

Podle typu nahrávky se u nás vyráběné gramofonové desky dělily na běžné, dlouhohrající a stereofonní. V zahraničí se navíc vyvíjely kvadrafonní desky a videozáznamy. Kromě toho jsou gramofonové desky klasifikovány podle velikosti, rychlosti otáčení, předmětu záznamu. Zejména stereofonní desky, jejichž výroba v SSSR začala v roce 1958, i dlouhohrající se vyráběly ve formátu (průměru) 174, 250 a 300 mm. Frekvence jejich rotace byla obvykle 33 ot./min.

Od počátku 90. let 20. století výroba gramofonových desek v Rusku skutečně ustala a ustoupily jiné, lepší a efektivnější způsoby záznamu zvuku (elektromagnetické, digitální)

1.3 Vliv typu média na trvanlivost dokumentu a náklady

Přenos dokumentované informace v čase a prostoru přímo souvisí s fyzikálními vlastnostmi jejího hmotného nosiče. Dokumenty jako masový sociální produkt mají relativně nízkou trvanlivost. Při svém provozu v provozním prostředí a zejména při skladování jsou vystaveny četným negativním vlivům v důsledku změn teplot, vlhkosti, vlivem světla, biologických procesů atd. Například v současnosti se na dokumentech a knihách nachází asi 400 druhů hub a hmyzu, které mohou infikovat papír, pauzovací papír, látky, dřevo, kůži, kov, film a další materiály. Není proto náhodou, že problém trvanlivosti hmotných nosičů informací neustále přitahoval pozornost účastníků dokumentačního procesu. Již ve starověku existovala touha zaznamenat nejdůležitější informace o tak relativně odolných materiálech, jako je kámen a kov. Na kamenném sloupu byly například vytesány zákony babylonského krále Hammurabiho. A dnes se tyto materiály používají k dlouhodobému uchovávání informací, zejména v památných komplexech, na pohřebištích atd. V procesu dokumentace bylo přání používat vysoce kvalitní, odolné barvy a inkousty. Do značné míry se k nám díky tomu dostalo mnoho významných textových historických památek, dokumentů minulosti. A naopak používání krátkodobých nosičů materiálu (palmové listí, dřevěná prkna, březová kůra atd.) vedlo k nenávratné ztrátě většiny textové dokumenty vzdálená minulost.

Při řešení problému trvanlivosti se však člověk okamžitě musel vypořádat s dalším problémem, a to tím, že odolná paměťová média byla zpravidla dražší. Knihy na pergamenu byly tedy často cenově přirovnány k kamennému domu nebo dokonce k celému panství, byly vyrobeny v závěti spolu s dalším majetkem a v knihovnách byly přikovány ke zdi. Neustále jsme proto museli hledat optimální poměr mezi trvanlivostí materiálového nosiče informace a jeho cenou. Tento problém je stále velmi důležitý a aktuální.

V současnosti nejrozšířenější materiální nosič dokumentované informace - papír - je relativně levný, dostupný, splňuje potřebné požadavky na jeho kvalitu atp. Papír je však zároveň hořlavý materiál, bojí se nadměrné vlhkosti, plísní, slunečního záření a potřebuje určité hygienické a biologické podmínky. Použití nedostatečně kvalitního inkoustu, barev vede k postupnému vyblednutí textu na papíře. První krizové období v historii papírového dokumentu začalo podle odborníků v polovině 19. století. Souviselo to s přechodem k výrobě papíru ze dřeva, s používáním syntetických barviv, s rozšířeným používáním psacích a kopírovacích nástrojů. V důsledku toho se trvanlivost papírového dokumentu snížila z tisíců na dvě stě - tři sta let, tzn. v pořádku. Zvláště krátkodobé jsou dokumenty vyrobené na papíře nekvalitních typů a jakostí (novinový papír atd.).

Na konci 20. století se s voj počítačová technologie a použití tiskáren k výstupu informací na papír, opět vyvstal problém trvanlivosti papírových dokumentů. Faktem je, že mnoho moderních výtisků textů na tiskárnách je rozpustných ve vodě a bledne. Odolnější barvy, zejména pro inkoustové tiskárny jsou samozřejmě také dražší, a tudíž hůře dostupné pro masového spotřebitele. Používání „pirátských“ znovu nabitých kazet a tonerů v Rusku situaci jen zhoršuje.

Hmotné nosiče dokumentovaných informací tak vyžadují vhodné podmínky pro jejich uchovávání. Ne vždy se to však dodržovalo a dodržovalo. V důsledku toho přicházejí dokumenty z resortních archivů pro státní uložení u nás s vadami. Ve 20. letech dosahoval počet závad 10–20 %, od 50. let začal klesat z 5 na 1 %, v 60.–80. letech byl na úrovni 0,3–0,5 % (i když v absolutním vyjádření to bylo 1-2,5 milionu dokumentů). V 90. letech se ukládání dokumentů v resortních archivech opět zhoršilo, stejně jako v prvních desetiletích existence sovětské moci. To vše má za následek značné materiální ztráty, protože v archivech a knihovnách je nutné vytvářet a udržovat nákladné laboratoře, které se zabývají restaurováním papírových médií. Musíme také pořizovat archivní kopie dokumentů s blednoucím textem atp.

V Sovětském svazu byl svého času dokonce vytvořen vládní program, který počítal s vývojem a výrobou domácího odolného papíru na dokumenty, speciálních stabilních psacích a kopírovacích nástrojů a také s omezením používání materiálů s krátkou životností pro vytváření dokumentů. s pomocí norem. V souladu s tímto programem byly do 90. let vyvinuty a začaly se vyrábět speciální odolné papíry pro kancelářskou práci, navržené na 850 a 1000 let. Upraveno bylo i složení tuzemských psacích médií. Nicméně další implementace programu v modern ruské poměry se ukázalo jako nemožné v důsledku radikálních společensko-politických a ekonomických transformací, jakož i v důsledku velmi rychlé změny metod a prostředků dokumentace.

Problém trvanlivosti a ekonomické efektivity materiálových paměťových médií se stal obzvláště akutním s příchodem audiovizuálních a strojově čitelných dokumentů, které rovněž podléhají stárnutí a vyžadují speciální podmínky skladování. Proces stárnutí takových dokumentů je navíc mnohostranný a výrazně se liší od stárnutí tradičních nosičů informací.

Za prvé, audiovizuální a počítačově čitelné dokumenty, stejně jako dokumenty na tradičních médiích, podléhají fyzickému stárnutí spojenému se stárnutím materiálního média. Stárnutí fotografických materiálů se tedy projevuje změnou vlastností jejich fotosenzitivity a kontrastu při skladování, nárůstem tzv. fotografického závoje a zvýšením křehkosti filmů. V barevných fotografických materiálech dochází k porušení vyvážení barev, tzn. blednutí, které se projevuje zkreslením barev a poklesem jejich sytosti. Zvláště nestabilní byly filmové a fotodokumenty na nitrofilmu, který byl navíc také extrémně hořlavým materiálem. První barevné filmové a fotografické dokumenty velmi rychle vybledly. Je třeba poznamenat, že obecně je trvanlivost barevných filmových dokumentů několikanásobně kratší než u černobílých, a to kvůli nestabilitě barevných obrazových barviv. Filmový nosič je přitom poměrně odolný materiál. Není náhodou, že v archivní praxi mikrofilmy stále zůstávají důležitým způsobem ukládání záložních kopií nejcennějších dokumentů, protože podle odborníků mohou být uloženy po dobu nejméně 500 let.

Životnost gramofonových desek je dána jejich mechanickým opotřebením, závisí na intenzitě používání, podmínkách skladování. Zejména plastové disky (fonografické desky) se mohou při zahřátí deformovat.

Na rozdíl od tradičních textových a grafických dokumentů podléhají audiovizuální a strojově čitelné dokumenty technickému stárnutí spojenému s úrovní vývoje zařízení pro čtení informací. Rychlý vývoj technologií vede k tomu, že pro reprodukci dříve zaznamenaných informací, zejména z phono válců, desek, filmů vznikají problémy a někdy i nepřekonatelné překážky, protože výroba zařízení pro jejich reprodukci buď již dávno skončila, resp. stávající zařízení je navrženo pro práci s materiálovými médii s jinými technickými vlastnostmi. Nyní je například obtížné najít počítač, který by četl informace z 5,25" disket, ačkoli je to teprve pět let, co byly nahrazeny 3,5" disketami.

Nakonec je logické stárnutí, které souvisí s obsahem informací, softwarem a standardy uchovávání informací. Moderní technologie digitální kódování umožňuje podle vědců uchovávat informace „téměř navždy“. To však vyžaduje pravidelné přepisování, například CD - za 20-25 let. Za prvé, je to drahé. A za druhé, výpočetní technika se vyvíjí tak rychle, že existuje rozpor mezi vybavením staré a nové generace. Když se například američtí archiváři jednoho dne rozhodli seznámit se s daty ze sčítání lidu z roku 1960 uloženými na magnetických médiích, ukázalo se, že tyto informace lze reprodukovat pouze pomocí dvou počítačů na celém světě. Jeden z nich byl v USA a druhý v Japonsku.

Technické a logické stárnutí vede k tomu, že značné množství informací na elektronických médiích je nenávratně ztraceno. Aby tomu zabránila, zejména Kongresová knihovna USA zřídila speciální divizi, kde jsou všechna zařízení pro čtení informací ze zastaralých elektronických médií udržována v provozuschopném stavu.

V současné době pokračuje intenzivní hledání informačně objemných a zároveň dostatečně stabilních a ekonomických médií. Je známá např. experimentální technologie Los Alamos Laboratory (USA), která umožňuje zaznamenat zakódovanou informaci o velikosti 2 GB (1 milion strojopisných stran) iontovým paprskem na kus drátu o délce pouhých 2,5 cm. Zároveň je předpokládaná životnost nosiče odhadována na 5 tisíc let s velmi vysokou odolností proti opotřebení. Pro srovnání: zaznamenávat informace ze všech papírových médií Archivního fondu Ruská Federace, chtělo by to jen 50 tisíc těchto pinů, tzn. 1 krabice 115. Na jedné z vědeckých konferencí, konané rovněž v USA, byl předveden „věčný disk“ Rosetta vyrobený z niklu. Umožňuje uložit v analogové podobě až 350 000 stran textu a kreseb po dobu několika tisíc let.

Tedy .... Po srovnání hmotných médií můžeme říci, že s rozvojem vědy a techniky se objeví nová, vyspělejší, informačně kapacitnější, spolehlivější a cenově dostupná média dokumentovaných informací, která nahradí zastaralá média, která používáme Nyní.

2. Charakteristika magnetických a optických paměťových médií

2.1 Materiálová média

Vůbec prvním magnetickým záznamovým médiem, které se na přelomu 19. a 20. století používalo v přístrojích Poulsen, byl ocelový drát do průměru 1 mm. Na začátku 20. století se k tomuto účelu používala i válcovaná ocelová páska. Ve stejné době (v roce 1906) byl vydán první patent na magnetický disk. nicméně kvalitativní charakteristiky všech těchto nosičů byly poměrně nízké. Stačí říci, že výroba 14hodinového magnetického záznamu zpráv na mezinárodním kongresu v Kodani v roce 1908 vyžadovala 2500 km neboli asi 100 kg drátu.

Až ve druhé polovině dvacátých let, kdy byla vynalezena prášková magnetická páska, se magnetický záznam začal široce využívat. Zpočátku byl magnetický prášek nanášen na papírový substrát, poté na acetát celulózy, dokud se jako substrát nezačalo používat vysokopevnostní polyethylentereftalátový (lavsan) materiál. Zlepšila se také kvalita magnetického prášku. Začaly se používat zejména prášky oxidů železa s přídavkem kobaltu, kovové magnetické prášky železa a jeho slitin, což umožnilo několikanásobně zvýšit hustotu záznamu.

V roce 1963 byl společností Philips vyvinut tzv. kazetový záznam, který umožnil používat velmi tenké magnetické pásky. U kompaktních kazet je maximální tloušťka pásky pouze 20 µm při šířce 3,81 mm. Koncem 70. let 20. století se objevily mikrokazety o velikosti 50 x 33 x 8 mm a v polovině 80. let. - pikokazety - třikrát méně než mikrokazety.

Od počátku 60. let 20. století magnetické disky byly široce používány - především v počítačových paměťových zařízeních. Magnetický disk je hliníkový nebo plastový disk o průměru 30 až 350 mm, potažený magnetickou práškovou pracovní vrstvou o tloušťce několika mikronů. V diskové jednotce, stejně jako v magnetofonu, jsou informace zaznamenávány pomocí magnetické hlavy, pouze ne podél pásky, ale na soustředných magnetických stopách umístěných na povrchu rotujícího disku, obvykle na obou stranách. Magnetické disky jsou pevné a flexibilní, vyjímatelné a zabudované do osobního počítače. Jejich hlavní charakteristiky jsou: informační kapacita, doba přístupu k informacím a rychlost čtení za sebou.

Hliníkové magnetické disky - pevné (pevné disky) nevyměnitelné disky - jsou v počítači konstrukčně spojeny v jeden celek s diskovou mechanikou. Jsou uspořádány do balíčků (stohů) od 4 do 16 kusů. Zápis dat na pevný magnetický disk, stejně jako čtení, se provádí rychlostí až 7200 ot./min. Kapacita disku dosahuje přes 9 GB. Tato média jsou určena k trvalému ukládání informací, které se používají při práci s počítačem (systémový software, aplikační programové balíčky atd.).

Ohebné plastové magnetické disky (diskety, z anglického floppy - volně visící) jsou vyrobeny z pružného plastu (dacron) a jsou umístěny jeden po druhém ve speciálních plastových kazetách. Disketová kazeta se nazývá floppy disk. Nejběžnější diskety mají průměr 3,5" a 5,25". Kapacita jedné diskety je obvykle od 1,0 do 2,0 MB. Vyvinutá je však již 3,5palcová disketa s kapacitou 120 MB. Kromě toho se vyrábějí diskety, které jsou určeny pro práci v podmínkách zvýšené prašnosti a vlhkosti.

Takzvané plastové karty, což jsou zařízení pro magnetický způsob ukládání informací a správy dat, našly široké uplatnění především v bankovních systémech. Jsou dvojího druhu: jednoduché a inteligentní. V jednoduchých kartách je pouze magnetická paměť, která umožňuje zadávat data a měnit je. V čipových kartách, kterým se někdy říká smart card (z anglického smart - smart), je kromě paměti zabudován i mikroprocesor. Umožňuje provádět potřebné výpočty a činí plastové karty multifunkčními.

Nutno podotknout, že kromě magnetického existují i ​​další způsoby záznamu informací na kartu: grafický záznam, embossování (mechanické vytlačování), čárové kódování a od roku 1981 také laserový záznam (na speciální laserovou kartu, která umožňuje ukládat velké množství informací, ale stále velmi drahé).

Pro záznam zvuku v digitálních diktafonech se používají zejména minikarty, které mají obdobu disket s kapacitou paměti 2 nebo 4 MB a umožňují záznam po dobu 1 hodiny.

V současné době jsou materiálová magnetická záznamová média klasifikována:

podle geometrického tvaru a velikosti (tvar pásky, disku, karty atd.);

vnitřní strukturou média (dvě nebo více vrstev různých materiálů);

podle způsobu magnetického záznamu (nosiče pro podélný a kolmý záznam);

podle typu zaznamenávaného signálu (pro přímý záznam analogových signálů, pro modulační záznam, pro digitální záznam).

Technologie a materiálové nosiče magnetického záznamu se neustále zdokonalují. Zejména je zde tendence ke zvýšení hustoty záznamu informací na magnetických discích se snížením jejich velikosti a snížením průměrné doby přístupu k informacím.

2.2 Optická paměťová média

Vývoj hmotných nosičů dokumentované informace jako celku jde cestou kontinuálního hledání objektů s vysokou trvanlivostí, velkou informační kapacitou s minimálními fyzickými rozměry nosiče. Od 80. let se stále více rozšiřují optické (laserové) disky. Jedná se o plastové nebo hliníkové disky určené k záznamu a reprodukci informací pomocí laserového paprsku.

První optický záznam zvukové programy pro domácí účely provedly v roce 1982 Sony a Philips v laserových CD přehrávačích, které se začaly označovat zkratkou CD (Compact Disc). V polovině 80. let vznikly CD-ROMy (Compact Disc - Read Only Memory). Od roku 1995 se používají přepisovatelná optická CD: CD-R (CD Recordable) a CD-E (CD Erasable).

Optické disky mají obvykle polykarbonátovou nebo skleněnou tepelně zpracovanou základnu. Pracovní vrstva optických disků je vyrobena ve formě nejtenčích filmů tavitelných kovů (telur) nebo slitin (telur-selen, telur-uhlík, telur-selen-olovo atd.), organických barviv. Informační plocha optických disků je pokryta milimetrovou vrstvou odolného průhledného plastu (polykarbonátu). V procesu záznamu a přehrávání na optické disky plní roli převodníku signálu laserový paprsek zaostřený na pracovní vrstvu disku do bodu o průměru cca 1 μm. Jak se disk otáčí, laserový paprsek sleduje dráhu disku, jejíž šířka se rovněž blíží 1 μm. Možnost zaostření paprsku do malého bodu umožňuje vytvářet značky na disku o ploše 1–3 μm¦. Jako zdroj světla se používají lasery (argon, helium-kadmium atd.). Výsledkem je, že hustota záznamu je o několik řádů vyšší než limit poskytovaný metodou magnetického záznamu. Informační kapacita optického disku dosahuje 1 GB (při průměru disku 130 mm) a 2-4 GB (při průměru 300 mm).

Na rozdíl od magnetických metod záznamu a přehrávání jsou optické metody bezkontaktní. Laserový paprsek je zaostřen na kotouč objektivem, který je od nosiče vzdálen až 1 mm. Tím je prakticky vyloučena možnost mechanického poškození optického disku106. Pro dobrý odraz laserového paprsku se používá tzv. „zrcadlové“ potažení kotoučů hliníkem nebo stříbrem.

Magnetooptické kompaktní disky typu RW (Re Writeble) byly také široce používány jako nosič informací. Informace na ně zaznamenává magnetická hlava za současného použití laserového paprsku. Laserový paprsek zahřeje bod na disku a elektromagnet změní magnetickou orientaci tohoto bodu. Čtení se provádí laserovým paprskem nižšího výkonu.

Ve druhé polovině 90. let se objevují noví, velmi perspektivní nositelé dokumentovaných informací - digitální univerzální videodisky DVD (Digital Versatile Disk) typu DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R s velkou kapacitou (až 17 GB). Nárůst jejich kapacity je spojen s použitím laserového paprsku menšího průměru a také dvouvrstvého a oboustranného záznamu.

Podle technologie použití jsou optické, magneto-optické a digitální CD rozděleny do 3 hlavních tříd:

disky s trvalými (nesmazatelnými) informacemi (CD-ROM). Jedná se o plastová CD o průměru 4,72 palce a tloušťce 0,05 palce. Jsou vyrobeny pomocí originálního skleněného disku, na kterém je nanesena fotozáznamová vrstva. V této vrstvě vytváří laserový záznamový systém systém jamek (značek ve formě mikroskopických prohlubní), které jsou následně přeneseny na replikované kopírovací disky. Čtení informací se také provádí laserovým paprskem dovnitř optická mechanika osobní počítač. CD-ROMy mají obvykle kapacitu 650 MB a slouží k nahrávání digitálních audio programů, počítačového softwaru atd.;

disky, které umožňují jednorázový záznam a opakované přehrávání signálů bez možnosti jejich vymazání (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Many - nahráno jednou, započítáno mnohokrát). Používají se v elektronických archivech a databankách, v externích počítačových mechanikách. Jsou podkladem z průhledného materiálu, na který je nanesena pracovní vrstva;

oboustranné optické disky, které umožňují vícenásobný záznam, přehrávání a mazání signálů (CD-RW; CD-E). Jedná se o nejuniverzálnější disky, které mohou nahradit magnetická média téměř ve všech oblastech použití. Jsou podobné diskům s jednorázovým zápisem, ale obsahují provozní vrstvu, ve které jsou procesy fyzického zápisu reverzibilní. Technologie výroby takových disků je složitější, takže jsou dražší než disky s jednou nahrávkou.

Magnetická média (pásky, disky, karty atd.) se vyznačují vysokou citlivostí na vnější elektromagnetické vlivy. Dále podléhají fyzickému stárnutí, opotřebení povrchu s nanesenou magnetickou pracovní vrstvou (tzv. „odlupování“). Magnetická páska se časem natahuje, což má za následek zkreslení informací na ní zaznamenaných. dokument nosiče informací

Optické disky jsou oproti magnetickým médiím odolnější, protože jejich životnost není dána mechanickým opotřebením, ale chemickou a fyzikální stabilitou prostředí, ve kterém se nacházejí. Optické disky je také nutné skladovat při stabilní pokojové teplotě a relativní vlhkosti v rámci limitů stanovených pro magnetické pásky. Nadměrná vlhkost, vysoká teplota a její prudké výkyvy, znečištěné ovzduší je pro ně kontraindikováno. Před mechanickým poškozením by samozřejmě měly být chráněny i optické disky. Je třeba si uvědomit, že nejzranitelnější je "nefungující" lakovaná strana disku.

3. Použití magnetických a optických paměťových médií

3.1 Využití médií v praxi organizací

Nosič v praxi organizace je důležitý. Důležitý je typ nosiče, jeho životnost. Tato volba závisí na typu elektronického dokumentu a době jeho uložení. Nejběžnějším způsobem ukládání informačních zdrojů v organizacích je ukládání souborů na pevné disky počítačů nebo serverů. Někdy je nutné přenést elektronické dokumenty na externí média. Pro ukládání velkých a složitých databází a dalších informačních zdrojů (například vědeckých, technických nebo publikačních), aby nedošlo k narušení integrity dat, je lepší použít prostorné elektronická média: optické jednotky, vyměnitelné pevné disky, pole RAID atd.

Pro archivaci elektronických dokumentů do 5 let jsou zcela spolehlivé jakékoli moderní elektronické nosiče informací (magnetické diskety, magnetické pásky, magnetické, magnetooptické a optické disky).

Pro dlouhodobé ukládání elektronických dokumentů na externí média nejlepší řešení bude používat optické CD. Jsou nenáročné na skladování a docela spolehlivé po dobu 15-20 let. Po uplynutí této doby budete muset nevyhnutelně buď přepsat soubory na jiný typ média (protože nebude možné číst informace z CD), nebo převést elektronické dokumenty do jiných formátů a také je přepsat na modernější a prostornější média.

Druhý a třetí aspekt uchování je mnohem obtížnější. Jsou spojeny s rychlou změnou a zastaráváním hardwaru a softwaru. počítačový software. Postupem času se zařízení, která čtou informace z externích médií, opotřebovávají a zastarávají. Zmizely tak například 5palcové magnetické diskety a po nich už nebyly počítače vybaveny diskovými jednotkami pro jejich čtení. V blízké budoucnosti čeká podobný osud 3palcové diskety a mnoho moderních modelů PC již vychází bez disket pro ně. Zařízení pro čtení informací z optických disků se také pravděpodobně časem změní. Přibližný životní cyklus podobné technologie - 10-15 let. Tyto technologické změny je třeba vzít v úvahu při organizaci dlouhodobého uchovávání elektronických dokumentů.

3.2 Využití magnetických a optických médií v praxi organizací

Reprodukce elektronických dokumentů závisí především na použitém softwaru: OS, DBMS, prohlížečích a dalších aplikacích. Změna softwarové platformy může vést k úplné ztrátě dokumentu z důvodu nemožnosti jeho zobrazení. U většiny kancelářských a finančních elektronických dokumentů s dobou použitelnosti do 5 let však tento faktor není tak významný: životní cyklus softwaru se odhaduje na 5–7 let. Z krátkodobého hlediska pro přístup a reprodukci většiny textových, grafických a video dokumentů (nikoli databází nebo komplexních návrhových systémů a multimédií) je použití takových převodníků dostatečné.

...

Podobné dokumenty

Počítačové prostředky dokumentace. Typy nosičů dokumentů. Způsoby a prostředky změny, replikace a fyzického zpracování dokumentů. Základní standardy mobilní komunikace. Princip fungování moderních telefaxů, nové vybavení.

semestrální práce, přidáno 19.11.2014


Vynález z oblasti radiotechniky, jeho podstata, způsob aplikace. Nevýhody standardních číselných identifikátorů FSK. Hlavní výhody elektronických digitálních ústředen s programovým řízením, význam jejich použití pro podniky a organizace.

abstrakt, přidáno 05.12.2009


Studium účelu optických kabelů jako vodicích drátových telekomunikačních systémů využívajících elektromagnetického záření v optickém rozsahu jako nosiče informačního signálu. Charakteristika a klasifikace optických kabelů.

abstrakt, přidáno 01.11.2011


Zařízení pro záznam a reprodukci informací jsou nedílnou součástí počítače. Proces obnovy informací o změnách charakteristik média. Detonační faktor. Požadavky na přesnost výroby dílů dopravního mechanismu.

abstrakt, přidáno 13.11.2010


Studium radiotechnických systémů přenosu informace. Účel a funkce prvků modelu systému přenosu (a ukládání) informací. Zdrojové kódování odolné proti hluku. Fyzikální vlastnosti rádiového kanálu jako média pro šíření elektromagnetických vln.

abstrakt, přidáno 02.10.2009


Zkoumání funkcí bezdrátové sítě, poskytující komunikační služby bez ohledu na místo a čas. Proces využití širokého spektra optického spektra jako média pro přenos informací v uzavřených bezdrátových komunikačních systémech.

článek, přidáno 28.01.2016


Výpočet citlivosti optického přijímacího modulu, délka regeneračního úseku systému přenosu informací pomocí optických vláken podle energetického potenciálu. Šumový proud přijímacího optoelektronického modulu. Odolnost vůči zátěži fotodetektoru.

test, přidáno 21.01.2014


Měřicí technika na sítích moderní telekomunikace. Stav vývoje trhu s měřicí technikou. Systémová a provozní měřicí zařízení. Typické kanály a cesty primární sítě. Moderní optické přenosové systémy.

práce, přidáno 6.1.2012


Návrh místnosti pro ukládání cenných informací. Možné kanály úniku dat. Charakteristika nástrojů informační bezpečnosti. Shromažďování informací na náklady elektromagnetická radiace drátová vedení 220 V, která přesahují kontrolovanou oblast.

semestrální práce, přidáno 14.08.2015


Záznam hlasových informací. Využití technologie diktafonu jako mezičlánku pro záznam informací při tvorbě psaných dokumentů. Technologie pro tvorbu elektronických dokumentů, automatické zadávání textu z hlasového záznamníku do počítače.

Vůbec prvním magnetickým záznamovým médiem, na které byly na přelomu 19.-20. století zaznamenávány informace v přístrojích Poulsen, byl ocelový drát do průměru 1 mm. Počátkem 20. století sloužil i k těmto účelům. válcovaná ocelová páska. Kvalitativní vlastnosti těchto nosičů však byly velmi nízké. Stačí říci, že pro výrobu 14hodinového magnetického záznamu zpráv na mezinárodním kongresu v Kodani v roce 1908 bylo zapotřebí 2500 km drátu o hmotnosti asi 100 kg. Navíc v procesu použití drátu a ocelové pásky vznikl neřešitelný problém spojování jejich jednotlivých kusů. Magnetickou hlavou například neprošel zauzlovaný drát. Navíc se snadno zamotávala a tenký ocelový pásek jí řezal ruce. Ocel magnetický disk, první patent, na který byl vydán již v roce 1906, tehdy nebyl uplatněn 1 .

Teprve od druhé poloviny 20. let 20. století, kdy prášková magnetická páska, začal ve velkém používat magnetický záznam. Patent na technologii nanášení feromagnetického prášku na film obdržel v roce 1928 Fritz Pfeimer v Německu. Zpočátku byl magnetický prášek nanesen na papírový substrát, poté na acetát celulózy, dokud se jako substrát nezačalo používat vysokou pevnost.

1 Vasilevskij Ju. A. Magnetická záznamová média. M., 1989. S. 5-6.

materiál - polyethylentereftalát (lavsan). Zlepšila se také kvalita magnetického prášku. Začaly se používat zejména prášky oxidu železa s přídavkem kobaltu, oxidu chrómu, kovové magnetické prášky železa a jeho slitin, což umožnilo několikanásobně zvýšit hustotu záznamu. Pracovní vrstva se na substrát nanáší vakuovou depozicí nebo elektrolytickou depozicí ve formě magnetického laku, který se skládá z magnetického prášku, pojiva, rozpouštědla, změkčovadla a různých přísad.

Kromě ohebné základny a pracovní magnetické vrstvy může mít páska také další vrstvy: ochrannou - na povrchu pracovní vrstvy a antifrikční - na zadní straně pásky, aby byla pracovní vrstva chráněna před mechanické opotřebení, zvyšují mechanickou pevnost pásky a zlepšují její klouzání po magnetickém povrchu.hlavice. Antifrikční vrstva také odstraňuje elektrické náboje, které se hromadí na magnetické pásce. Mezivrstva (podvrstva) mezi podkladem a pracovní vrstvou slouží ke zlepšení přilnavosti pracovní a kluzné vrstvy k podkladu.

Magnetická páska je na rozdíl od mechanických médií pro záznam zvuku vhodná pro opakovaný záznam informací. Počet takových záznamů je velmi velký a je omezen pouze mechanickou pevností samotného magnetického pásku.

První magnetofony, které se objevily ve 30. letech minulého století, byly kotoučové. V nich byla magnetická páska navinutá na kotoučích. A zpočátku to byly obrovské cívky široké 1 palec (25,4 mm). Během nahrávání a přehrávání byl film přetočen z plné cívky na prázdnou.

V roce 1963 byl společností Philips vyvinut tzv. kazetový záznam, který umožnil používat velmi tenké magnetické pásky. Jejich maximální tloušťka je pouhých 20 mikronů při šířce 3,81 mm. V kazetové magnetofóny obě cívky jsou ve speciálu kompaktní kazeta a konec filmu je předem fixován na prázdnou cívku. Jinými slovy, zde jsou magnetická páska a kazeta jediným funkčním mechanismem. Záznam na kompaktní kazety - oboustranný. Celková doba záznamu je obvykle 60, 90 a 120 minut.

Koncem 70. let 20. století se objevil mikrokazety o rozměrech 50x33x8 mm, tedy velikosti krabičky od sirek, pro přenosné diktafony a telefony se záznamníkem a v polovině 80. let. - piko kazety- třikrát méně mikrokazet.

Od roku 1952 se magnetická páska používá k záznamu a ukládání informací v elektronických počítačích. Výhodou magnetické pásky je možnost záznamu se zvýšenou hustotou díky tomu, že celková povrchová plocha magnetické vrstvy pásky je mnohem vyšší než u jiných typů médií a je omezena pouze délkou páska. Kazetové mechaniky - kazety dosahují kapacity několika terabajtů a v krátkodobém horizontu budou jejich kapacity desítky terabajtů. Páskové jednotky pro kazety se nazývají streamery(z angličtiny, stream - stream). Principem činnosti jsou podobné magnetofonu.

Magnetická páska má však také vážnou nevýhodu. Neposkytuje přímý přístup k zaznamenaným informacím. K tomu je třeba pásku nejprve převinout na správné místo, čímž se výrazně prodlouží čas na čtení informací z ní. Velkými rozměry se vyznačují i ​​kazety s magnetickou páskou (cartridge). Proto se v současnosti používají především v systémech Rezervovat kopii v centrech datových úložišť, podnicích, velkých datových centrech a také pro ukládání informací na serverech a desktopových pracovních stanicích, kde mají prvořadý význam spolehlivost, stabilita, vysoká kapacita a relativně nízké náklady. Záložní systémy umožňují zajistit bezpečnost informací v případě chyb, poruch nebo přírodních katastrof.

Na magnetickou pásku můžete nahrávat nejen zvukové, ale i obrazové informace. Videokazeta jeho struktura je podobná pásku pro záznam zvuku. Jeho pracovní vrstva má však obvykle složitější strukturu. Jde o to, že video vysoká frekvence jsou zaznamenány na samotném povrchu pracovní vrstvy. Pro ně lze použít malé částice kovů. Nízké frekvence lépe přenášejí velké částice, které je vhodné umístit do hloubky. Pracovní vrstva magnetické videopásky se proto může skládat ze dvou vrstev. Magnetická páska pro videodokumentaci je také doplňována do speciálních kazet, které jí poskytují ochranu před mechanickými vlivy, znečištěním a rychlé nabíjení na video zařízení. Rozšířený v 80. – 90. letech 20. století. videokazety nyní ustoupily slibnějším médiím videoinformací.

Nejprve se používaly i elektronické počítače magnetické bubny. Zejména v domácím velkém elektronickém počítacím stroji (BESM-6) byly použity magnetické bubny o hmotnosti asi 8 kg, ale s kapacitou paměti pouze 1 MB.

Od počátku 60. let 20. století široce používané, především v počítačových paměťových zařízeních, přijaté magnetické disky. Jedná se o hliníkové nebo plastové kotouče o průměru 30 až 350 mm, potažené magnetickou práškovou pracovní vrstvou o tloušťce několika mikronů. Magnetický povlak se nejprve skládal z oxidu železa, později z oxidu chromitého.

V diskové jednotce, stejně jako v magnetofonu, jsou informace zaznamenávány pomocí magnetické hlavy, pouze ne podél pásky, ale na soustředných magnetických stopách umístěných na povrchu rotujícího disku, obvykle na obou stranách. Magnetické disky jsou pevné a flexibilní, vyjímatelné a zabudované do osobního počítače. Jejich hlavní charakteristiky jsou: informační kapacita, doba přístupu k informacím a rychlost čtení za sebou.

Pevné disky v počítači jsou konstrukčně spojeny do jediné jednotky s diskovou jednotkou. Jsou uspořádány v balíčcích na stejné ose. Balení disků je umístěno v hermeticky uzavřeném pouzdře, které zajišťuje potřebnou čistotu a stálý tlak bezprašného vzduchu. V současné době se začalo místo vzduchu používat jako plnivo inertní plyn helium, který díky nižší hustotě umožňuje výrazně zvýšit energetickou účinnost.

Každý disk obsahuje stejný počet po sobě jdoucích stop (stop). Šířka magnetické stopy je asi 1 µm. První model pevný disk, vytvořený v roce 1973, měl 30 stop o 30 sektorech, které se náhodně shodovaly s ráží "30/30" slavné lovecké pušky Winchester a daly vzniknout slangovému názvu pro tvrdé magnetické disky - "Winchester", "Winchesters". Dráhy jsou soustředné kružnice odpovídající zónám zbytkové magnetizace vytvořené magnetickými hlavami. Každá ze stop je dále rozdělena do sekvenčně umístěných sektorů.

Ve vývoji pevné disky hlavní trend je jasně viditelný - postupné zvyšování hustoty záznamu, doprovázené zvýšením rychlosti rotace vřetenové hlavy a zkrácením doby přístupu k informacím, a nakonec - zvýšení produktivity. Kapacita disku, zpočátku dosahující několika GB, v polovině druhé dekády 21. století dosáhla 10 TB (roční nárůst kapacity pevných disků počítačů je 35-40 procent). Umístění takového objemu informací bylo možné na disky s metodou kolmého záznamu, která se objevila v roce 2007. V blízké budoucnosti tato metoda zvýší kapacitu na 85 TB (lze nahrát 86 milionů barevných fotografií nebo 21,5 tisíce filmů).

Pevné disky jsou určeny pro trvalé ukládání informací vč. nezbytné při práci s počítačem (systémový software, aplikační balíčky atd.). Na bázi pevných disků se vyrábí i externí paměťová média s kapacitou až několik TB.

Pružné plastové magnetické disky (diskety, z angličtiny, floppy - volně visící) byly vyrobeny z umělého filmu - Mylaru, pokrytého otěruvzdorným ferrolakem a po jednom umístěny do speciálních tvrdých plastových pouzder - kazet, které zajišťují mechanickou ochranu médií. Nazývá se disketová kazeta disketa.

První disketa se objevila v roce 1967. Měla průměr 8 palců a kapacitu 100 KB. V roce 1976 byla velikost diskety snížena na 5,25 palce a v roce 1980 Sony vyvinula 3,5palcovou disketu a disketovou mechaniku, které se vyráběly převážně v následujících desetiletích.

Ke čtení a zápisu informací se používá speciální elektronicko-mechanické zařízení - disková mechanika, kde je umístěna disketa. Disketa má středový otvor pro vřeteno pohonu a pouzdro má otvor uzavřený kovovou clonou pro přístup k magnetickým hlavám, přes které se čtou a zapisují informace. Záznam na disketu probíhá podle stejného principu jako u magnetofonu. Dochází také k přímému mechanickému kontaktu hlavy s magnetickou pracovní vrstvou, což vede k poměrně rychlému opotřebení nosiče materiálu.

Kapacita jedné 3,5palcové diskety se obvykle pohybovala mezi 1,0 a 2,0 MB. Standardní diskety měly kapacitu 1,44 MB. Byly však vyvinuty 3,5palcové diskety s kapacitou až 250 MB.

Diskety se ukázaly jako poměrně náročná média. Jsou méně odolné než pevné disky, podléhají magnetickým polím a zvýšeným teplotám. To vše často vedlo ke ztrátě zaznamenaných dat. Proto byly diskety využívány především pro provozní ukládání dokumentovaných informací. Nyní byly nahrazeny spolehlivějšími a efektivnějšími flash paměťovými médii.

V poslední čtvrtině 20. století v mnoha zemích světa a od 90. let 20. století. - a v Rusku tzv plastové karty, což jsou zařízení pro magnetický způsob ukládání informací a správu dat.

Předchůdci plastových karet byly karty vyrobené z kartonu za účelem potvrzení bonity držitele mimo banku. V roce 1928 začala jedna z amerických společností vyrábět kovové karty o rozměrech 63 x 35 mm. Bylo na nich vyraženo jméno majitele, název města, státu a další údaje. Tyto karty byly vydány stálí zákazníci ve velkých obchodech. Při platbě za zboží prodal prodávající kartu speciálním zařízením, v důsledku čehož se na účtenku vytiskla písmena a čísla, která jsou na ní vytlačena. Poté byl tento šek s ručně zadanou částkou nákupu odeslán do banky k proplacení. Vůbec první moderní kreditní kartu, na jejímž základě vznikl platební systém VISA, vydala v roce 1958 Bank of America.

Plastové karty se skládají ze tří vrstev: polyesterový základ, na který je nanesena tenká pracovní vrstva, a ochranná vrstva. Jako základ se obvykle používá polyvinylchlorid, který je snadno zpracovatelný, odolný vůči teplotě, chemickému a mechanickému namáhání. V řadě případů je však základem pro magnetické karty tzv. pseudoplast – silný papír nebo lepenka s oboustrannou laminací.

Pracovní vrstva (feromagnetický prášek) se na plast nanáší lisováním za tepla ve formě samostatných úzkých pásků. Podle fyzikálních vlastností a rozsahu použití se magnetické proužky dělí na dva typy: vysokoercitivní a nízko ercitivní. Vysoce erkogenní proužky jsou černé. Jsou odolné vůči magnetickému poli. K jejich zapsání potřebují více energie. Používá se jako kreditní karty, řidičské průkazy apod., tedy v případech, kdy je vyžadována zvýšená odolnost proti opotřebení a bezpečnost. Nízkoenergetické magnetické proužky jsou hnědé. Jsou méně bezpečné, ale snáze a rychleji se nahrávají. Používá se na kartách s omezeným časem.

Ochrannou vrstvu magnetických plastových karet tvoří průhledná polyesterová fólie. Je navržen tak, aby chránil pracovní vrstvu před opotřebením. Nátěry se někdy používají, aby se zabránilo padělání a kopírování. Ochranná vrstva poskytuje až dvě desítky tisíc cyklů zápisu a čtení.

Je třeba poznamenat, že kromě magnetických existují další způsoby záznamu informací na plastovou kartu: grafický záznam, embosování (mechanické vytlačování), čárové kódování, laserový záznam.

V současnosti se v plastových kartách místo magnetických proužků stále častěji používají elektronické čipy. Takovým kartám se na rozdíl od jednoduchých magnetických začalo říkat inteligentní resp čipové karty(z angličtiny smart - chytrý). Mikroprocesor v nich zabudovaný umožňuje ukládat značné množství informací, umožňuje provádět potřebné výpočty v systému bankovních a obchodních plateb, čímž se plastové karty proměňují v multifunkční nosiče informací.

Podle způsobu přístupu k mikroprocesoru (rozhraní) mohou být čipové karty:

• - s kontaktním rozhraním (tj. při provádění transakce se karta vkládá do elektronického terminálu);
• - s duálním rozhraním (mohou provozovat jak kontaktní, tak bezkontaktní, tedy výměnu dat mezi kartou a externí zařízení lze provést pomocí rádia).

Velikosti plastových karet jsou standardizované. V souladu s mezinárodní normou ISO-7810 je jejich délka 85,595 mm, šířka - 53,975 mm, tloušťka - 3,18 mm.

Rozsah magnetických plastových a pseudoplastových karet, stejně jako čipových karet, je poměrně rozsáhlý. Kromě bankovních systémů se používají jako kompaktní nosič informací, identifikátor pro automatizované účetní a kontrolní systémy, certifikáty, průkazy, internetové karty, SIM karty. mobilní komunikace, jízdenka, elektronický (biometrický) pas atd.

Materiálové nosiče magnetického záznamu se neustále zdokonalují spolu s technologiemi elektromagnetické dokumentace. Existuje tendence ke zvýšení hustoty záznamu informací na magnetických médiích s poklesem jejich velikosti a zkrácením doby přístupu k informacím. Vyvíjejí se technologie, které v blízké budoucnosti umožní několikatisícinásobně zvýšit kapacitu paměti standardního nosiče oproti aktuálně provozovaným zařízením. A v delším časovém horizontu se očekává výskyt nosiče, kde roli magnetických částic budou hrát jednotlivé atomy. V důsledku toho bude jeho kapacita podle vývojářů miliardkrát vyšší než v současnosti existující standardy.

• Vasilevskij Yu. A. Dekret. op. str. 11, 225, 227-228; Levin V. I. Dekret. Op.S. 23-24.
• Manukov S. Jak se nestát karetním bláznem // Společnost. 2009. č. 27-28. S. 52.
• Fradkin V. Minulost, přítomnost a budoucnost nosičů informací // Cena počítače. 2003. č. 46.

Pohony na magnetických a optických médiích

Disketové mechaniky: princip činnosti, specifikace, hlavní komponenty. Pevné disky: tvary, princip činnosti, typy, hlavní vlastnosti, provozní režimy. Konfigurace a formátování magnetických disků. Nástroje pro údržbu pevných magnetických disků. Logická struktura a formát magnetooptických a kompaktních disků. Mechaniky CD-R (RW), DVD-R (RW), ZIP: princip fungování, hlavní komponenty, specifikace. Magneto-optické mechaniky, streamery, flash disky. Přehled hlavních moderních modelů.

Student musí vědět:

• princip činnosti a hlavní součásti pohonu FDD;
• vlastnosti a režimy provozu jednotky pevného disku;
• princip činnosti magnetooptických a kompaktních diskových mechanik;
• Formáty optických a magnetooptických disků;

Student musí být schopen:

• zaznamenávat informace na různá média;
• používat software pro údržbu pevného disku;
• určit hlavní charakteristiky pohonů;

Cíle lekce:

• – seznámit studenty s hlavními součástmi informačních akumulátorů.
• - studovat typy paměťových médií a jejich vlastnosti.
• - výchova k informační kultuře studentů, pozornost, přesnost, disciplína, vytrvalost.
• - rozvoj kognitivních zájmů, dovedností sebeovládání, schopnosti dělat si poznámky.

Teoretická část.

Ukládání dat na magnetická média

Téměř ve všech osobních počítačích jsou informace ukládány na média pomocí magnetických nebo optických principů. Pomocí magnetických paměťových zařízení jsou binární data „přeměněna“ na malé, kovové, magnetizované částice uspořádané do „vzoru“ na plochém disku nebo pásce. Tento magnetický "vzor" pak může být dekódován do binárního datového toku.

Provoz magnetických médií - pevných a disketových mechanik - je založen na elektromagnetismu. Jeho podstata spočívá v tom, že při průchodu elektrického proudu vodičem se kolem něj vytvoří magnetické pole (obr. 1). Toto pole působí na feromagnetickou látku, která se v něm nachází. Když se změní směr proudu, změní se i polarita magnetického pole. Fenomén elektromagnetismu se využívá u elektromotorů ke generování sil působících na magnety, které jsou namontovány na rotující hřídeli.

Existuje však i opačný efekt: ve vodiči, na který působí střídavé magnetické pole, vzniká elektrický proud. Při změně polarity magnetického pole se mění i směr elektrického proudu (obr. 2).

Čtecí / zapisovací hlava v jakékoli diskové jednotce se skládá z feromagnetického jádra ve tvaru U a kolem něj navinuté cívky (vinutí), kterou může protékat elektrický proud. Při průchodu proudu vinutím se v jádru (magnetickém obvodu) hlavy vytvoří magnetické pole (obr. 3). Při změně směru protékajícího proudu se mění i polarita magnetického pole. Hlavice jsou v podstatě elektromagnety, jejichž polaritu lze velmi rychle měnit přepínáním směru procházejícího elektrického proudu.

Rýže. 2. Když se vodič pohybuje v magnetickém poli, vzniká v něm elektrický proud
Rýže. 3. Čtecí/zápisová hlava

Magnetické pole v jádře se částečně šíří do okolního prostoru díky přítomnosti „proříznuté“ mezery ve spodní části písmene U. Pokud se v blízkosti mezery nachází další feromagnet (pracovní nosná vrstva), pak je magnetické pole lokalizované v něm, protože takové látky mají nižší magnetický odpor než vzduch. Magnetický tok procházející mezerou je přes nosič uzavřen, což vede k polarizaci jeho magnetických částic (domén) ve směru pole. Směr pole a tím i remanence nosiče závisí na polaritě elektrického pole v hlavovém vinutí.

Pružné magnetické disky se obvykle vyrábějí na lavsanu a pevné na hliníkovém nebo skleněném substrátu, na kterém je nanesena vrstva feromagnetického materiálu. Pracovní vrstva se skládá převážně z oxidu železa s různými přísadami. Magnetická pole generovaná jednotlivými doménami na čistý disk, jsou náhodně orientované a vzájemně se kompenzují na libovolném rozšířeném (makroskopickém) úseku povrchu disku, takže jeho zbytková magnetizace je nulová.

Pokud je oblast povrchu disku vystavena magnetickému poli, když je přitažena do blízkosti hlavové mezery, pak se domény seřadí v určitém směru a jejich magnetická pole se již vzájemně neruší. V důsledku toho se v této oblasti objevuje zbytková magnetizace, kterou lze následně detekovat. Z vědeckého hlediska můžeme říci: zbytkový magnetický tok vytvořený touto částí povrchu disku se stává nenulovým.

Návrhy hlav pro čtení/zápis

Jak se vyvíjela technologie diskových jednotek, vyvíjely se i konstrukce čtecích/zápisových hlav. První hlavy byly jádra s vinutím (elektromagnety). Podle moderních standardů byla jejich velikost obrovská a hustota záznamu extrémně nízká. V průběhu let prošly konstrukce hlav dlouhou cestu od prvních hlav s feritovými jádry k moderním typům.

Nejčastěji používané hlavy jsou následujících čtyř typů:

• ferit;
• s kovem v mezeře (MIG);
• tenký film (TF);
• magnetorezistentní (MR);
• obří magnetorezistivní (GMR).
• Feritové hlavy

Klasické feritové hlavy byly poprvé použity v pohonu IBM Winchester 30-30. Jejich jádra jsou vyrobena na bázi lisovaného feritu (na bázi oxidu železa). Magnetické pole v mezeře vzniká, když vinutím protéká elektrický proud. Když se zase změní síla magnetického pole v blízkosti mezery, ve vinutí se indukuje elektromotorická síla. Hlava je tedy univerzální, tzn. lze použít jak pro psaní, tak pro čtení. Rozměry a hmotnost feritových hlav jsou větší než u tenkovrstvých; tak jim zabránit nechtěné kontakty s povrchy disku musíte zvětšit mezeru.

Za dobu existence feritových hlav byl jejich původní (monolitický) design výrazně vylepšen. Zejména byly vyvinuty tzv. sklo-feritové (kompozitní) hlavy, jejichž malé feritové jádro je instalováno v keramickém pouzdře. Šířka jádra a magnetická mezera takových hlav je menší, což umožňuje zvýšit hustotu záznamových stop. Navíc je snížena jejich citlivost na vnější magnetické rušení.

• Hlavy s kovem v mezeře

Hlavy s kovem v mezeře (Metal-In-Gap - MIG) se objevily jako výsledek vylepšení konstrukce kompozitní feritové hlavy. U takových hlav je magnetická mezera umístěná na zadní straně jádra vyplněna kovem. Díky tomu se výrazně snižuje tendence materiálu jádra k magnetickému nasycení, což umožňuje zvýšit magnetickou indukci v pracovní mezeře a následně nahrávat na disk s vyšší hustotou. Navíc gradient magnetického pole vytvářeného hlavou s kovem v mezeře je vyšší, což znamená, že se na povrchu disku tvoří zmagnetizované oblasti s jasněji definovanými hranicemi (šířka zón změny znaménka se zmenšuje).

Tyto hlavy umožňují použití médií s vysokou koercitivní silou a tenkou vrstvou pracovní vrstvy. Snížením celkové hmotnosti a vylepšením designu mohou být takové hlavy umístěny blíže k povrchu média.

Hlavy s kovem v mezeře jsou dvojího typu: jednostranné a oboustranné (tj. s jednou a dvěma pokovenými mezerami). U jednostranných hlav je vrstva magnetické slitiny umístěna pouze v zadní (nepracovní) mezeře a u oboustranných hlav v obou. Kovová vrstva se nanáší vakuovým nanášením. Indukce nasycení magnetické slitiny je přibližně dvojnásobná oproti feritu, což, jak již bylo uvedeno, umožňuje záznam na média s velkou koercitivní silou, která se používají u vysokokapacitních jednotek. Oboustranné hlavy jsou v tomto ohledu lepší než jednostranné.

• Tenké filmové hlavy

Tenkovrstvé (TF) hlavy jsou vyráběny téměř stejnou technologií jako integrované obvody, tzn. pomocí fotolitografie. Na jeden substrát můžete „tisknout“ několik tisíc hlav najednou, které jsou díky tomu malé a lehké.

Pracovní mezera v tenkovrstvých hlavách může být velmi úzká a její šířka se upravuje při výrobě nanášením dalších vrstev z nemagnetické hliníkové slitiny. Hliník zcela vyplňuje pracovní mezeru a dobře ji chrání před poškozením (odštípnutím hran) v případě náhodného kontaktu s kotoučem. Samotné jádro je vyrobeno ze slitiny železa a niklu, jejíž indukce nasycení je 2–4krát větší než u feritu.

Oblasti zbytkové magnetizace tvořené tenkovrstvými hlavami na povrchu disku mají jasně definované hranice, což umožňuje dosáhnout velmi vysoká hustota evidence. Díky nízké hmotnosti a malým rozměrům hlav lze mezeru mezi nimi a povrchy disků výrazně zmenšit ve srovnání s feritovými a MIG hlavami: u některých pohonů její hodnota nepřesahuje 0,05 mikronu. V důsledku toho se za prvé zvyšuje zbytková magnetizace povrchů nosných a za druhé se zvyšuje amplituda signálu a zlepšuje se odstup signálu od šumu v režimu čtení, což v konečném důsledku ovlivňuje spolehlivost záznamu a čtení dat.

Dnes se tenkovrstvé hlavy používají ve většině vysokokapacitních disků, zejména u malých modelů, téměř nahrazují hlavy s kovem v mezeře. Jejich design a vlastnosti se neustále zlepšují, ale s největší pravděpodobností budou v blízké budoucnosti nahrazeny magnetorezistivními hlavami.

• Magnetorezistivní hlavy

Magnetorezistivní (Magneto-Resistive - MR) hlavice se objevily relativně nedávno. Jsou vyvinuty společností IBM a umožňují vám dosáhnout nejvyšších hodnot hustoty záznamu a rychlosti disků. Magnetorezistivní hlavy byly poprvé instalovány na 1 GB (3,5″) pevný disk od IBM v roce 1991.

Všechny hlavice jsou detektory, tzn. registrovat změny v magnetizačních zónách a převádět je na elektrické signály, které lze interpretovat jako data. S magnetickým záznamem je však jeden problém: když se magnetické domény nosiče zmenšují, snižuje se úroveň signálu hlavy a existuje možnost snímání šumu pro „skutečný“ signál. K vyřešení tohoto problému je potřeba mít výkonnou čtecí hlavu, která dokáže spolehlivěji určit přítomnost signálu.

Magnetorezistivní hlavy jsou dražší a složitější než jiné typy hlav, protože mají ve svém designu další prvky a technologický proces zahrnuje několik dalších kroků. Hlavní rozdíly mezi magnetorezistivními hlavami a konvenčními hlavami jsou uvedeny níže:

• k nim musí být připojeny další vodiče pro přívod měřicího proudu do odporového snímače;
• Ve výrobním procesu se používá 4–6 doplňkových masek (fotomasek);
• magnetorezistivní hlavy jsou díky své vysoké citlivosti citlivější na vnější magnetická pole, proto je třeba je pečlivě stínit.

Ve všech dříve zvažovaných hlavách „fungovala“ stejná mezera v procesu psaní a čtení a v magnetorezistivní hlavě jsou dvě - každá pro svůj vlastní provoz. Při vývoji hlav s jedinou pracovní mezerou musíte udělat kompromis při volbě její šířky. Faktem je, že pro zlepšení parametrů hlavy v režimu čtení je nutné zmenšit šířku mezery (pro zvýšení rozlišení) a při psaní by mezera měla být širší, protože v tomto případě magnetický tok proniká do pracovní vrstvy do větší hloubky ("magnetizuje" ji v celé tloušťce). V magnetorezistivních hlavách se dvěma mezerami může mít každá z nich optimální šířku. Další vlastností uvažovaných hlav je, že jejich záznamová (tenkovrstvá) část tvoří na disku širší stopy, než je nutné pro činnost čtecí jednotky (magnetorezistivní). V tomto případě čtecí hlava „sbírá“ méně magnetické interference ze sousedních stop.

• Obří magnetorezistivní hlavy

V roce 1997 IBM oznámila nový typ magnetorezistivní hlavy s mnohem větší citlivostí. Říkalo se jim obří magnetorezistivní hlavy (Giant Magnetoresistive - GMR). Tento název dostaly podle použitého efektu (ačkoli byly rozměrově menší než standardní magnetorezistivní hlavy). Efekt GMR byl objeven v roce 1988 v krystalech umístěných ve velmi silném magnetickém poli (přibližně 1000násobek magnetického pole používaného u pevných disků).

Metody kódování dat

Data na magnetických médiích jsou uložena v analogové podobě. Přitom samotná data jsou prezentována v digitální podobě, jde totiž o posloupnost nul a jedniček. Když se provádí záznam, digitální informace vstupující do magnetické hlavy vytvoří na disku magnetické domény odpovídající polarity. Pokud hlava během záznamu přijme kladný signál, jsou magnetické domény polarizovány v jednom směru a pokud je negativní, v opačném směru. Když se změní polarita zaznamenaného signálu, změní se i polarita magnetických domén.

Pokud během přehrávání hlava registruje skupinu magnetických domén stejné polarity, negeneruje žádné signály; generace nastává pouze tehdy, když hlava detekuje změnu polarity. Tyto momenty změny polarity se nazývají změny znaménka. Každá změna znaménka způsobí, že čtecí hlava vydá napěťový impuls; právě tyto impulsy zařízení registruje při čtení dat. Ale zároveň čtecí hlava negeneruje přesně ten signál, který byl zaznamenán; ve skutečnosti vytváří řadu impulsů, z nichž každý odpovídá okamžiku změny znamení.

Aby bylo možné optimálně uspořádat impulsy v záznamovém signálu, procházejí nezpracovaná nezpracovaná data speciálním zařízením nazývaným kodér/dekodér. Toto zařízení převádí binární data na elektrické signály optimalizované pro umístění zón změny značek na záznamové stopě. Během čtení kodér / dekodér provádí inverzní transformaci: obnovuje sekvenci binárních dat ze signálu. V průběhu let bylo vyvinuto několik metod kódování dat, s hlavním cílem vývojářů dosáhnout maximální účinnosti a spolehlivosti záznamu a čtení informací.

Při práci s digitálními daty je synchronizace obzvláště důležitá. Během čtení nebo psaní je velmi důležité přesně určit okamžik každé změny znamení. Pokud nedojde k synchronizaci, může být okamžik změny znaménka určen nesprávně, což má za následek nevyhnutelnou ztrátu nebo zkreslení informace. Aby se tomu zabránilo, musí být provoz vysílacích a přijímacích zařízení přísně synchronizován. Tento problém lze vyřešit dvěma způsoby. Nejprve synchronizujte provoz dvou zařízení přenosem speciálního synchronizačního signálu (nebo hodinového signálu) přes samostatný komunikační kanál. Za druhé, zkombinujte hodinový signál s datovým signálem a přeneste je společně přes jeden kanál. To je podstata většiny metod kódování dat.

Přestože bylo vyvinuto velké množství různých metod, dnes se ve skutečnosti používají pouze tři z nich:

• frekvenční modulace (FM);
• modifikovaná frekvenční modulace (MFM);
• záznamové pole délky omezení (RLL) kódování.

Frekvenční modulace (FM)

Metoda kódování FM (Frequency Modulation) byla vyvinuta dříve než ostatní a používala se při nahrávání tzv. single density floppy disků v prvních PC. Kapacita takto jednostranných disket byla pouhých 80 KB. V 70. letech 20. století se v mnoha zařízeních používal záznam s frekvenční modulací, nyní se od něj ale zcela upustilo.

Modifikovaná frekvenční modulace (MFM)

Hlavním cílem vývojářů metody MFM (Modified Frequency Modulation) bylo snížit počet zón změny znaménka pro záznam stejného množství dat ve srovnání s FM kódováním a v souladu s tím zvýšit potenciální kapacitu nosiče. S touto metodou záznamu se sníží počet zón změny znamení používaných pouze pro synchronizaci. Přechody hodin se zapisují pouze na začátek buněk s nulovým datovým bitem a pouze pokud mu předchází nulový bit. Ve všech ostatních případech se zóna změny synchronizačního znaku nevytvoří. Díky takovému poklesu počtu zón změny znamének při stejné dovolené hustotě jejich umístění na disku se informační kapacita zdvojnásobí oproti záznamu metodou FM.

To je důvod, proč jsou disky MFM často označovány jako disky s dvojitou hustotou. Vzhledem k tomu, že při uvažovaném způsobu záznamu má stejný počet zón změny znaku dvakrát více „užitečných“ dat než u kódování FM, rychlost čtení a zápisu informací na médium se také zdvojnásobí.

Kódování délky záznamového pole (RLL).

Dosud nejoblíbenější metoda kódování s omezením délky pole záznamu (Run Length Limited - RLL). Umožňuje umístit na disk jeden a půlkrát více informací než při nahrávání MFM a třikrát více než při kódování FM. Při použití této metody se nekódují jednotlivé bity, ale celé skupiny, v důsledku čehož vznikají určité sekvence zón změny znaménka.

Metoda RLL byla vyvinuta společností IBM a byla poprvé použita u diskových jednotek velkých strojů. Koncem 80. let se začal používat v pevných discích PC a dnes se používá téměř ve všech PC.

Měření skladovací kapacity

V prosinci 1998 zavedla Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC), která se zabývá normalizací v oblasti elektrotechniky, jako oficiální normu systém názvů a symbolů pro měrné jednotky pro použití v oblasti zpracování dat a komunikace. Až donedávna se při současném používání dekadických a binárních systémů měření mohl jeden megabajt rovnat buď 1 milionu bajtů (106) nebo 1 048 576 bajtů (220). Standardní zkratky jednotek používané pro měření kapacity magnetických a jiných pohonů jsou uvedeny v tabulce. 1.

Podle nového standardu 1 MiB (mebibajt) obsahuje 220 (1 048 576) bajtů a 1 MB (megabajt) obsahuje 106 (1 000 000) bajtů. Bohužel neexistuje žádný obecně uznávaný způsob, jak odlišit binární násobky od násobků desítkových. Jinými slovy, anglická zkratka MB (nebo M) může znamenat jak miliony bajtů, tak megabajty.

Velikosti paměti se zpravidla měří v binárních jednotkách, ale úložné kapacity se měří jak v desítkových, tak v binárních jednotkách, což často vede k nedorozuměním. Všimněte si také, že v anglické verzi se bity (bity) a bajty (Bytes) liší v případě prvního písmene (může být malé nebo velké). Když jsou například označeny miliony bitů, použije se malé písmeno „b“, což má za následek, že jednotka milionu bitů za sekundu je Mbps, zatímco MBps znamená milion bajtů za sekundu.

Co je to pevný disk

Nejnutnější a zároveň nejzáhadnější součástí počítače je pevný disk. Jak víte, je určen k ukládání dat a následky jeho selhání jsou často katastrofální. Pro správnou funkci nebo modernizaci počítače je nutné mít dobrou představu o tom, co to je - pevný disk.

Hlavními prvky pohonu je několik kulatých hliníkových nebo nekrystalických skleněných desek. Na rozdíl od disket (floppy disků) je nelze ohýbat; odtud název pevný disk (obr. 4). Ve většině zařízení jsou nevyjímatelné, takže někdy se takové jednotky nazývají pevné (pevné disky). Existují také vyměnitelné diskové jednotky, jako jsou zařízení Iomega Zip a Jaz.

Nejnovější úspěchy

Od doby, kdy se pevné disky staly běžnou součástí osobních počítačů, uplynulo téměř 20 let, jejich parametry se radikálně změnily. Abyste měli představu o tom, jak daleko proces vylepšování pevných disků pokročil, uvádíme nejvýraznější fakta.

Maximální kapacita 5,25" disků se zvýšila z 10 MB (1982) na 180 GB a více u 3,5" disků s poloviční výškou (Seagate Barracuda 180). Kapacita 2,5palcových disků s výškou maximálně 12,5 mm, které se používají v přenosných počítačích, narostla na 32 GB (IBM Travelstar 32GH). Pevné disky menší než 10 GB v moderních stolních počítačích se téměř nepoužívají.

Rychlost přenosu dat vzrostla z 85-102 KB/s na počítači IBM XT (1983) na 51,15 MB/s na nejrychlejších systémech (Seagate Cheetah 73LP).

Průměrná doba vyhledávání (tj. doba nastavení hlavy na požadovanou stopu) se u počítače IBM XT (1983) snížila z 85 ms na 4,2 ms u jednoho z nejrychlejších disků současnosti (Seagate Cheetah X15).

V roce 1982 stál 10 MB disk přes 1 500 $ (150 $ za megabajt). V současné době cena pevných disků klesla na půl centu za megabajt.

Jak fungují pevné disky

U pevných disků se data zapisují a čtou univerzálními čtecími/zapisovacími hlavami z povrchu rotujících magnetických disků, rozdělených na stopy a sektory (každý 512 bajtů), jak je znázorněno na obr. 5.

Jednotky mají obvykle nainstalováno více disků a data se zapisují na obě strany každého z nich. Většina jednotek má alespoň dvě nebo tři jednotky (což umožňuje záznam na čtyři nebo šest stran), ale existují také jednotky s až 11 nebo více jednotkami. Dráhy stejného typu (shodně umístěné) na všech stranách disků jsou spojeny do válce (obr. 6). Každá strana disku má svou vlastní čtecí/zapisovací stopu, ale všechny hlavy jsou namontovány na společné tyči nebo stojanu. Proto se hlavy nemohou pohybovat nezávisle na sobě a pouze se pohybují synchronně.

Pevné disky se točí mnohem rychleji než diskety. Jejich rychlost otáčení i u většiny prvních modelů byla 3 600 otáček za minutu (tedy 10x více než u disketové mechaniky) a donedávna byla u pevných disků téměř standardem. Nyní se ale frekvence otáčení pevných disků zvýšila. Například v notebooku Toshiba se 3,3 GB disk otáčí rychlostí 4 852 otáček za minutu, ale již existují modely s frekvencemi 5 400, 5 600, 6 400, 7 200, 10 000 a dokonce 15 000 ot./min. Rychlost konkrétního pevného disku závisí na frekvenci jeho rotace, rychlosti pohybu systému hlav a počtu sektorů na stopu.

Během normálního provozu pevného disku se čtecí/zapisovací hlavy nedotýkají (a neměly by se dotýkat!) jednotek. Ale když se vypne napájení a disky se zastaví, klesnou na povrch. Při provozu zařízení se mezi hlavou a povrchem rotačního disku vytvoří velmi malá vzduchová mezera (vzduchový polštář). Pokud do této mezery vnikne smítko prachu nebo dojde k otřesu, hlava se „srazí“ s diskem rotujícím „plnou rychlostí“. Pokud je náraz dostatečně silný, hlava praskne. Důsledky toho mohou být různé – od ztráty pár bajtů dat až po selhání celého disku. Proto jsou u většiny pohonů povrchy magnetických disků legované a potažené speciálními mazivy, což umožňuje zařízením odolávat každodenním „vzletům“ a „přistání“ hlav, stejně jako závažnějším otřesům.

Rýže. 6. Válec pevného disku

Tratě a sektory

Stopa je jeden „kruh“ dat na jedné straně disku. Záznamová stopa na disku je příliš velká na to, aby mohla být použita jako úložná jednotka. V mnoha jednotkách jeho kapacita přesahuje 100 tisíc bajtů a alokace takového bloku pro uložení malého souboru je extrémně plýtvání. Proto jsou stopy na disku rozděleny do očíslovaných segmentů, nazývaných sektory.

Počet sektorů se může lišit v závislosti na hustotě stop a typu jednotky. Například stopa na disketě může obsahovat 8 až 36 sektorů a stopa na pevném disku může obsahovat 380 až 700 sektorů. Sektory vytvořené pomocí standardních formátovačů mají kapacitu 512 bajtů, ale je možné, že se tato hodnota v budoucnu změní .

Číslování sektorů na dráze začíná od jedné, na rozdíl od hlav a válců, které se počítají od nuly. Například 3,5palcová HD (High Density) disketa (kapacita 1,44 MB) obsahuje 80 válců, očíslovaných 0 až 79, mechanika má dvě hlavy (očíslované 0 a 1) a každá stopa válce je rozdělena na 18 sektory (1–18).

Při formátování disku se na začátku a konci každého sektoru vytvoří další oblasti pro zaznamenání jejich čísel a dalších servisních informací, díky nimž řadič identifikuje začátek a konec sektoru. To vám umožní rozlišit mezi neformátovanými a zformátovanými kapacitami disku. Po zformátování se kapacita disku sníží a s tím je třeba se smířit, protože pro zajištění normálního provozu mechaniky je třeba na disku vyhradit nějaké místo pro servisní informace.

Na začátek každého sektoru je napsána jeho hlavička (nebo prefix - prefixová část), která určuje začátek a číslo sektoru, a na konec - závěr (nebo suffix - suffixová část), který obsahuje kontrolní součet (kontrolní součet ) nezbytné pro kontrolu integrity dat . Většina nových disků používá místo hlavičky tzv. položku No-ID, která obsahuje více dat. Kromě specifikovaných oblastí servisních informací obsahuje každý sektor datovou oblast s kapacitou 512 bajtů.

Pro názornost si představte, že sektory jsou stránky v knize. Každá stránka obsahuje text, ale nevyplňuje celý prostor stránky, protože má okraje (nahoře, dole, vpravo a vlevo). Servisní informace jsou umístěny na okrajích, například názvy kapitol (v naší analogii to budou odpovídat číslům skladeb a cylindrů) a čísla stránek (která odpovídají číslům sektorů). Oblasti na disku, podobné polím na stránce, se vytvářejí během formátování disku; zároveň se do nich zapisují servisní informace. Během formátování disku jsou také datové oblasti každého sektoru vyplněny fiktivními hodnotami. Formátováním disku můžete běžným způsobem zapisovat informace do datové oblasti. Informace obsažené v záhlaví a závěrech sektorů se během běžných operací zápisu dat nemění. Můžete to změnit pouze přeformátováním disku.

Formátování disků

Existují dva typy formátování disku:

• fyzické nebo nízkoúrovňové formátování;
• boolean nebo formátování na vysoké úrovni.

Při formátování disket pomocí Průzkumníka Windows 9x nebo příkazu DOS FORMAT se provádějí obě operace, ale u pevných disků je nutné tyto operace provádět samostatně. Navíc u pevného disku existuje třetí fáze, která se provádí mezi dvěma uvedenými operacemi formátování - rozdělení disku. Dělení disku je naprosto nezbytné, pokud hodláte používat více operačních systémů na stejném počítači. Fyzické formátování je vždy stejné, bez ohledu na vlastnosti operačního systému a možnosti formátování na vysoké úrovni (které se mohou pro různé operační systémy lišit). To umožňuje kombinovat několik operačních systémů na jednom pevném disku.

Při uspořádání několika oddílů na jednom disku lze každý z nich použít ke spuštění vlastního operačního systému nebo může představovat samostatný svazek (svazek) nebo logický disk (logický disk). Svazek nebo logická jednotka je to, čemu systém přiřadí písmeno jednotky.

Formátování pevného disku se tedy provádí ve třech krocích.

1. Nízkoúrovňové formátování.
2. Organizace diskových oddílů.
3. Formátování na vysoké úrovni.

Nízkoúrovňové formátování

Během procesu nízkoúrovňového formátování jsou stopy disku rozděleny do sektorů. Současně se zaznamenávají záhlaví a závěry sektorů (předpony a přípony) a také se tvoří intervaly mezi sektory a stopami. Datová oblast každého sektoru je vyplněna fiktivními hodnotami nebo speciálními testovacími datovými sadami. U disketových jednotek je počet sektorů na stopu určen typem diskety a jednotky; počet sektorů na stopu pevného disku závisí na rozhraní disku a řadiče.

Téměř všechny IDE a SCSI mechaniky používají tzv. zónový záznam s proměnným počtem sektorů na stopu. Dráhy, které jsou vzdálenější od středu, a tedy delší, obsahují větší počet sektorů než ty, které jsou blízko středu. Jedním ze způsobů, jak zvýšit kapacitu pevného disku, je rozdělení vnějších válců na více sektorů než vnitřních válců. Teoreticky mohou vnější válce obsahovat více dat, protože mají větší obvod. U pohonů, které nevyužívají metodu zónového záznamu, však všechny válce obsahují stejné množství dat, a to navzdory skutečnosti, že obvod vnějších válců může být dvojnásobný než obvod vnitřních. V důsledku toho se plýtvá vnější kolejový prostor, protože je využíván extrémně neefektivně (obr. 7).

Při zónovém nahrávání jsou válce rozděleny do skupin nazývaných zóny, a jak se pohybujete směrem k vnějšímu okraji disku, jsou stopy rozděleny do rostoucího počtu sektorů. Ve všech válcích patřících do jedné zóny je počet sektorů na drahách stejný. Možný počet zón závisí na typu pohonu; ve většině zařízení je jich 10 a více (obr. 8).

Rýže. 7. Standardní nahrávání: počet sektorů je na všech stopách stejný Rýže. 8. Zónové nahrávání: počet sektorů na stopách se mění, jak se pohybujete od středu disku

Další vlastností zónového záznamu je, že rychlost výměny dat s pohonem se může lišit a závisí na zóně, ve které se hlavice v konkrétním okamžiku nacházejí. To se děje proto, že ve vnějších zónách je více sektorů a úhlová rychlost otáčení disku je konstantní (tj. lineární rychlost pohybu sektorů vzhledem k hlavě při čtení a zápisu dat na vnějších stopách je vyšší než na vnitřních jedničky).

Organizace diskových oddílů

Když je disk rozdělen do oblastí nazývaných oddíly, každý z nich může vytvářet souborový systém, odpovídající konkrétnímu operačnímu systému. V operačních systémech se dnes nejčastěji používají tři souborové systémy.

FAT (File Allocation Table - alokační tabulka souborů). Toto je standardní souborový systém pro DOS, Windows 9x a Windows NT. V oddílech FAT pod DOSem je povolená délka názvů souborů 11 znaků (8 znaků skutečného názvu a 3 znaky přípony) a velikost svazku (logického disku) je až 2 GB. Pod Windows 9x a Windows NT 4.0 a vyššími je povolená délka názvu souboru 255 znaků.

FAT32 (tabulka alokace souborů, 32bitová - 32bitová alokační tabulka souborů). Používá se s Windows 95 OSR2 (OEM Service Release 2), Windows 98 a Windows 2000. V tabulkách FAT odpovídá 32 buněk umístění 32bitovým číslům. S takovými struktura souboru svazek (logický disk) může být až 2 TB (2048 GB).

NTFS (systém souborů Windows NT – soubor systém Windows NT). Dostupné pouze v operačním systému Windows NT/2000. Názvy souborů mohou mít délku až 256 znaků a velikost oddílu je (teoreticky) 16 Ebajtů (16×1018 bajtů). NTFS poskytuje další funkce, které jiné systémy souborů neposkytují, například funkce zabezpečení.

Souborový systém FAT je v současnosti nejpoužívanější, protože jej podporuje většina existujících operačních systémů.

Rozdělení disku se provádí pomocí programu FDISK dodávaného s operačním systémem, pomocí kterého lze vybrat (jak v megabajtech, tak v procentech) velikost primárního a sekundárního oddílu. Neexistují žádné pevné pokyny pro vytváření oddílů na disku - musíte vzít v úvahu velikost disku a operační systém, který chcete nainstalovat.

Po vytvoření oddílů musíte provést formátování na vysoké úrovni pomocí nástrojů operačního systému.

Vysokoúrovňové formátování

Při vysokoúrovňovém formátování vytváří operační systém (Windows 9x, Windows NT nebo DOS) struktury pro práci se soubory a daty. Každý oddíl (logický disk) obsahuje boot sektor svazky (Volume Boot Sector - VBS), dvě kopie alokační tabulky souborů (FAT) a kořenový adresář (Root Directory). Pomocí těchto datových struktur operační systém přiděluje místo na disku, sleduje umístění souborů a dokonce „obchází“ vadné oblasti na disku, aby se vyhnul problémům.

V podstatě formátování na vysoké úrovni není ani tak formátování, jako spíše vytváření obsahu disku a tabulky alokace souborů. Skutečné formátování je nízkoúrovňové formátování, při kterém je disk rozdělen na stopy a sektory. Příkaz FORMAT DOS provádí oba typy formátování na disketě a pouze vysokoúrovňové formátování na pevném disku. K nízkoúrovňovému formátování pevného disku potřebujete speciální program, který obvykle poskytuje výrobce disku.

Hlavní součásti pevných disků

Je jich mnoho různé typy pevné disky, ale téměř všechny se skládají ze stejných základních komponent. Konstrukce těchto jednotek a kvalita použitých materiálů se mohou lišit, ale jejich základní výkonové charakteristiky a principy provozu jsou stejné. Mezi hlavní konstrukční prvky typické jednotky pevného disku (obrázek 9) patří následující:

• disky;
• čtecí/zapisovací hlavy;
• mechanismus pohonu hlavy;
• motor diskového pohonu;
• deska plošných spojů s řídicími obvody;
• kabely a konektory;
• konfigurační prvky (propojky a přepínače).

Disky, motor diskové jednotky, hlavy a mechanismus pohonu hlavy jsou obvykle umístěny v utěsněném pouzdře zvaném Head Disk Assembly (HDA). Obvykle je tento blok považován za jeden uzel; není téměř nikdy otevřen. Ostatní součásti, které nejsou součástí jednotky HDA (deska plošných spojů, přední panel, konfigurační položky a montážní díly), jsou odnímatelné.

Disky

Jednotka obvykle obsahuje jeden nebo více magnetických disků. V průběhu let byla stanovena řada standardních velikostí jednotek, které jsou určeny především velikostí disků, a to:

• 5,25 palce (ve skutečnosti - 130 mm nebo 5,12 palce);
• 3,5 palce (ve skutečnosti - 95 mm nebo 3,74 palce);
• 2,5 palce (ve skutečnosti - 65 mm nebo 2,56 palce);
  • 1 palec (ve skutečnosti - 34 mm nebo 1,33 palce).

Existují také jednotky s větší velikostí disků, jako je 8 palců, 14 palců a ještě více, ale tato zařízení se zpravidla nepoužívají v osobních počítačích. V současné době se 3,5" disky nejčastěji instalují do stolních a některých přenosných modelů, zatímco malá zařízení (2,5" a menší) se nejčastěji instalují do přenosných systémů.

Většina jednotek se dodává s alespoň dvěma jednotkami, i když některé menší modely mohou mít jeden. Počet disků je omezen fyzickými rozměry jednotky, konkrétně výškou jejího pouzdra. Většina velký počet jednotek v 3,5palcových jednotkách je 11.

Pracovní vrstva disku

Bez ohledu na to, jaký materiál je použit jako základ disku, je pokryt tenkou vrstvou látky schopné udržet zbytkovou magnetizaci po vystavení vnějšímu magnetickému poli. Tato vrstva se nazývá pracovní nebo magnetická vrstva a právě v ní jsou uloženy zaznamenané informace. Nejběžnější jsou dva typy pracovní vrstvy:

• kysličník;
• tenký film.

Vrstva oxidu je polymerní povlak naplněný oxidem železa.

Tenkovrstvá pracovní vrstva má menší tloušťku, je pevnější a kvalita jejího povlaku je mnohem vyšší. Tato technologie vytvořila základ pro výrobu nové generace mechanik, u kterých se podařilo výrazně zmenšit mezeru mezi hlavami a plochami disků, což umožnilo zvýšit hustotu záznamu.

Tenkovrstvá galvanizovaná pracovní vrstva se získává elektrolýzou. To se děje v podstatě stejným způsobem jako při chromování nárazníku auta. Hliníkový substrát disku je postupně ponořen do lázní s různými roztoky, v důsledku čehož je pokryt několika vrstvami kovového filmu. Pracovní vrstva je vrstva kobaltové slitiny o tloušťce pouze asi 1 mikropalec (přibližně 0,025 mikronu).

Čtecí/zapisovací hlavy

Pevné disky mají vlastní čtecí/zapisovací hlavu na každé straně každého disku. Všechny hlavy jsou namontovány na společném pohyblivém rámu a pohybují se současně.

Na Obr. 10 znázorňuje typickou konstrukci mechanismu akčního členu s pohyblivou cívkou.

Když je pohon vypnutý, hlavy se působením pružin dotýkají disků. Při roztočení kotoučů se zvyšuje aerodynamický tlak pod hlavami a ty se odtrhávají od pracovních ploch („vzlétají“). Když se disk otáčí plnou rychlostí, mezera mezi ním a hlavami může být 0,5–5 mikropalců (0,01–0,5 µm) nebo i více.

Rýže. 10. Čtecí/zapisovací hlavy a rotační pohon pohyblivé cívky

Pohonné mechanismy

Možná ještě důležitější než samotné hlavy je mechanismus, který je drží na místě, zvaný pohon. S jeho pomocí se hlavy pohybují od středu k okrajům disku a jsou instalovány na daném válci. Existuje mnoho návrhů akčních mechanismů, ale lze je rozdělit do dvou hlavních typů:

• s krokovým motorem;
• s pohyblivou cívkou.

Typ pohonu do značné míry určuje rychlost a spolehlivost pohonu, spolehlivost čtení dat, jeho teplotní stabilitu, citlivost na volbu pracovní polohy a vibrace. Řekněme hned, že pohony s pohony krokovými motory jsou mnohem méně spolehlivé než zařízení s pohony s pohyblivou cívkou.

Pohon krokovým motorem

Krokový motor je elektromotor, jehož rotor se může otáčet pouze v krocích, tzn. do přesně definovaného úhlu. Pokud otočíte jeho hřídelem rukou, uslyšíte jemné cvakání (nebo praskání při rychlém otáčení), které se ozve pokaždé, když rotor projde další pevnou polohou.

Pohon pohyblivé cívky

Pohon pohyblivé cívky se používá téměř ve všech moderních pohonech. Na rozdíl od systémů krokových motorů, kde se hlavy pohybují naslepo, využívá pohon pohyblivé cívky zpětnovazební signál, takže polohy hlav vzhledem ke stopám lze přesně určit a v případě potřeby korigovat. Takový systém umožňuje vyšší rychlost, přesnost a spolehlivost než tradiční pohon krokovým motorem.

Pohon pohyblivé cívky pracuje na principu elektromagnetismu. Existují dva typy pohonů s pohyblivou cívkou:

• lineární;
• otáčení.

Tyto typy se liší pouze fyzickým uspořádáním magnetů a cívek.

Lineární pohon posouvá hlavy v přímce, přísně podél linie poloměru disku. Cívky jsou umístěny v mezerách permanentních magnetů. Hlavní výhodou lineárního pohonu je, že při jeho použití nevznikají chyby azimutu charakteristické pro rotační pohon. (Azimut označuje úhel mezi rovinou pracovní mezery hlavy a směrem záznamové stopy.) Při pohybu z jednoho válce na druhý se hlavy neotáčejí a jejich azimut se nemění.

Lineární pohon má však významnou nevýhodu: jeho konstrukce je příliš masivní. Pro zvýšení výkonu pohonu je potřeba snížit hmotnost pohonného mechanismu a samotných hlav. Čím lehčí je mechanismus, tím větší zrychlení se může pohybovat z jednoho válce na druhý. Lineární pohony jsou mnohem těžší než rotační pohony, proto se v moderních pohonech nepoužívají.

Rotační pohon funguje na stejném principu jako lineární pohon, ale v něm jsou konce hlavových pák připevněny k pohyblivé cívce. Když se cívka pohybuje vzhledem k permanentnímu magnetu, pohybové páky hlavy se otáčejí a pohybují hlavy směrem k ose nebo k okrajům disků. Vzhledem k malé hmotnosti se taková konstrukce může pohybovat s vysokými zrychleními, což může výrazně zkrátit dobu přístupu k datům. Rychlý pohyb hlav usnadňuje také skutečnost, že ramena pák jsou vyrobena jinak: ta, na které jsou hlavy upevněny, je delší.

Mezi nevýhody tohoto pohonu patří to, že se hlavy při pohybu od vnějších válců k vnitřním otáčejí a mění se úhel mezi rovinou magnetické mezery hlavy a směrem dráhy. To je důvod, proč je šířka pracovní oblasti disku (oblast, ve které se nacházejí stopy) často omezena (takže nevyhnutelné azimutální chyby zůstávají v přijatelných mezích). V současné době se rotační pohon používá téměř ve všech paměťových zařízeních s pohyblivou cívkou.

Automatické parkování hlavy

Po vypnutí napájení se páčky s hlavicemi spustí na plochy disků. Mechaniky jsou schopny odolat tisícům „přechodů a pádů“ hlav, ale je žádoucí, aby se vyskytovaly na speciálně navržených oblastech povrchu disků, na které se nezapisují data. Při těchto vzletech a přistáních dochází k opotřebení (otěru) pracovní vrstvy, protože zpod hlav vylétají „mračna prachu“ skládající se z částic pracovní vrstvy nosiče; pokud dojde k otřesu pohonu při startu nebo přistání, pak se výrazně zvýší pravděpodobnost poškození hlav a disků.

Jednou z výhod pohonu pohyblivé cívky je automatické parkování hlav. Když je napájení zapnuto, hlavy jsou umístěny a drženy ve své poloze interakcí magnetických polí pohybující se cívky a permanentního magnetu. Po vypnutí napájení pole držící hlavy nad konkrétním válcem zmizí a začnou nekontrolovatelně klouzat po plochách disků, které se ještě nezastavily, což může způsobit poškození. Aby se předešlo možnému poškození pohonu, je sestava rotační hlavy spojena s vratnou pružinou. Když je počítač zapnutý, magnetická síla obvykle převáží sílu pružiny. Ale když je napájení vypnuto, pružiny přesunou hlavy do parkovací zóny dříve, než se kotouče zastaví. Jak se rychlost otáčení disků snižuje, hlavy „přistávají“ s charakteristickým praskáním v této konkrétní zóně. Chcete-li tedy aktivovat mechanismus parkování hlavy u pohonů s pohyblivou cívkou, jednoduše vypněte počítač; žádný speciální programy nejsou k tomu potřeba. V případě náhlého výpadku proudu se hlavice automaticky zaparkují.

Motor pohonu disku

Motor, který pohání kotouče, je často označován jako vřeteno. Vřetenový motor je vždy spojen s osou otáčení kotoučů, nejsou k tomu použity žádné hnací řemeny ani ozubená kola. Motor musí být tichý: případné vibrace se přenášejí na disky a mohou vést k chybám čtení a zápisu.

Otáčky motoru musí být přesně definovány. Obvykle kolísá mezi 3 600 a 7 200 otáčkami za minutu nebo více a je stabilizován řídicím obvodem motoru s zpětná vazba(automatické ladění), které umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti.

Kontrolní panel

Každý disk, včetně pevných disků, má alespoň jednu desku. Namontováno na něm elektronické obvody k ovládání vřetenového motoru a hnacích hlav, jakož i k výměně dat s ovladačem (předloženým v předem určené formě). V jednotkách IDE je řadič instalován přímo v jednotce, zatímco pro SCSI je nutné použít další rozšiřující kartu.

Hnací kabely a konektory

Většina pevných disků má více konektorů rozhraní pro připojení k systému, napájení a někdy i uzemnění šasi. Většina pevných disků má alespoň tři typy konektorů:

• konektor rozhraní (nebo konektory);
• napájecí konektor;

Konektory rozhraní jsou nejdůležitější, protože přenášejí data a příkazy do az jednotky. Mnoho standardů rozhraní umožňuje připojení více pohonů k jedinému kabelu (sběrnici). Přirozeně by v tomto případě měly být alespoň dvě; rozhraní SCSI umožňuje připojení až sedmi jednotek k jednomu kabelu (Wide SCSI-2 podporuje až 15 zařízení). Některé standardy (například ST-506/412 nebo ESDI) poskytují samostatné konektory pro datové a řídicí signály, takže měnič a ovladač jsou propojeny dvěma kabely, ale většina moderní zařízení ISE a SCSI jsou propojeny jedním kabelem.

Napájecí konektory pevného disku jsou obvykle stejné jako u disketových jednotek. Většina disků používá dvě napětí (5V a 12V), ale menší modely určené pro notebooky používají 5V.

Specifikace pevného disku

Pokud si chcete koupit nový disk nebo si jen chcete udělat představu o rozdílech mezi různými řadami produktů, porovnejte jejich specifikace. Níže jsou uvedena kritéria, podle kterých se obvykle posuzuje kvalita pevných disků.

• Spolehlivost.
• výkon.
• Protinárazové odpružení.
• Cena.

Spolehlivost

V popisech pohonů můžete najít takový parametr, jako je průměrná doba mezi poruchami (Mean Time Between Failures - MTBF), která se obvykle pohybuje od 20 do 500 tisíc hodin i více. Těmto číslům nikdy nevěnuji pozornost, protože jsou čistě teoretické.

CHYTRÝ. (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology - self-testing, analysis and reporting technology) je nový průmyslový standard popisující metody pro předpovídání výskytu tvrdý disk. Když S.M.A.R.T. pevný disk začne monitorovat určité parametry, které jsou citlivé na selhání disku nebo je indikují. V důsledku tohoto monitorování lze předvídat poruchy měniče.

Výkon

Důležitým parametrem pevného disku je jeho rychlost. Tento parametr se u různých modelů může značně lišit. A jak už to tak bývá, nejlepším měřítkem výkonu disku je jeho cena. Výkon pohonu lze hodnotit dvěma parametry:

• průměrná doba vyhledávání;
• rychlost přenosu dat.

Průměrná doba vyhledávání, která se měří v milisekundách, znamená průměrnou dobu, za kterou se hlavy přesunou z jednoho válce do druhého (a vzdálenost mezi těmito válci může být libovolná). Tento parametr lze měřit provedením dostatečného počtu vyhledávacích operací pro náhodně vybrané stopy a poté vydělením celkového času stráveného tímto postupem počtem provedených operací. Výsledkem bude průměrná doba jednoho vyhledávání.

Cena

V poslední době „jednotkové náklady“ pevných disků klesly na 2 centy za megabajt (a ještě nižší). Náklady na disky stále klesají a po chvíli zjistíte, že i půl centu za megabajt je příliš drahé. Právě kvůli snížení ceny se dnes disky s kapacitou menší než 1 GB prakticky nevyrábějí a Nejlepší volba k dispozici bude disk s kapacitou větší než 10 GB.

• hrubá kapacita v milionech bajtů;
• formátovaná kapacita v milionech bajtů;
• hrubá kapacita v megabajtech (MB);
• formátovaná kapacita v megabajtech (MB).

Otázky pro sebeovládání

1. Co je to disketa?
2. Co je podstatou magnetického kódování binární informace?
3. Jak fungují disketové jednotky a jednotky pevného disku?
4. Jaké jsou výhody a nevýhody CD mechanik?

Grebenyuk E.I., Grebenyuk N.A. Technické prostředky informatizace nakladatelství "Academy" - Moskva, 2007 /s.51-82/