Типи магнітних носіїв та принципи запису та збереження інформації за їх допомогою

Типи магнітних носіїв та принципи запису та збереження інформації за їх допомогою

Вступ

Носій інформації — матеріальний об'єкт або середовище, призначений для зберігання даних. Останнім часом носіями інформації називають переважно пристрої, призначені для зберігання файлів даних у комп’ютерних системах, відрізняючи їх від пристроїв для введення-виведення інформації та пристроїв для обробки інформації.

За формою сигналу, який використовується для запису даних, розрізняють аналогові та цифрові носії. Для перезапису інформації з аналогового носія на цифровий чи навпаки необхідно застосовувати аналогово-цифрове чи цифро-аналогове перетворення сигналу.

За призначенням розрізняють носії:

— для використання на різних пристроях;

— вмонтовані у певний пристрій.

За стійкістю запису і можливістю перезапису:

— постійні запам’ятовуючі пристрої (ПЗП), зміст яких не може бути змінено кінцевим користувачем (наприклад, CD-ROM, DVD-ROM). ПЗП в робочому режимі допускає тільки зчитування інформації;

— записувані пристрої, у які кінцевий користувач може записати інформацію тільки один раз (наприклад, CD-R, DVD-R, DVD+R, BD-R);

— перезаписувані пристрої (наприклад, CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, BD-RE, магнітна стрічка тощо);

— оперативні пристрої забезпечують режим запису, зберігання й зчитування інформації в процесі її обробки. Швидкі, але дорогі ОЗП (SRAM, статичні ОЗП) будуються на основі тригерів, повільніші, але дешеві різновиди (DRAM, динамічні ОЗП) будуються на основі конденсатора. В обох видах оперативної пам’яті інформація зникає після відключення від джерела струму. Динамічні ОЗП потребують періодичного оновлення вмісту — регенерації.

За фізичним принципом:

— перфораційні (з отворами або вирізами) — перфокарта, перфострічка;

— магнітні - магнітна стрічка, магнітні диски;

— оптичні - оптичні диски CD, DVD, Blu-ray Disc;

— магнітооптичні - магнітооптичний компакт-диск (CD-MO);

— електронні (використовують ефекти напівпровідників) — карти пам’яті, флеш-пам'ять.

За конструктивними (геометричними) особливостями:

— дискові (магнітні диски, оптичні диски, магнітооптичні диски);

— стрічкові (магнітні стрічки, перфострічки);

— барабанні (магнітні барабани);

— карткові (банківські картки, перфокарти, флеш-карти, смарт-картки).

1. Типи магнітних носіїв

На даний час в якості магнітних носіїв систем і пристроїв ЦМЗ найчастіше використовуються магнітні стрічки і диски (тверді і гнучкі).

магнітний стрічка диск комп’ютер

1.1 Магнітні стрічки

В системах ЦМЗ, що застосовуються в інформаційно-вимірювальній техніці, в основному використовуються магнітні стрічки (рисунок 1). Прогрес розвитку систем ЦМЗ, досягнутий протягом останніх десятиріч, став можливим, перш за все, в результаті вдосконалення магнітних стрічок з робочим шаром із g-оксиду заліза (g — Fe2O2) і розробки нових типів досконаліших магнітних носіїв. Перспективні напрямки вдосконалення магнітних стрічок полягають в покращенні їх електромагнітних і механічних властивостей.

Рисунок 1. Магнітофонна та бабінна касети Підвищення Нс зменшує вплив поля саморозмагнічування, яке зростає зі скороченням довжини намагнічених однорідних ділянок магнітної стрічки, зменшуючи тим самим завал АЧХ тракту магнітного запису в області верхніх частот, а також забезпечує більший захист стрічки від впливу зовнішніх магнітних дій.

Негативним наслідком збільшення Нс магнітного покриття стрічки є необхідність струму запису, що може виявитись небажаним або неможливим через введення в насичення магнітного матеріалу головки запису в зоні робочого зазору (РЗ). Використання в апаратурі ЦМЗ висококоерцитивних носіїв потребує відповідних змін в матеріалах і розмірах зони РЗ записувальних магнітних головок.

Коерцитивна сила сучасних магнітних стрічок, наприклад металічних, може досягати значень порядку 100 кА/м і вище. Рівень вихідних сигналів відтворювальної головки прямо пропорційний залишковій індукції магнітного носія. Підвищення Br покращує один із найважливіших параметрів системи ЦМЗ — відношення сигнал-шум на виході лінійного тракту магнітного запису. З іншого боку, збільшення Br призводить до росту поля розмагнічення і перехідної зони між сусідніми різнополярно намагніченими ділянками носія (стрічки), що призводить до збільшення завалу АЧХ тракту магнітного запису в області верхніх частот.

Для покращення АЧХ тракту в області верхніх частот і одночасно підвищення відношення сигнал-шум, вибирають матеріал магнітного покриття стрічок з як найбільшими значеннями Br і Нс.

Підвищення щільності запису цифрової інформації може бути досягнуте також шляхом збільшення k_п робочого шару стрічки, оскільки збільшення k_п призводить до зменшення перехідної зони між протилежно намагніченими ділянками носія.

Коефіцієнт прямокутності k_п петлі гістерезису може бути підвищений в результаті застосування матеріалів з високим ступенем голкоподібності часток магнітного порошку (близько 0,1…2 мкм в довжину і 0,03 … 0,3 мкм в ширину) та їх високої однорідності.

Важливими параметрами, які визначають якість магнітних стрічок, також є однорідність магнітних властивостей; відсутність немагнітних включень по всій поверхні стрічки; ступінь електризації, тобто здатність поверхні носія до утворення електричних зарядів, які призводять до утворення імпульсних завад в головках відтворення; копір-ефект.

Істотно впливає на електромагнітні властивості носія товщина d феромагнітного покриття. Практично з самого початку застосування і вдосконалення магнітного запису стало ясно, що зменшення товщини магнітного покриття стрічки призводить до розширення АЧХ тракту і, отже, підвищення щільності запису. Це відбувається в результаті зменшення впливу ефекту саморозмагнічування і збільшення частини магнітного покриття стрічки, що знаходиться в зоні дії поля з більшим градієнтом зміни напруженості dH/dx над низхідною гранню записувальної головки.

Постійні зусилля, які направлені на зменшення товщини робочого шару порядку 2−8 мкм для порошкових покриттів і 0.1 — 0.5 мкм для металічних покриттів. Технологічний процес нанесення робочого шару на основу повинен забезпечити рівномірність товщини робочого шару по всій поверхні стрічки. Рівномірність товщини робочого шару необхідна для зменшення глибини ПАМ при відтворенні записаних на стрічці сигналів. Крім того, на глибину ПАМ також здійснюють вплив дефекти основи. При товщині робочого шару 2…5 мкм дефекти основи проявляються на робочій поверхні носія.

Основними вимогами до фізико-механічних властивостей магнітних стрічок є: точність і стабільність розмірів; висока стійкість зношування, що проявляється в малому стиранні робочого шару стрічок і збереженні міцнісних і інших експлуатаційних параметрів при тривалій експлуатації і зберіганні; низька абразивність; висока гнучкість і стійкість до багатократного згинання; висока адгезійна міцність; мала чутливість до змін умов експлуатації (температури, вологості та ін.).

Механічні властивості магнітних стрічок в значній мірі визначаються матеріалом основи, в якості якої використовується поліетилентерефталат. Цей матеріал має високі механічні властивості і, перш за все, високу міцність, стійкість до дії температури, вологості і деяких видів агресивних середовищ; він зберігає свої властивості в умовах тривалого зберігання і експлуатації.

В наш час найбільше розповсюдження отримали магнітні стрічки на полімерній основі з застосуванням магнітних матеріалів робочих шарів на базі порошків оксидів заліза, двооксиду хрому, різноманітних металів і їх оксидів. Також проводяться роботи з розробки металізованих і металічних магнітних стрічок.

В якості основного матеріалу для магнітного порошку широко використовується g — Fe2O2. Цей порошок має такі магнітні властивості: Нс = 24 … 38кА/м; Br" 0,12 Тл; k_п = 0,7… 0,8.

Для покращення магнітних властивостей порошку g — Fe2O3 проводяться роботи по введенню в якості додаткового елементу — модифікатора кобальту Со. В залежності від різноманітних масових співвідношень Со можна змінити Нс порошку в широких межах (30…120 кА/м). Однак одним із недоліків такого порошку є температурна нестабільність, яка обумовлена магнітно-кристалографічною структурою кобальту. Крім цього, важко досягається достатньо висока відтворюваність магнітних властивостей окремих партій порошків.

Одним із висококоерцетивних магнітних порошків є двооксид хрому (CrO2), коерцетивна сила якого порядку 38 кА/м. Для підвищення Нс до 85 кА/м використовують присадки телура, рубідія і т.д. Недоліки, які обмежують широке застосування CrO2 для виготовлення магнітних стрічок, такі: низька точка Кюрі (126°С), більш висока абразивність частинок.

На базі таких матеріалів, як залізо, кобальт, нікель і сплавів на їх основі, отриманий цілий ряд металічних магнітних порошків, які мають широкий діапазон значень Нс = 56…120 кА/м і здатні забезпечити високі електромагнітні властивості. Металічні порошки все більше використовуються, не дивлячись на труднощі їх промислового виготовлення (необхідно дуже точно регулювати режими утворення металічного порошку, частинки якого легко піддаються окисленню).

Застосування магнітних стрічок з робочими шарами, що використовують металічні порошки з високими магнітними властивостями, призводить до застосування магнітних стрічок, створення нових магнітних головок з субмікронними робочими зазорами і високою індукцією насичення. Одним з напрямків по створенню нових магнітних стрічок є розробка багатошарових стрічок (з двома і більше робочими шарами). Для нижчих шарів застосовується магнітний матеріал з Нс = 24…28 кА/м (g — Fe2O3), для верхніх з Нс = 36 … 48 кА/м (CoFeO, CrO2). Товщина шарів може бути однаковою або у верхніх шарів менша, ніж у нижніх; загальна товщина знаходиться в межах 3…10 мкм.

Зменшення товщини робочого шару магнітних стрічок на базі порошків — технологічно складний процес і призводить до підвищення нерівномірності електромагнітних характеристик, а також до зменшення амплітуди відтворюваного сигналу. Тому з’явились розробки металізованих і металічних магнітних стрічок, які мають високу залишкову індукцію і майже прямокутну петлю гістерезису. Металізовані магнітні стрічки можна отримати нанесенням Со-Мо або Со-Мо-Ni електролітичним способом, хімічним відновленням Со, Ni, Fe або їх сплавів, хімічним осадженням СоР, напиленням в вакуумі магнітних сплавів CoSi, CoNiSi і т.д. Найкращі результати дають гальванічний спосіб і напилення в вакуумі.

В металізованих стрічках в якості основи використовується поліетилентерефталат. Для виготовлення металічних стрічок часто застосовується електролітична мідь. Широкому практичному застосуванню металізованих і металічних магнітних стрічок заважає недостатня адгезійна міцність металічних покриттів і недостатня стійкість робочого шару. Металізовані і металічні магнітні стрічки в наш час знаходяться в стадії розробки, ведуться подальші дослідження по вдосконаленню їх технічних характеристик.

Завдяки досягнутому в останній час суттєвому покращенню параметрів магнітних носіїв і головок промисловістю засвоєний раніше недосяжний діапазон густини ЦМЗ 1000…2000 біт/мм і вище. У випадку освоєння методів запису і відтворення вертикальним до площини носія полем цей діапазон може бути значно перевищений.

1.2 Магнітний диск

Магнітний диск (МД) — носій інформації у вигляді диска з феромагнітним покриттям для запису. Магнітні диски поділяються на тверді й гнучкі (дискети). Твердий магнітний диск — це кругла плоска пластинка, виготовлена з твердого матеріалу (металу), покритого феромагнітним шаром. Гнучкий диск (флоппі-диск) чи дискета — це диск, виготовлений із пластика, покритого феромагнітним шаром. Магнітні диски вперше з’явилися в 1970, а у 1980 році їх випускало вже більше 30 фірм світу.

Гнучкий диск (флоппі-диск) чи дискета Гнучкий диск (флоппі-диск) чи дискета — портативний носій інформації, який використовується для багаторазового запису та зберігання даних, що представляє собою поміщений в захисний пластиковий корпус (диск діаметром 3Ѕ" має жорсткіший футляр, ніж диск діаметром 5ј") гнучкий магнітний диск, покритий феромагнітним шаром.

Конструктивно дискета 8″ являє собою гнучкий диск з магнітним покриттям, ув’язнений в гнучкий пластиковий футляр. Дискета має отвір під шпиль приводу, отвір у футлярі для доступу головок запису-читання. Формати дискети розрізнялися кількістю секторів на доріжці. В залежності від формату, дискети 8″ вміщували наступні обсяги інформації: 80, 256 і 800 КБ.

У центрі диска знаходиться великий круглий отвір. Коли закривається дверцята дисковода, конусоподібний затиск захоплює і встановлює дискету з допомогою центрального отвору. У багатьох дискет краю отвору окантовані пластиковим кільцем для того, щоб диск витримував механічні навантаження з боку захоплюючого механізму. У дискетах високої щільності це кільце звичайно відсутнє, так як похибки його розташування на дискеті можуть призвести до проблем, що виникають при позиціонуванні головок. Праворуч, відразу під центральним отвором, знаходиться маленький круглий отвір, зване індексним. Диск з одним індексним отвором — це ознака диска з програмною розбивкою на сектори, у цьому випадку число секторів на диску визначається операційною системою. У дуже старих комп’ютерах використовувалися диски з апаратної розбивкою на сектори, які мали індексні отвори для кожного сектора. У самому диску є отвір, який поєднуючись при проході під індексним отвором в конверті, дозволяє електронній схемі контролера визначити «систему координат» дискети. З правого боку, на відстані приблизно 1 «від верхнього краю, у футлярі дискети 5 ј»" є прямокутна виїмка — з її допомогою (заклеївши) можна «захистити» дискету від запису.

На відміну від дискети 5 ј" «отвір для доступу головок дискети 3 Ѕ»" закрито металевою заслінкою, яка відкривається при її вставці механізмом у дисководі. Замість індексного отвори в дискетах діаметром 3 Ѕ" використовується металева втулка з установочними отвором, яка знаходиться в центрі дискети. Дисковод захоплює металеву втулку, а отвір в ній дозволяє правильно встановити дискету. Захист від запису теж виконана більш зручно — зрушується «шторкою», розташованої знизу ліворуч. Знизу праворуч знаходяться «віконця», що дозволяють схемою дисковода визначити щільність запису на дискету — немає кодує дискету ємністю 720 Кб, одне — 1,44 Мб, два «віконця» — дискету ємністю 2,88 Мб.

Дисководи формату 3 Ѕ" високої щільності (неформатований ємність дискети, обумовлена щільністю запису і площею носія, становить 2 Мб) вперше з’явилися в комп’ютерах IBM PS / 2 в 1987 ріку. Ці дисководи записують 80 циліндрів з 18 секторами на доріжці, створюючи в результаті ємність 1,44 Мб, мають швидкість обертання 300 об / хв і записують в 1,2 раза більше даних, ніж дисководи формату 5 ј" на 1,2 Мб (швидкість передачі даних у цих дисководах високої щільності однакова, і вони сумісні з одними і тими ж контролерами високої і низької щільності). Для того, щоб використовувати максимальну для більшості стандартних контролерів дисководів високої і низької щільності швидкість передачі даних 500 000 біт / с, ці дисководи повинні мати швидкість 300 об / хв. Якщо дисковод буде обертати дискету зі швидкістю 360 об / хв (як дисковод формату 5 ј") число секторів на доріжку повинна бути зменшена до 15, інакше контролер не буде встигати обробляти сигнали.

Промисловий випуск дисководів надвисокої місткості на 2,88 Мбайт Toshiba початку 1989 року. У 1991 рік у IBM офіційно прийняла ці дисководи для установки в комп’ютерах PS / 2, і практично всі PS / 2, випущені з тих пір, містять ці дисководи як стандартне устаткування. Для роботи з такими дисководами потрібна встановлена ОС MS-DOS версії 5.0 або старше.

Для правильної роботи дисковода на 2,88 Мб необхідно оновлення дискового контролера, так як ці дисководи мають ту ж швидкість обертання 300 об / хв, але записують 36, а не 18 секторів на одній доріжці. На відміну від контролерів дисководів попередніх форматів, максимальна швидкість передачі даних яких становить 500 000 біт / с, для того що б ці 36 секторів були прочитані або записані за той же час, що потрібно дисководу на 1,44 Мбайт для читання і запису 18 секторів, від контролера потрібно набагато більш високої швидкості передачі даних, 1 000 000 біт / с.

Висота дисковода для 5 ј" дискет дорівнює 1U, а ширина майже дорівнює трьом його висот. Це іноді використовували виробники корпусів комп’ютерів, де три пристрої, поміщені в квадратну «кошик», могли бути разом з нею переорієнтовані з горизонтального на вертикальне розташування.

Дискети звичайно мають функцію захисту від запису, за допомогою якої можна надати доступ до даних тільки в режимі читання. Дискети були масово поширені з 1970;х і до кінця 1990;х років, поступившись більш ємним CD і зручним флеш-накопичувачам.

Однією з головних проблем, пов’язаних з використанням дискет, була їхня недовговічність. Магнітний диск міг відносно легко розмагнітиться від впливу металевих намагнічених поверхонь, природних магнітів, електромагнітних полів поблизу високочастотних приладів, що робило зберігання інформації на дискетах досить ненадійним. Найуразливішим елементом конструкції дискети був бляшаний або пластиковий кожух, що закриває власне гнучкий диск: його краї могли відгинатися, що приводило до застрявання дискети в дисководі, що повертали кожух у вихідне положення пружина могла зміщатися, у результаті кожух дискети відокремлювався від корпуса й більше не повертався у вихідне положення. Сам пластиковий корпус дискети не служив достатнім захистом гнучкого диска від механічних ушкоджень (наприклад, при падінні дискети на підлогу), які виводили магнітний носій з ладу. У щілину між корпусом дискети й кожухом міг проникати пил.

Проміжним варіантом між ними й традиційним дискетами є сучасніші НГМД та жорсткі диски, що використовують картриджі - Iomega Zip, Iomega Jaz; а також магнітооптичні носії (МО) LS-120 та інші, в яких комбінувався лазер (який використовується для розігріву ділянки поверхні диска) і магнітна голівка (для запису і зчитування інформації з поверхні диска). Такі змінні носії також називають дискетами. Випускалися 3 Ѕ «односторонні носії ємністю від 128 Мб до 1,3 Гб і 5» двосторонні ємністю від 600 Мб до 5,2 Гб.

Переваги МО-дисководів і носіїв:

— МО-диски допускають до 10 млн циклів стирання-запису;

— швидкість обертання становить 3 000−3 600 об/хв, що забезпечує багато більшу швидкість передачі даних, швидкість запису практично дорівнює швидкості читання і досягає декількох мегабайт на секунду;

— МО-носій повністю розміщений всередині захисного пластикового корпусу, що забезпечує його краще збереження;

— існують багато інтерфейсів для підключення до всіх масово поширених шин — IDE, LPT, USB, SCSI.

Недоліки МО-дисководів і носіїв:

— не було створено єдиного стандарту на пристрої та носії, як у випадку з дисководом 3 Ѕ «HD, що в цілому зумовило практичну неможливість повсюдного застосування.

Жорсткий магнітний диск Твердий магнітний диск (вінчестер) є логічним продовженням розвитку технології магнітного збереження інформації (рисунок 4). З’явився зовсім недавно і вже завоював величезну популярність завдяки своїм численним перевагам:

— надзвичайно велика місткість;

— простота й надійність використання;

— можливість звертатися до тисяч файлів одночасно;

— висока швидкість доступу до даних.

Жорсткий магнітний диск Основою вінчестера є алюмінієвий диск товщиною близько 9 мм, на який нанесений феромагнітний робочий шар товщиною 0,6−1,2 мкм. Твердий диск — вмонтований у нагромаджувач (дисковод) на твердому магнітному диску пакет закріплених один над іншим магнітних дисків, виймання яких у процесі експлуатації ЕОМ є неможливим. Знімний твердий диск — пакет магнітних дисків, укладених у захисну оболонку, що у процесі експлуатації ЕОМ можуть вийматися з дисководу. Використання цих дисків забезпечує практично необмежений обсяг зовнішньої пам’яті ЕОМ. Нагромаджувачі на твердому диску відрізняються один від одного насамперед своєю місткістю, тобто кількістю інформації на диску. У моделей ІВМ РС/ХТ твердий диск найчастіше має місткість 20 Мбайтів, ІВМ РС/АТ 286 — 40 Мбайтів, ІВМ РС/АТ 386 — 60 Мбайтів, 1ВМ РС/АТ 486 — 80 Мбайтів і ін. Більш потужні комп’ютери мають диски місткістю 120 Мбайтів.

При використанні великих баз даних, великих пакетів програм застосовуються тверді диски більшої місткості - до 300 Мбайтів. Друга істотна для користувача характеристика твердого диска — час доступу до інформації. Для галузі застосування, що вимагає інтенсивного обміну з дисками (наприклад, інформаційних систем), цей показник є винятково важливим. Середній час пошуку для дисків, використовуваних у комп’ютерах ІВМ АТ — близько 17 мілісекунд (мс).

Більш швидкі диски мають час доступу від 8 до 15 мс. Забезпечення високої швидкості доступу вимагає значних зусиль при розробці дисків, тому швидкі диски дорожче за звичайні.

Існує величезна кількість різноманітних моделей жорстких дисків багатьох фірм, таких як Seagate, Maxtor, Quantum, Fujitsu і т.д. Щоб забезпечити сумісність вінчестерів, розроблено стандарти на їх характеристики, які визначають номенклатуру з'єднувальних провідників, їх розміщення в перехідних роз'ємах, електричні параметри сигналів. Найпоширенішими нині є стандарти інтерфейсів IDE (Integrated Drive Electronics) або ATA та більш продуктивні EIDE (Enhanced IDE) і SCSI (Small Computer System Interface). Саме характеристики цих інтерфейсів, за допомогою яких вінчестери зв’язані з материнською платою, у значній мірі визначають продуктивність сучасних жорстких дисків.

Серед інших параметрів, що впливають на швидкодію HDD слід відзначити такі:

— швидкість обертання дисків — в наш час випускаються накопичувачі EIDE із частотою обертання 4500−7200 об/хв, і накопичувачі SCSI — 7500−10 000 об/хв;

— ємність кеш-пам'яті - у всіх сучасних дискових накопичувачах встановлюється кеш-буфер, який дає змогу прискорити обмін даними; чим більша його ємність, тим вища ймовірність того, що в кеш-пам'яті буде необхідна інформація, якої не треба прочитувати з диску (цей процес у тисячі разів повільніший); ємність кеш-буфера в різних пристроях може змінюватися в межах від 64 Кбайт до 2Мбайт;

— середній час доступу — це час (у мілісекундах), на протязі якого блок головок зміщуються з одного циліндра на інший. Залежить від конструкції приводу головок і складає приблизно 10−13 мілісекунд;

— час затримки — це час від моменту позиціювання блоку головок на потрібний циліндр до позиціювання конкретної головки на конкретний;

— сектор, іншими словами, це час пошуку потрібного сектора;

— швидкість обміну — визначає об'єми даних, які можуть бути передані з накопичувача до мікропроцесора та в зворотному напрямку за певні проміжки часу. Максимальне значення цього параметра дорівнює пропускній здатності дискового інтерфейсу і залежить від того, який режим використовується PIO або DMA; в режимі PIO обмін даними між диском і контролером відбувається за безпосередньої участі центрального процесора, чим більший номер режиму PIO, тим вища швидкість обміну; робота в режимі DMA (Direct Memory Access) дозволяє передавати дані безпосередньо в оперативну пам’ять без участі процесора; швидкість передавання даних у сучасних жорстких дисках коливається в діапазоні 30−60 Мбайт/с.

2. Принципи запису та збереження інформації на магнітних носіях

Технологія запису інформації на магнітні носії з’явилася порівняно недавно — приблизно в середині 20-го століття (40-і - 50-і роки). Але вже кілька десятиліть по тому — 60-ті - 70-ті роки — це технологія стала дуже поширеною в усьому світі.

Дуже давно з’явилася на світ перша грамплатівка. Яка використовувалася як носій різних звукових даних — на неї записували різні музичні мелодії, мова людини, пісні. Сама технологія запису на платівки була досить простою. За допомогою спеціального апарата в спеціальному м’якому матеріалі, вінілі, робились зарубки, ямки, смужки. І з цього виходила платівка, яку можна було прослухати за допомогою спеціального апарата — патефона або програвача. Патефон складався з: механізму, що обертає платівку навколо своєї осі, голки і трубки. Приводили в дію механізм, що обертає платівку, і ставилася голка на платівку. Голка плавно пливла по канавкам, прорубані в платівці, видаючи при цьому різні звуки — залежно від глибини канавки, її ширини, нахилу і.т.д., використовуючи явище резонансу. А після, труба, що знаходилася біля голки, посилювала звук, який «висікався» голкою.

Майже така ж система і використовується в сучасних (та й використовувалася раніше теж) пристрої зчитування магнітного запису. Функції складових частин залишилися колишніми, тільки помінялися самі складові частини — замість вінілових платівок тепер використовуються стрічки з напиленням на них зверху шаром магнітних частинок; а замість голки — спеціальний зчитуючий пристрій. А трубка, що підсилює звук, зникла зовсім, і на її місце прийшли динаміки, що використовують вже більше нову технологію відтворення та посилення звукових коливань. А в деяких галузях, в яких застосовуються магнітні носії (наприклад, у комп’ютерах) пропала необхідність використання таких трубок.

Магнітна стрічка складається зі смужки щільної речовини, на яку напилюється шар феромагнетиків. Саме на цей шар «запам'ятовується» інформація. Процес запису також схожий на процес запису на вінілові платівки — за допомогою магнітної індукційної замість спеціального апарата.

На головку подається струм, який приводить в дію магніт. Запис звуку на плівку відбувається завдяки дії електромагніту на плівку. Магнітне поле магніту змінюється в такт із звуковими коливаннями, і завдяки цьому маленькі магнітні частинки (домени) починають змінювати своє місце розташування на поверхні плівки в певному порядку, в залежності від впливу на них магнітного поля, створюваного електромагнітом. А під час відтворення запису спостерігається зворотний процес запису: намагнічена стрічка порушує в магнітній головці електричні сигнали, які після підсилення надходять далі в динамік.

Дані, що використовуються у комп’ютерній техніці, записуються на магнітні носії таким же чином, з тією різницею, що для даних потрібно менше місця на плівці, ніж для звуку. Просто вся інформація, записується на магнітний носій в комп’ютерах, записується в двійковій системі - якщо при читанні з носія головка «відчуває» перебування під собою домену, то це означає, що значення даної частинки даних одно «1», якщо не «відчуває», то значення — «0». А далі вже система комп’ютера перетворить дані, записані в двійковій системі, у більш зрозумілу для людини систему.

Зараз у світі є багато різних типів магнітних носіїв: дискети для комп’ютерів, аудіо-та відеокасети, бобіни стрічки, жорсткі диски всередині комп’ютерів і т.і. Але поступово відкриваються нові закони фізики, і разом з ними — нові можливості запису інформації. Вже кілька десятиліть тому з’явилося безліч носіїв інформації, які базуються на новій технології - зчитування інформації за допомогою лінз та лазерного променя. Але все одно технологія магнітного запису проіснує ще досить довго з-за своєї зручності у використанні.

Висновки

Масове витиснення магнітних лент та магнітних дисків з побуту почалося з появою перезаписуваних компакт-дисків, і носіїв на основі флеш-пам'яті, які мають на порядки більшу ємність, більшою швидкістю обміну і більше фактичне числом циклів перезапису й довговічність.

Компактний USB-брелок дозволяє окрім великого (гігабайти) обсягу інформації користувача, надійно зберігати закритий ключ. В данний час використання дискет зупинено. Електронні ключі при роботі з системами «Банк-клієнт», що забезпечують електронний цифровий підпис документа, раніше поширювалися на дискетах, все частіше випускаються у вигляді флешки з функцією біометричного захисту. При установці драйверів для обладнання (наприклад, RAID-масиву) під час встановлення сучасних ОС сімейства MS Windows (Windows Vista, Windows Server 2008 R2, Windows 7) також може застосовуватися флеш-накопичувач. У разі відсутності дисководів, що підключаються до відповідного «класичний» інтерфейсний роз'єм на материнській платі, можна скористатися зовнішнім пристроєм, що має USB — або SCSI-інтерфейс.

Література

«Електромагнітні елементи цифрової техніки» Васюра А. С. 2012