Eri tyyppisiä kantolaitteita. Tiivistelmä: Tiedotusvälineet. Yleiset ominaisuudet, luokittelu, periaatteet, koodaus- ja lukutiedot

Joustavat magneettilevyt (levykkeet). Levykeasema on pohjimmiltaan samanlainen kuin kiintolevy. Levykkeen pyörimisnopeus on noin 10 kertaa hitaampi ja päät koskettavat levyn pintaa. Pohjimmiltaan levykkeellä olevan tiedon rakenne, sekä fyysinen että looginen, on sama kuin kiintolevyllä. Loogisen rakenteen kannalta levykkeellä ei ole levyosiotaulukkoa.

Levykkeen toimintaperiaate. Levykeasemassa (levyke tai yksinkertaisesti levyke) on kaksi moottoria: toinen varmistaa asemaan asetetun levykkeen vakaan pyörimisnopeuden ja toinen liikuttaa luku- ja kirjoituspäitä. Ensimmäisen moottorin pyörimisnopeus riippuu levykkeen tyypistä ja vaihtelee välillä 300-360 rpm. Moottori päiden liikuttamiseen näissä käytöissä on aina stepper. Sen avulla päät liikkuvat säteellä levyn reunasta sen keskustaan diskreetin välein. Toisin kuin kiintolevyssä, tämän laitteen päät eivät "leiju" levykkeen pinnan yläpuolella, vaan koskettavat sitä.

Optinen (laser) levy. Ensimmäiset optiset laserlevyt ilmestyivät vuonna 1972 ja osoittivat loistavia kykyjä tallentaa tietoja. Niihin tallennetut tietomäärät mahdollistivat valtavien tietomäärien tallentamisen (kuten tietokannat, tietosanakirjat, video- ja äänidatakokoelmat). Näiden levyjen helppo vaihto mahdollisti kaikkien työhön tarvittavien materiaalien ”kuljettamisen mukanasi” missä tahansa tilavuudessa. Optisilla levyillä oli erittäin korkea luotettavuus ja kestävyys, mikä mahdollisti niiden käytön arkistointitietojen tallentamiseen.

Levyn toimintaperiaate. Aseman toimintaperiaate on samanlainen kuin perinteisten levykeasemien. Optisen levyn (CD-ROM) pinta liikkuu laserpään suhteen tasaisella lineaarisella nopeudella, ja kulmanopeus vaihtelee pään radiaalisen asennon mukaan. Lasersäde suunnataan radalle ja tarkennetaan kelan avulla. Säde tunkeutuu suojaavan muovikerroksen läpi ja osuu levyn pinnalla olevaan heijastavaan alumiinikerrokseen. Kun se osuu ulkonemaan, se heijastuu ilmaisimeen ja kulkee prisman läpi, joka taittaa sen valoherkälle diodille. Jos säde osuu reikään, se hajoaa ja vain pieni osa säteilystä heijastuu takaisin ja saavuttaa valoherkän diodin. Diodilla valopulssit muunnetaan sähköisiksi, kirkas säteily nollaksi ja heikko säteily ykkösiksi. Näin ollen asema näkee kuopat loogisina nolliksina ja sileän pinnan loogisina nollikoina

Kova magneettilevy (kovalevy). Kiintolevyasema tai kovalevy on yleisin suurikapasiteettinen tallennuslaite, jossa tiedonvälittäjinä ovat pyöreät alumiinilevyt, plotterit, joiden molemmat pinnat on päällystetty magneettikerroksella. Käytetään ohjelmatietojen ja tietojen pysyvään tallentamiseen.

Kiintolevyn toimintaperiaate. Plotterin pinnassa on vain 1,1 mikronia paksu magneettipinnoite sekä kerros voiteluainetta, joka suojaa päätä vaurioilta laskettaessa ja nostettaessa liikkeellä. Kun piirturi pyörii, sen päälle muodostuu ilmakerros, joka tarjoaa ilmatyynyn, jonka pää voi leijua 0,5 mikronin korkeudella levyn pinnan yläpuolella. Winchester-asemien kapasiteetti on erittäin suuri: sadoista megatavuista kymmeniin gigatavuihin. Nykyaikaisissa malleissa karan nopeus saavuttaa 7200 rpm, keskimääräinen tiedonhakuaika on 10 ms ja suurin tiedonsiirtonopeus jopa 40 MB/s. Toisin kuin levyke, kiintolevy pyörii jatkuvasti. Kiintolevy on kytketty prosessoriin kiintolevyohjaimen kautta. Kaikki nykyaikaiset asemat on varustettu sisäänrakennetulla välimuistilla (64 kt tai enemmän), mikä parantaa merkittävästi niiden suorituskykyä.

Hyödyt ja haitat. Kantajat.Edut.Haitat. Levyke Kompakti, edullinen hinta. Hidas tiedonvaihtonopeus, pieni määrä muistia, Levy kestävä, helppokäyttöinen. Tietoa ei ole suojattu riittävästi, hauras. Kiintolevy Muistin kapasiteetti on huomattavasti suurempi kuin joustavien; tiedonvaihdon nopeus on paljon suurempi. Ei-mobiili.

Tiedonvälittäjä (tiedon kantaja) – mikä tahansa aineellinen esine, jota henkilö käyttää tietojen tallentamiseen. Näitä voivat olla esimerkiksi kivi, puu, paperi, metalli, muovit, pii (ja muun tyyppiset puolijohteet), magnetoidulla kerroksella varustettu teippi (rullissa ja kaseteissa), valokuvamateriaali, erikoisominaisuuksilla varustettu muovi (esim. optiset levyt) ja jne., jne.

Tiedonvälittäjä voi olla mikä tahansa esine, josta on mahdollista lukea (lukea) sen sisältämä tieto.

Tallennusvälineitä käytetään:

kirjaa;
varastointi;
lukeminen;
tiedon siirto (jakelu).

Usein itse tallennusväline sijoitetaan suojakuoreen, mikä lisää sen turvallisuutta ja vastaavasti tiedon tallennuksen luotettavuutta (esim. paperiarkit asetetaan kanteen, muistisiru asetetaan muoviin (älykortti), magneettinen teippi asetetaan koteloon jne.) .

Elektronisiin tietovälineisiin kuuluvat välineet yksittäiseen tai useampaan (yleensä digitaaliseen) tallennukseen sähköisesti:

optiset levyt (CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray Disc);
puolijohde (flash-muisti, levykkeet jne.);
CD-levyt (CD – Compact Disk, CD), joille voidaan tallentaa jopa 700 Mt tietoa;
DVD-levyt (DVD - Digital Versatile Disk, digitaalinen yleislevy), joilla on huomattavasti suurempi tietokapasiteetti (4,7 Gt), koska niissä olevat optiset raidat ovat ohuempia ja sijoittuneet tiheämmin;
HR DVD- ja Blu-ray-levyt, joiden informaatiokapasiteetti on 3–5 kertaa suurempi kuin DVD-levyjen informaatiokapasiteetti sinisen laserin käytön ansiosta, jonka aallonpituus on 405 nanometriä.

Sähköisellä medialla on merkittäviä etuja paperimediaan (paperiarkit, sanomalehdet, aikakauslehdet) verrattuna:

tallennetun tiedon määrän (koon) mukaan;
varastoinnin yksikkökustannusten mukaan;
ajantasaisten (lyhytaikaiseen varastointiin tarkoitettujen) tietojen toimittamisen tehokkuudesta ja tehokkuudesta;
tietojen antaminen kuluttajalle sopivassa muodossa aina kun mahdollista (muotoilu, lajittelu).

On myös haittoja:

lukulaitteiden hauraus;
paino (massa) (joissakin tapauksissa);
riippuvuus virtalähteistä;
lukijan/kirjoittimen tarve jokaista mediatyyppiä ja -muotoa varten.

Kiintolevyasema tai HDD (hard (magneettinen) levyasema, HDD, HMDD), kiintolevy on tallennuslaite (tietojen tallennuslaite), joka perustuu magneettisen tallennuksen periaatteeseen. Se on tärkein tietojen tallennuslaite useimmissa tietokoneissa.

Toisin kuin "levykkeellä" (levyke), kiintolevyaseman tiedot tallennetaan jäykille levyille, jotka on päällystetty kerroksella ferromagneettista materiaalia - magneettilevyjä. HDD käyttää yhtä tai useampaa levyä yhdellä akselilla. Käyttötilassa lukupäät eivät kosketa levyjen pintaa nopean pyörimisen aikana pinnan lähelle muodostuvan sisääntulevan ilmavirran kerroksen vuoksi. Pään ja levyn välinen etäisyys on useita nanometrejä (nykyaikaisissa levyissä noin 10 nm), ja mekaanisen kosketuksen puuttuminen varmistaa laitteen pitkän käyttöiän. Kun levyt eivät pyöri, päät sijaitsevat karassa tai levyn ulkopuolella turvallisella ("pysäköinti") alueella, jossa niiden epänormaali kosketus levyjen pintaan on suljettu pois.

Myös, toisin kuin levykkeellä, tallennusväline on yleensä yhdistetty tallennuslaitteeseen, asemaan ja elektroniikkayksikköön. Tällaisia kiintolevyjä käytetään usein ei-irrotettavina tallennusvälineinä.

Optiset (laser)levyt ovat tällä hetkellä suosituin tallennusväline. Ne käyttävät optista periaatetta tietojen tallentamiseen ja lukemiseen lasersäteen avulla.

DVD-levyt voivat olla kaksikerroksisia (8,5 Gt:n kapasiteetti), ja molemmilla kerroksilla on heijastava pinta, joka kuljettaa tietoa. Lisäksi DVD-levyjen tietokapasiteettia voidaan kaksinkertaistaa (jopa 17 Gt), koska tietoa voidaan tallentaa kahdelle puolelle.

Optiset levyasemat on jaettu kolmeen tyyppiin:

ilman kirjoituskykyä - CD-ROM ja DVD-ROM (ROM - Vain lukumuisti, vain lukumuisti). CD-ROM- ja DVD-ROM-levyt tallentavat tietoja, jotka on kirjoitettu niille valmistusprosessin aikana. Heille on mahdotonta kirjoittaa uutta tietoa;
kirjoittamalla kerran ja lukemalla monta kertaa – CD-R ja DVD±R (R – tallentava, kirjoitettava). CD-R- ja DVD±R-levyille voidaan kirjoittaa tietoja, mutta vain kerran;
uudelleenkirjoitettava – CD-RW ja DVD±RW (RW – Uudelleenkirjoitettava, uudelleenkirjoitettava). CD-RW- ja DVD±RW-levyille tietoja voidaan kirjoittaa ja poistaa useita kertoja.

Optisten asemien tärkeimmät ominaisuudet:

levykapasiteetti (CD - jopa 700 MB, DVD - jopa 17 Gt)
tiedonsiirtonopeus medialta RAM-muistiin - mitattuna nopeuden 150 KB/s murto-osissa CD-asemille;
pääsyaika – aika, joka tarvitaan tiedon etsimiseen levyltä, mitattuna millisekunteina (CD 80–400 ms).

Tällä hetkellä 52-nopeuksisia CD-asemia käytetään laajalti - jopa 7,8 MB/s. CD-RW-levyt kirjoitetaan pienemmällä nopeudella (esimerkiksi 32x). Siksi CD-asemat on merkitty kolmella numerolla "lukunopeus x CD-R-kirjoitusnopeus x CD-RW-kirjoitusnopeus" (esimerkiksi "52x52x32").
DVD-asemat on myös merkitty kolmella numerolla (esimerkiksi "16x8x6").

Jos säilytyssääntöjä noudatetaan (säilytetään koteloissa pystyasennossa) ja käytetään (ilman naarmuja tai likaa), optiset tietovälineet voivat säilyttää tiedot vuosikymmeniä.

Flash-muistilla tarkoitetaan sähköisesti uudelleen ohjelmoitavaa muistia (EEPROM) olevia puolijohteita. Teknisten ratkaisujen, alhaisten kustannusten, suuren volyymin, alhaisen virrankulutuksen, suuren nopeuden, kompaktin ja mekaanisen lujuuden ansiosta flash-muisti on sisäänrakennettu digitaalisiin kannettaviin laitteisiin ja tallennusvälineisiin. Tämän laitteen tärkein etu on, että se on haihtumaton eikä vaadi sähköä tietojen tallentamiseen. Kaikki flash-muistiin tallennetut tiedot voidaan lukea äärettömän monta kertaa, mutta täydellisten kirjoitusjaksojen määrä on valitettavasti rajoitettu.

Flash-muistilla on etunsa ennen muita tallennuslaitteita (kiintolevyt ja optiset asemat), sekä sen puutteet, joihin voit tutustua alla olevasta taulukosta.

Ajotyyppi	Edut	Vikoja
HDD	Suuri määrä tallennettua tietoa. Suuri nopeus. Edullinen tallennustila (per 1 Mt)	Suuret mitat. Herkkyys tärinälle. Melu. Lämmön hajoaminen
Optinen levy	Kuljetuksen helppous. Edullinen tiedon säilytys. Mahdollisuus replikoida	Pieni volyymi. Tarvitset lukijan. Toimintarajoitukset (luku, kirjoittaminen). Alhainen käyttönopeus. Herkkyys tärinälle. Melu
Flash-muisti	Nopea tiedonsiirto. Taloudellinen energiankulutus. Tärinänkestävyys. Helppo liittää tietokoneeseen. Kompaktit mitat	Rajoitettu määrä kirjoitusjaksoja

, muovi, jolla on erikoisominaisuudet (esimerkiksi optisissa levyissä) ja muut.

Tiedonvälittäjä voi olla mikä tahansa esine, josta on mahdollista (saatavana) lukea (lukea) sillä olevaa tietoa (tulostettua, tallennettua).

Tieteen (kirjastot), tekniikan (esimerkiksi viestintätarpeisiin), julkisen elämän (media) ja jokapäiväisen elämän tiedonvälittäjiä käytetään:

kirjaa;
varastointi;
lukeminen;
siirto (jakelu);
tietokonetaideteosten luominen.

Usein itse tietoväline sijoitetaan suojakuoreen, mikä lisää sen turvallisuutta ja vastaavasti tiedon tallennuksen luotettavuutta (esimerkiksi: paperiarkit asetetaan kanteen, muistisiru asetetaan muoviin (älykortti), magneettinauha asetetaan koteloon jne.).

Tietosanakirja YouTube

1 / 5

✪ Video #4. Ensisijainen tallennusväline (HDD ja SSD)

✪ Tallennusvälineet | Tietojenkäsittelytiede 5. luokka #8 | Infotunti

✪ KASTEEN VÄRINNÄT. RAKENNEVESI. TIETOJEN KÄYTTÄJÄ. PALAUTA KASTETTA VARTEN

✪ ajatus tiedon välittäjänä. Jooga ja kuolemattomuus

✪ Alena Dmitrieva. Lymfa tiedon ja energian kuljettajana. Kuinka lisätä kehon energiaa?

Tekstitykset

Kiintolevy on ulkoinen tallennusväline, ja minun näkökulmastani sillä on käyttäjän kannalta tärkein tehtävä. Tosiasia on, että se sisältää käyttöjärjestelmän, sovellusohjelmat ja käyttäjätiedostot, eli kaiken, minkä avulla voit käyttää tietokonetta aiottuun tarkoitukseen. Kiintolevyn toiminnan olemuksen ymmärtäminen antaa sinun määrittää pätevästi tiedon tallennusalueet sekä diagnosoida itsenäisesti ongelmat, jotka liittyvät melko usein tähän tiettyyn laitteeseen. Nimi "kovalevy" (Hard Disk Drive) on liitetty tähän laitteeseen pitkään ja se liittyy siihen, että kiintolevyn edeltäjät olivat levykkeet, joita kutsuttiin levykkeiksi. Kukaan ei enää käytä levykkeitä, mutta nimi "kovalevy" pysyy samana. Nyt en mene yksityiskohtiin kiintolevyn suunnittelusta, koska minulla on koko lyhyt videokurssi, joka on omistettu tälle ongelmalle. Haluan vain sanoa, että kiintolevy on tietokoneen ainoa mekaaninen laite, ja juuri tämä tosiasia asettaa useita rajoituksia. Perusrajoituksena on tiedon luku- ja kirjoitusnopeus. Windows 7:ssä on ns. suorituskykyindeksi, joka arvioi tietokoneen eri alijärjestelmiä pisteinä ja näyttää niiden vaikutuksen yleiseen suorituskykyyn. Muuten, Windowsin suorituskykyindeksi ei vastannut käyttöjärjestelmän kehittäjien odotuksia, ja siinä on melko vaikea navigoida ohjelmistoa valittaessa, ja tämä on juuri se tehtävä, joka sille alun perin määrättiin. Windows 8.1:stä alkaen kehittäjät ovat poistaneet suorituskykyindeksin, tai pikemminkin sitä ei ole graafisessa käyttöliittymässä, vaikka voit silti suorittaa testin komennoilla. Kerron tästä tarkemmin hieman myöhemmin. Joten kiintolevyllä on heikoimpana lenkkinä suurin vaikutus yleiseen suorituskyvyn arviointiin. Kuten jo sanoin, syy on melko yksinkertainen - kiintolevyn sähkömekaaninen rakenne pystyy tarjoamaan tietojen luku- ja kirjoitusnopeuksia vain rajoitetulla tasolla. Luku-kirjoitusnopeus riippuu suoraan magneettirummun pyörimisnopeudesta, ja kuten ymmärrät, tämä nopeus on rajoitettu. Yleensä se on 7200 rpm, mutta on levyjä, joiden pyörimisnopeus on 10 000 ja 15 000 rpm. Tällaiset kiintolevyt ovat paljon kalliimpia ja niiden käyttö kotitietokoneissa on epäkäytännöllistä. Kymmenen vuotta sitten kovalevyjen tiedonsiirtonopeus oli varsin riittävä, mutta nyt muiden tietokonejärjestelmien suorituskyky on kasvanut merkittävästi ja kovalevystä on tullut heikoin lenkki. Joten useista ilmeisistä puutteista huolimatta kiintolevy on edelleen yleisin tallennusväline nykyään. Sillä on kuitenkin ollut jo jonkin aikaa kilpailija - solid-state drive (SSD - solid-state drive), joka on karkeasti sanottuna iso muistitikku. SSD-levyllä ei ole esimerkiksi kiintolevyn haittoja, se on ehdottoman äänetön, koska se ei sisällä mekaanisia osia, ja tietysti se tarjoaa useita kertoja kiintolevyjen nopeutta suuremmat tiedonsiirtonopeudet. Mutta silti uskon, että kiintolevy pysyy johtoasemassa jonkin aikaa johtuen sen kustannusten ja tallennetun tiedon optimaalisesta suhteesta. Solid-state-asemat ovat edelleen melko kalliita, eikä kaikilla ole niihin varaa, vaikka voit parantaa merkittävästi tietokoneesi suorituskykyä melko edullisesti, ja puhumme tästä varmasti myöhemmin. Tärkein asia, joka sinun on nyt ymmärrettävä, on, että käyttöjärjestelmän ja tietokoneeseen asennettujen ohjelmien toiminta ei riipu millään tavalla tallennusvälineen toimintaperiaatteista. Eli sillä ei ole väliä, käytätkö kiintolevyä vai SSD-levyä. Jos olet kiinnostunut kiintolevyn suunnittelusta, kiinnitä huomiota videokurssiani "Kiintolevyt: ongelmat ja ratkaisut". Siinä analysoin yksityiskohtaisesti sekä kiintolevyn rakennetta että näille tallennusvälineille tyypillisimpiä ongelmia. Suosittelen kuitenkin tämän kurssin opiskelua tämän suorituksen jälkeen... No, nyt en halua keskittyä tallennusvälineen fyysiseen rakenteeseen, vaan ohjelmistokomponenttiin eli siihen, miten käyttöjärjestelmä näkee tallennusvälineen . Tämä kohta on erittäin tärkeä, koska se liittyy suoraan käyttöjärjestelmän asennukseen tietokoneeseen ja koskee myös käyttäjätietojen tallentamisen järjestämistä tietokoneeseen. Ja puhumme siitä seuraavassa videossa.

Medialuokitus

kertakäyttöön;
useita äänityksiä varten.

pitkäaikaiseen varastointiin (kantoaaltotoiminnon lopettaminen johtuu satunnaisista olosuhteista);
lyhytaikaiseen varastointiin (toiminnan lakkaaminen johtuu luonnollisista prosesseista, jotka johtavat väliaineen väistämättömään hajoamiseen).

Yleensä rajat näiden mediatyyppien välillä ovat melko epämääräisiä ja voivat vaihdella tilanteen ja ulkoisten olosuhteiden mukaan.

Perusmateriaalit

Kantomateriaalin rakenteen muuttamiseksi käytetään erilaisia vaikutuksia:

mekaaninen (veisto, poraus, ompelu);
lämpö (poltto, paistaminen [ ]);
sähköiset (sähkösignaalit);
kemikaalit (maalaus, etsaus jne.);

ja muut.

Elektroninen media

Sähköiset tiedotusvälineet sisältävät mediat yksittäiseen tai useampaan tallennukseen (yleensä digitaalinen) sähköisesti:

optinen (CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray-levy);
puolijohde (flash-muisti, levykkeet jne.).

Sähköisellä medialla on merkittäviä etuja paperimediaan (arkit, sanomalehdet, aikakauslehdet) verrattuna:

tallennetun tiedon määrän (koon) mukaan;
varastoinnin yksikkökustannusten mukaan;
ajantasaisten (lyhytaikaiseen varastointiin tarkoitettujen) tietojen toimittamisen tehokkuudesta ja tehokkuudesta;
tietojen antaminen kuluttajalle sopivassa muodossa aina kun mahdollista (muotoilu, lajittelu).

Tallennuslaitteet

Tallennuslaite koostuu seuraavista elementeistä:

tietoväline;
tallennuslaite- mekanismit, jotka tallentavat tietoa välineelle;
lukija (lukija) - mekanismit, jotka lukevat tietoa mediasta.

Tietojen tallennus- tiedontallennuslaite, joka pystyy lisäämään tulevaa tietoa olemassa olevaan tietoon.

Nämä laitteet voivat perustua useisiin fyysisiin periaatteisiin.

Jos tallennusvälinettä ei käytetä laajasti, se on suojattava ulkoisilta vaikutuksilta tai vaatii monimutkaista konfigurointia, se voidaan toimittaa kuluttajalle luku-/kirjoituslaitteen kanssa (esim. musiikkirasia, komentolaite (sähkömekaaninen ohjelmoija). ) pesukoneesta).

Tarina

Tarve vaihtaa tietoa, säilyttää kirjallisia todisteita omasta elämästä jne. on aina ollut ihmisillä. Ihmiskunnan historian aikana on kokeiltu monia tiedonvälittäjiä. Koska välineellä on useita parametreja, tietovälineen kehitys määräytyi sen mukaan, mitä vaatimuksia sille asetettiin.

Muinaiset ajat

Tämän välineen haittana oli, että ajan myötä se tummui ja hajosi. Lisähaittana oli se, että egyptiläiset asettivat papyruksen vientikiellon ulkomaille.

Aasia

Tallennusvälineiden (savi, papyrus, vaha) haitat stimuloivat uusien välineiden etsintää. Tällä kertaa periaate "kaikki uusi on hyvin unohdettua vanhaa" toimi: c). Pergamenttikirjat - palimpsestit(kreikasta παλίμψηστον - käsikirjoitus, joka on kirjoitettu pergamentille pestyllä tai kaavitulla tekstillä).

Kuten muissakin maissa, Kaakkois-Aasiassa on kokeiltu monia erilaisia tapoja tallentaa ja tallentaa tietoja:

Edellisten lentoyhtiöiden puutteiden vuoksi Kiinan keisari Liu Zhao määräsi löydettäväksi kelvollisen korvaajan ja yhden virkamiehistä (Tsai Lun) vuonna 105 jKr. e. kehitti menetelmän paperin valmistamiseksi (joka ei ole juurikaan muuttunut tähän päivään mennessä) puukuiduista, oljesta, ruohosta, sammalta, rievuista, rouvista, kasvijätteistä jne. Jotkut historioitsijat väittävät, että Tsai Lun oppi paperin valmistusprosessin paperista ampiainen (rakentaa pesän tahmealla syljellä pureskeluista ja kostutetuista puukuiduista) τετράς käännetty kreikasta - neljä).

Vahakirjoitukset ovat kuitenkin lyhytikäisiä, ja arkiston säilytysongelma oli erittäin kiireellinen.

Sähköiset tallennusvälineet

Tietojen tallennustekniikka magneettisille tietovälineille ilmestyi suhteellisen äskettäin - noin 1900-luvun puolivälissä (40-50-luvut). Mutta useita vuosikymmeniä myöhemmin - 60- ja 70-luvuilla - tämä tekniikka levisi erittäin laajalle kaikkialla maailmassa.

Magneettinauha koostuu tiheästä materiaalista, jolle ruiskutetaan kerros ferromagneettista materiaalia. Tällä kerroksella tiedot "muistetaan". Tallennusprosessi on myös samanlainen kuin vinyylilevyille tallentaminen - käyttämällä magneettista induktiokelaa erityislaitteen sijasta päähän syötetään virta, joka ohjaa magneettia. Äänen tallennus filmille tapahtuu sähkömagneetin vaikutuksesta filmiin. Magneetin magneettikenttä muuttuu ajassa äänivärähtelyjen myötä, ja tämän ansiosta pienet magneettiset hiukkaset (domeenit) alkavat muuttaa sijaintiaan kalvon pinnalla tietyssä järjestyksessä riippuen magneettikentän vaikutuksesta niihin. sähkömagneetin luoma. Ja tallennetta toistettaessa havaitaan käänteinen tallennusprosessi: magnetoitu nauha herättää magneettipäässä sähköisiä signaaleja, jotka vahvistuksen jälkeen menevät edelleen kaiuttimeen.

Kompakti kasetti (äänikasetti tai yksinkertaisesti kasetti) on 1900-luvun jälkipuoliskolla magneettinauhalla oleva tiedonsiirtoväline, joka oli yleinen äänen tallennusväline. Käytetään digitaalisten ja äänitietojen tallentamiseen. Philips esitteli kompaktin kasetin ensimmäisen kerran vuonna 1964. Suhteellisen halvuutensa vuoksi kompakti kasetti oli pitkään (1970-luvun alusta 1990-luvulle) suosituin äänitysväline, mutta 1990-luvulta lähtien

korvattiin CD-levyillä.

Nykyään maailmassa on monia erilaisia magneettisia tietovälineitä: tietokoneiden levykkeet, ääni- ja videokasetit, kelasta kelaan nauhat jne. Mutta vähitellen löydetään uusia fysiikan lakeja ja niiden myötä uusia mahdollisuuksia tiedon tallentamiseen. Vain pari vuosikymmentä sitten ilmestyi monia tiedonvälittäjiä, jotka perustuivat uuteen tekniikkaan - tietojen lukemiseen linssien ja lasersäteen avulla.

Dokumentoidun tiedon materiaalikantajat kehitetään yleensä jatkuvan etsinnän polkua korkean kestävyyden, suuren tietokapasiteetin ja välineen minimaalisten fyysisten mittojen kanssa. 1980-luvulta lähtien optiset (laser)levyt ovat yleistyneet yhä enemmän. Nämä ovat muovi- tai alumiinilevyjä, jotka on suunniteltu tallentamaan ja toistamaan tietoa lasersäteen avulla.

Sovellustekniikan perusteella optiset, magneto-optiset ja digitaaliset CD-levyt jaetaan kolmeen pääluokkaan:

1. Levyt, jotka mahdollistavat signaalien yksittäisen tallennuksen ja toistuvan toiston ilman mahdollisuutta poistaa niitä (CD-R; CD-WORM - Write-Once, Read-Mony - tallennettu kerran, laskettu monta kertaa). Niitä käytetään sähköisissä arkistoissa ja tietopankeissa, ulkoisissa tietokoneiden tallennuslaitteissa.

2. Käännettävät optiset levyt, joilla voit toistuvasti tallentaa, toistaa ja poistaa signaaleja (CD-RW, CD-E). Nämä ovat monipuolisimpia levyjä, jotka pystyvät korvaamaan magneettisen median lähes kaikissa sovelluksissa.

3. Digitaaliset yleisvideolevyt DVD (Digital Versatile Disk), kuten DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R suurella kapasiteetilla (jopa 17 Gt).

Optisten levyjen nimi määräytyy tietojen tallennus- ja lukumenetelmän mukaan. Raidan tiedot luodaan voimakkaalla lasersäteellä, joka polttaa levyn peilipinnalle syvennyksiä ja on vuorottelu syvennyksiä ja heijastavia alueita. Tietoa luettaessa peilisaarekkeet heijastavat lasersäteen valoa ja ne havaitaan yhdeksi (1), painaumat eivät heijasta sädettä ja vastaavasti ne nähdään nollana (0). Tämä periaate mahdollistaa suuren tiedontallennustiheyden ja siten suuren kapasiteetin minimaalisilla mitoilla. CD on ihanteellinen tapa tallentaa tietoja - se on naurettavan halpa, käytännössä ei ole alttiina ympäristövaikutuksille, sille tallennettuja tietoja ei vääristetä tai poisteta ennen kuin levy on fyysisesti tuhottu, ja sen kapasiteetti on 700 Mt.

Magneto-optinen levy on tietoväline, joka yhdistää optisten ja magneettisten tallennuslaitteiden ominaisuudet. Levy on valmistettu ferromagneeteista. Magneto-optisilla levyillä on kaikista eduistaan huolimatta vakavia haittoja: suhteellisen alhainen kirjoitusnopeus, joka johtuu tarpeesta poistaa levyn sisältö ennen kirjoittamista ja kirjoittamisen jälkeen - lukutesti; korkea energiankulutus - pinnan lämmittämiseen tarvitaan merkittävän tehon lasereita ja siksi korkea energiankulutus. Tämä vaikeuttaa MO-poltinasemien käyttöä mobiililaitteissa.

DVD (Digital Versatile Disc - digitaalinen monikäyttöinen levy) on levyn muotoinen tietoväline, joka muistuttaa ulkonäöltään CD-levyä, mutta jolla on kyky tallentaa suurempi määrä tietoa lyhyemmän aallonpituuden laserin käytön ansiosta. , kuin tavallisilla CD-levyillä. Ensimmäiset levyt ja DVD-soittimet ilmestyivät marraskuussa 1996 Japanissa ja maaliskuussa 1997 Yhdysvalloissa. Ne oli tarkoitettu videokuvien tallentamiseen ja tallentamiseen. On mielenkiintoista, että ensimmäiset 3,95 Gt:n DVD-levyt maksoivat tuolloin 50 dollaria kappaleelta. Tällä hetkellä tällaisia levyjä on kuusi lajiketta, joiden kapasiteetti on 4,7 - 17,1 Gt. Niitä käytetään tallentamaan ja tallentamaan mitä tahansa tietoa: videota, ääntä, dataa.

Tiedon kanssa työskentely meidän aikanamme on mahdotonta ajatella ilman tietokonetta, koska se luotiin alun perin tietojenkäsittelyvälineeksi ja vasta nyt se alkoi suorittaa monia muita toimintoja: tietojen tallennus, muuntaminen, luominen ja vaihto. Mutta ennen kuin se sai tutun muotonsa, tietokone kävi kolme kierrosta.

Ensimmäinen tietokonevallankumous on päättynyt

50-luku; sen olemus voidaan kuvata kahdella sanalla: tietokoneet ilmestyivät.

Ne keksittiin peräti kymmenen vuotta aikaisemmin, mutta siihen aikaan sarjakoneita alettiin tuottaa tutkijoille ja uteliaisuus kaikille muille. Puolitoista vuosikymmentä myöhemmin millään suurella organisaatiolla ei ollut varaa tulla toimeen ilman tietokonekeskusta. Jos puhuit tuolloin tietokoneesta, kuvittelet heti tietokonehuoneita täynnä hyllyjä, joissa valkotakkeiset ihmiset ajattelivat kiihkeästi. Ja sitten tapahtui toinen vallankumous. Melkein samanaikaisesti useat yritykset havaitsivat, että tekniikan kehitys oli saavuttanut tason, jossa tietokoneen ympärille ei ollut tarpeen rakentaa tietokonekeskusta ja itse tietokoneesta oli tullut pieni. Nämä olivat ensimmäiset minitietokoneet. Mutta kului vielä kymmenen vuotta, ja kolmas vallankumous saapui - 70-luvun lopulla henkilökohtaiset tietokoneet ilmestyivät. Lyhyessä ajassa pöytälaskimesta täysimittaiseksi pieneksi koneeksi siirryttyään PC:t ottivat paikkansa yksittäisten käyttäjien työpöydällä.

Juuri sillä hetkellä, kun ensimmäinen tietokone käsitteli muutaman tavun dataa ensimmäistä kertaa, heräsi heti kysymys: mihin ja miten saadut tulokset tallennetaan? Kuinka tallentaa laskentatuloksia, tekstiä ja grafiikkaa, mielivaltaisia tietojoukkoja?

Ensinnäkin pitää olla laite, jolla tietokone tallentaa tietoja, sitten tarvitaan tallennusväline, jolla se voidaan siirtää paikasta toiseen, ja myös toisen tietokoneen on luettava nämä tiedot helposti. Katsotaanpa joitain näistä laitteista.

1. Rei'itetty kortinlukija: suunniteltu ohjelmien ja tietokokonaisuuksien tallentamiseen reikäkorteilla - pahvikorteilla, joissa on reiät tietyssä järjestyksessä. Reikäkortit keksittiin kauan ennen tietokoneen tuloa, ja niiden avulla valmistettiin erittäin monimutkaisia ja kauniita kankaita, koska ne kontrolloivat mekanismin toimintaa. Vaihda reikäkorttisarja ja kangaskuvio on täysin erilainen - se riippuu kortin reikien sijainnista. Tietokoneiden suhteen käytettiin samaa periaatetta, vain kankaan kuvion sijaan annettiin tietokoneelle komennot tai tietojoukkoja reikiä. Tällä tiedon tallennusmenetelmällä ei ole vailla haittoja: - erittäin alhainen tiedonsaantinopeus; - suuri määrä reikäkortteja pienen tiedon tallentamiseen; - tietojen tallennuksen alhainen luotettavuus; - lisäksi lävistäjästä lensi jatkuvasti pieniä pahvirenkaita, jotka putosivat käsiin, taskuihin, takertuivat hiuksiin ja siivoojat olivat hirveän onnettomia. Ihmisiä ei pakotettu käyttämään reikäkortteja, ei siksi, että he olisivat erityisesti pitäneet tästä menetelmästä, tai siksi, että sillä oli joitain kiistattomia etuja, ei, sillä ei ollut lainkaan etuja, vaan siihen aikaan ei ollut mitään muuta, ei ollut mitään mistä valita, Minun piti päästä ulos.

2. Magneettinauha-asema (streameri): perustuu nauhatyyppisen laitteen ja magneettikalvolla varustettujen kasettien käyttöön. Tämä tiedon tallennusmenetelmä on ollut tunnettu jo pitkään ja sitä käytetään menestyksekkäästi nykyään. Tämä selittyy sillä, että pienelle kasetille mahtuu melko paljon tietoa, tietoa voidaan säilyttää pitkään ja pääsynopeus on paljon suurempi kuin reikäkortinlukijalla. Toisaalta streamer soveltuu vain keräämään, tallentamaan suuria tietomääriä ja varmuuskopioimaan tietoja. Tietoa on lähes mahdotonta käsitellä streamerillä: streamer on peräkkäinen tiedonsiirtolaite: saadaksesi viidennen tiedoston meidän täytyy selata neljää. Entä jos tarvitset 7529:n?

3. Levykemagneettinen levyasema (FMD - levyasema). Tämä laite käyttää tallennusvälineenä joustavia magneettilevyjä - levykkeitä, jotka voivat olla 5 tai 3 tuumaa. Levyke on levyn tapaan magneettilevy, joka on sijoitettu pahvikuoreen. Levykkeen koosta riippuen sen kapasiteetti tavuina vaihtelee. Jos tavalliselle 5"25" levykkeelle mahtuu jopa 720 kt tietoa, niin 3"5" levykkeelle mahtuu 1,44 megatavua. Levykkeet ovat yleiskäyttöisiä, soveltuvat kaikille saman luokan tietokoneille, joissa on levyasema, ja niitä voidaan käyttää tiedon tallentamiseen, keräämiseen, jakeluun ja käsittelyyn. Asema on rinnakkaiskäyttölaite, joten kaikki tiedostot ovat yhtä helposti käytettävissä. Haittoja ovat pieni kapasiteetti, mikä tekee suurten tietomäärien pitkäaikaisen tallentamisen lähes mahdottomaksi, sekä itse levykkeiden ei kovin korkea luotettavuus.

4. Kiintolevyasema (HDD - kovalevy): on looginen jatko magneettisen tiedontallennustekniikan kehitykselle. Niillä on erittäin tärkeitä etuja: - erittäin suuri kapasiteetti; - käytön yksinkertaisuus ja luotettavuus; - mahdollisuus käyttää tuhansia tiedostoja samanaikaisesti; - nopea tiedonsiirto.

5. CD- ja DVD-levyt, jotka olemme jo tarkistaneet.

Mutta koska tiedonkulku vain lisääntyy, on tarpeen kehittää yhä enemmän uusia keinoja ja laitteita sen luomiseen, käsittelyyn, tallentamiseen ja siirtoon.

Olemme jo käsitelleet edellä tietojen tallentamista CD- ja DVD-levyille. Kätevyydestään huolimatta niiden korvaaminen on jo alkamassa, koska on tarpeen käyttää mahdollisimman paljon tietoa. Tulevina vuosina flash-muisti tulee olemaan valtava kilpailija kiintolevyille henkilökohtaisissa tietokoneissa, kuten tietokoneissa.

6. Flash-muisti on eräänlainen puolijohdepuolijohdehaihtumaton uudelleenkirjoitettava muisti.

Pienen koon, alhaisten kustannusten ja alhaisen virrankulutuksensa ansiosta flash-muistia käytetään jo laajalti kannettavissa laitteissa, jotka toimivat akuilla ja ladattavilla akuilla - digikameroissa ja -videokameroissa, digitaalisissa äänitallenteissa, MP3-soittimissa, PDA-laitteissa, matkapuhelimissa ja älypuhelimissa. Lisäksi sitä käytetään sulautettujen ohjelmistojen tallentamiseen erilaisiin oheislaitteisiin (reitittimet, PBX:t, kommunikaattorit, tulostimet, skannerit). Se ei sisällä liikkuvia osia, joten toisin kuin kiintolevyt, se on luotettavampi ja kompaktimpi.

Flash-muistin tärkein heikko kohta on uudelleenkirjoitusjaksojen määrä. Se voidaan lukea niin monta kertaa kuin halutaan, mutta se voidaan kirjoittaa sellaiseen muistiin vain rajoitetun määrän kertoja (yleensä noin 10 tuhatta kertaa). Huolimatta siitä, että tällainen rajoitus on olemassa, 10 tuhatta uudelleenkirjoitusjaksoa on paljon enemmän kuin levyke tai CD kestää. Flash-muisti tunnetaan parhaiten USB-muistitikuista. Suuren nopeuden, kapasiteetin ja kompaktin kokonsa ansiosta USB-muistitikut ovat jo syrjäyttämässä CD-levyjä markkinoilta.

Johdanto……………………………………………………………………………………………3

Tallennusvälineet…………………………………………………………………4

Tietojen koodaus ja lukeminen..………………………………………9

Kehitysnäkymät……………………………………………………………….15

Johtopäätös…………………………………………………………………………………….18

Kirjallisuus……………………………………………………………………………………19

Johdanto

Vuonna 1945 amerikkalainen tiedemies John von Neumann (1903-1957) keksi ajatuksen ulkoisten tallennuslaitteiden käyttämisestä ohjelmien ja tietojen tallentamiseen. Neumann kehitti kaavion tietokoneesta. Kaikki nykyaikaiset tietokoneet noudattavat Neumannin kaavaa.

Ulkoinen muisti on suunniteltu ohjelmien ja tietojen pitkäaikaiseen tallentamiseen. Ulkoiset muistilaitteet (asemat) ovat haihtumattomia, virran katkaiseminen ei johda tietojen katoamiseen. Ne voidaan rakentaa järjestelmäyksikköön tai tehdä itsenäisiksi yksiköiksi, jotka on liitetty järjestelmäyksikköön sen porttien kautta. Tallennus- ja lukumenetelmän perusteella asemat jaetaan mediatyypistä riippuen magneettisiin, optisiin ja magneto-optisiin.

Tiedon koodaus on prosessi, jossa muodostetaan tiedosta erityinen esitys. Tietokone pystyy käsittelemään vain numeerisessa muodossa esitettyä tietoa. Kaikki muu tieto (esim. äänet, kuvat, instrumenttien lukemat jne.) on muutettava numeeriseen muotoon tietokoneella käsiteltäväksi. Yleensä kaikki tietokoneen luvut esitetään nollien ja ykkösten avulla (ei kymmentä numeroa, kuten ihmisille tavallista). Toisin sanoen tietokoneet toimivat yleensä binäärilukujärjestelmässä, koska tämä yksinkertaistaa niitä huomattavasti.

Tiivistelmän aikana tarkastellaan tärkeimpiä tiedonvälittäjiä, tiedon koodausta ja lukemista sekä kehitysnäkymiä.

Tiedonvälittäjät

Historiallisesti ensimmäiset tallennusvälineet olivat rei'iteippiä ja reikäkorttien syöttö-/tulostuslaitteita. Niiden jälkeen tulivat ulkoiset tallennuslaitteet magneettinauhojen, irrotettavien ja pysyvien magneettilevyjen ja magneettirumpujen muodossa.

Magneettinauhat varastoidaan ja niitä käytetään kelattuina. Keloja oli kahta tyyppiä: syöttö ja vastaanotto. Nauhat toimitetaan käyttäjille syöttökeloilla, eivätkä ne vaadi ylimääräistä takaisinkelausta, kun ne asennetaan asemiin. Nauha kelataan kelalle työkerros sisäänpäin. Magneettinauhat luokitellaan epäsuoran pääsyn tallennuslaitteiksi. Tämä tarkoittaa, että minkä tahansa tietueen hakuaika riippuu sen sijainnista medialla, koska fyysisellä tietueella ei ole omaa osoitetta ja sen katselemiseksi sinun on katsottava aiempia. Suorakäyttöisiä tallennuslaitteita ovat magneettilevyt ja magneettirummut. Niiden pääominaisuus on, että minkään tietueen hakuaika ei riipu sen sijainnista mediassa. Jokaisella tietovälineen fyysisellä tietueella on osoite, joka mahdollistaa suoran pääsyn siihen, ohittaen muut tietueet. Seuraava tallennuslaitetyyppi oli irrotettavien magneettilevyjen paketit, jotka koostuivat kuudesta alumiinilevystä. Koko paketin kapasiteetti oli 7,25 MB.

Katsotaanpa tarkemmin nykyaikaisia tallennusvälineitä.

1. Levykemagneettinen levyasema (FMD – levyasema).

Tämä laite käyttää tallennusvälineenä joustavia magneettilevyjä - levykkeitä, jotka voivat olla 5 tai 3 tuumaa. Levyke on magneettilevy, kuten tietue, joka on asetettu "kuoreen". Levykkeen koosta riippuen sen kapasiteetti tavuina vaihtelee. Jos tavalliselle 5'25" levykkeelle mahtuu jopa 720 kt tietoa, niin 3'5" levykkeelle mahtuu 1,44 megatavua. Levykkeet ovat yleiskäyttöisiä, soveltuvat kaikille saman luokan tietokoneille, joissa on levyasema, ja niitä voidaan käyttää tiedon tallentamiseen, keräämiseen, jakeluun ja käsittelyyn. Asema on rinnakkaiskäyttölaite, joten kaikki tiedostot ovat yhtä helposti käytettävissä. Levy on päällystetty ylhäältä erityisellä magneettikerroksella, joka varmistaa tiedon tallennuksen. Tiedot tallennetaan levyn molemmille puolille raitoja pitkin, jotka ovat samankeskisiä ympyröitä. Jokainen kappale on jaettu sektoreihin. Tiedontallennustiheys riippuu pinnalla olevien raitojen tiheydestä, eli levyn pinnalla olevien raitojen lukumäärästä, sekä raitaa pitkin tallennettavan tiedon tiheydestä. Haittoja ovat pieni kapasiteetti, mikä tekee suurten tietomäärien pitkäaikaisen tallentamisen lähes mahdottomaksi, sekä itse levykkeiden ei kovin korkea luotettavuus. Tällä hetkellä levykkeitä ei käytännössä käytetä.

2. Magneettinen kiintolevyasema (HDD - kiintolevy)

Se on looginen jatko magneettisen tiedontallennustekniikan kehitykselle. Tärkeimmät edut:

– suuri kapasiteetti;

– käytön yksinkertaisuus ja luotettavuus;

– mahdollisuus käyttää useita tiedostoja samanaikaisesti;

– nopea tiedonsaanti.

Ainoa haittapuoli, jonka voimme korostaa, on irrotettavan tallennusvälineen puute, vaikka ulkoisia kiintolevyjä ja varmuuskopiointijärjestelmiä käytetään tällä hetkellä.

Tietokone tarjoaa mahdollisuuden jakaa yhden levyn ehdollisesti useaan erilliseen järjestelmäohjelmaan. Sellaisia levyjä, jotka eivät ole erillisinä fyysisinä laitteina, vaan edustavat vain osaa yhdestä fyysisestä levystä, kutsutaan loogisiksi levyiksi. Loogisille asemille annetaan nimet latinalaisilla kirjaimilla [C:], , [E:] jne.

3. CD-asema (CD-ROM)

Nämä laitteet käyttävät periaatetta, jossa lukee uria fokusoidulla lasersäteellä varustetun CD-levyn metalloidusta kantajakerroksesta. Tämä periaate mahdollistaa suuren tiedontallennustiheyden ja siten suuren kapasiteetin minimaalisilla mitoilla. CD-levy on erinomainen tapa tallentaa tietoa, se on halpa, käytännössä ei altistu minkäänlaisille ympäristövaikutuksille, sille tallennettua tietoa ei vääristetä tai poisteta ennen kuin levy tuhoutuu fyysisesti, sen kapasiteetti on 650 MB. Sillä on vain yksi haittapuoli - suhteellisen pieni tietotallennusmäärä.

4. DVD

A) Erot DVD-levyn ja tavallisen CD-ROM-levyn välillä

Perimmäisin ero on luonnollisesti tallennetun tiedon määrä. Jos pystyt kirjoittamaan 650 MB tavalliselle CD-levylle (vaikka viime aikoina on olemassa 800 MB levyjä, mutta kaikki asemat eivät pysty lukemaan sellaiselle tallennusvälineelle kirjoitettua), yksi DVD mahtuu 4,7 - 17 Gt. DVD käyttää laseria, jolla on lyhyempi aallonpituus, mikä on merkittävästi lisännyt tallennustiheyttä, ja lisäksi DVD mahdollistaa tiedon kaksikerroksisen tallennuksen, eli kompaktin pinnalla on yksi kerros, sen päällä. jota käytetään toista, läpikuultavaa, ja ensimmäinen luetaan toisen läpi rinnakkain . Mediassa itsessään on myös enemmän eroja kuin ensi silmäyksellä näyttää. Koska tallennustiheys on kasvanut merkittävästi ja aallonpituus on lyhentynyt, myös suojakerroksen vaatimukset ovat muuttuneet - DVD:llä se on 0,6 mm verrattuna tavallisiin CD-levyihin 1,2 mm. Luonnollisesti tällaisen paksuinen levy on paljon hauraampi verrattuna klassiseen aihioon. Siksi toinen 0,6 mm täytetään yleensä muovilla molemmilta puolilta, jotta saadaan sama 1,2 mm. Mutta tällaisen suojakerroksen tärkein etu on, että sen pienen koon ansiosta oli mahdollista tallentaa tietoja molemmilta puolilta yhdelle kompaktille, eli kaksinkertaistaa sen kapasiteetti, jättäen mitat lähes ennalleen.

B) DVD kapasiteetti

DVD-levyjä on viisi tyyppiä:

1. DVD5 – yksikerroksinen, yksipuolinen levy, 4,7 Gt tai kaksi tuntia videota;

2. DVD9 – kaksikerroksinen yksipuolinen levy, 8,5 Gt tai neljä tuntia videota;

3. DVD10 – yksikerroksinen kaksipuolinen levy, 9,4 Gt tai 4,5 tuntia videota;

4. DVD14 – kaksipuolinen levy, kaksi kerrosta toisella puolella ja yksi toisella puolella, 13,24 Gt tai 6,5 tuntia videota;

5. DVD18 – kaksikerroksinen, kaksipuolinen levy, 17 Gt tai yli kahdeksan tuntia videota.

Suosituimmat standardit ovat DVD5 ja DVD9.

SISÄÄN) Mahdollisuudet

Tilanne DVD-median kanssa muistuttaa nyt CD-levyjä, jotka myös tallensivat pitkään vain musiikkia. Nyt voit löytää elokuvien lisäksi myös musiikkia (ns. DVD-Audio) ja ohjelmistokokoelmia, pelejä ja elokuvia. Luonnollisesti pääasiallinen käyttöalue on elokuvatuotanto.

G)Ääni DVD:llä

Ääni voidaan koodata useissa muodoissa. Tunnetuimmat ja useimmin käytetyt ovat Dolby Prologic, DTS ja Dolby Digital kaikista versioista. Tämä on itse asiassa elokuvateattereissa käytetyissä muodoissa tarkimman ja värikkäimmän äänikuvan saamiseksi.

D) Mekaaninen vaurio

CD- ja DVD-levyt ovat yhtä herkkiä mekaanisille vaurioille. Eli naarmu on naarmu. Kuitenkin paljon suuremman tallennustiheyden vuoksi DVD-levyn häviöt ovat merkittävämpiä. Nyt on olemassa ohjelmia, jotka voivat palauttaa tietoja jopa vaurioituneilta levyiltä, vaikka ne ohittavat vahingoittuneet sektorit.

Nopeasti kasvavat kannettavien kiintolevyjen markkinat, jotka on suunniteltu siirtämään suuria tietomääriä, ovat herättäneet yhden suurimmista kiintolevyvalmistajista huomion. Western Digital on ilmoittanut kahden WD Passport Portable Drive -nimisen laitemallin julkaisemisesta. Vaihtoehdot, joiden kapasiteetti on 40 ja 80 Gt, ovat myynnissä. WD Passport Portable Drives -asemat perustuvat 2,5 tuuman WD Scorpio EIDE -kiintolevyille. Ne on pakattu kestävään koteloon, joka on varustettu Data Lifeguard -teknologian tuella, eivätkä vaadi ylimääräistä virtalähdettä (virtalähde USB:n kautta). Valmistaja huomauttaa, että asemat eivät kuumene, toimivat hiljaa ja kuluttavat vähän energiaa.

6.USB-muistitikku

Uuden tyyppinen ulkoinen tallennusväline tietokoneelle, joka ilmestyi USB-liitännän (universal bus) laajan käytön ja Flash-muistisirujen eduista johtuen. Riittävän suuri kapasiteetti pienellä koolla, energiariippumattomuus, nopea tiedonsiirto, suoja mekaanisilta ja sähkömagneettisilta vaikutuksilta, kyky käyttää missä tahansa tietokoneessa - kaikki tämä mahdollisti USB-muistitikkujen korvata tai kilpailla menestyksekkäästi kaikkien aiemmin olemassa olevien kanssa. tallennusväline.

Tietojen koodaus ja lukeminen

Nykyaikainen tietokone pystyy käsittelemään numeerista, tekstiä, grafiikkaa, ääntä ja videoinformaatiota. Kaikki tämän tyyppiset tiedot tietokoneessa esitetään binäärikoodina, eli käytetään tehon kaksi aakkosia (vain kaksi merkkiä 0 ja 1). Tämä johtuu siitä, että on kätevää esittää tietoa sähköisten impulssien sarjan muodossa: impulssia ei ole (0), impulssi on (1). Tällaista koodausta kutsutaan yleensä binääriksi, ja itse nollien ja ykkösten loogisia sekvenssejä kutsutaan konekieleksi.

Jokainen koneen binaarikoodin numero kuljettaa yhden bitin verran tietoa. Tämä johtopäätös voidaan tehdä pitämällä koneen aakkosten numeroita yhtä todennäköisinä tapahtumina. Kun kirjoitat binäärinumeroa, voit valita vain yhden kahdesta mahdollisesta tilasta, mikä tarkoittaa, että se kuljettaa 1 bitin verran tietoa. Siksi kaksi numeroa kuljettaa 2 bittiä informaatiota, neljä numeroa 4 bittiä jne. Tietomäärän määrittämiseksi bitteinä riittää, että määritetään numeroiden lukumäärä binäärikonekoodissa.

A) Tekstitietojen koodaus

Tällä hetkellä useimmat käyttäjät käyttävät tietokonetta tekstiinformaation käsittelyyn, joka koostuu symboleista: kirjaimista, numeroista, välimerkeistä jne. Perinteisesti yhden merkin koodaamiseen käytetään 1 tavua vastaavaa informaatiomäärää, eli I = 1 tavu = 8 bittiä. Käyttämällä kaavaa, joka yhdistää mahdollisten tapahtumien määrän K ja tiedon määrän I, voit laskea kuinka monta erilaista symbolia voidaan koodata (olettaen, että symbolit ovat mahdollisia tapahtumia): K = 2I = 28 = 256 eli esittämään tekstiinformaatiota , voit käyttää aakkosia, joiden kapasiteetti on 256 merkkiä. Koodauksen ydin on, että jokaiselle merkille on määritetty binäärikoodi 00000000 - 11111111 tai vastaava desimaalikoodi 0 - 255. On muistettava, että tällä hetkellä

Binäärikoodi	Desimaalikoodi	KOI8	CP1251	CP866	Mas	ISO
11000010	194	b	SISÄÄN	-	-	T

venäläisten kirjainten koodaukseen käytetään viittä eri koodia

taulukot (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO) ja yhdellä taulukolla koodatut tekstit eivät näy oikein toisessa koodauksessa. Tämä voidaan visuaalisesti esittää katkelmana yhdistetystä merkkikoodaustaulukosta. Samalle binäärikoodille on määritetty eri symboleja. Useimmissa tapauksissa käyttäjä huolehtii kuitenkin tekstidokumenttien transkoodauksesta, ja erikoisohjelmat ovat sovelluksiin sisäänrakennettuja muuntimia.

B) Graafisten tietojen koodaus

1950-luvun puolivälissä tiedon esitys otettiin ensimmäistä kertaa käyttöön graafisessa muodossa suurille tietokoneille, joita käytettiin tieteellisessä ja sotilaallisessa tutkimuksessa. Ilman tietokonegrafiikkaa on vaikea kuvitella paitsi tietokonetta myös täysin aineellista maailmaa, koska tietojen visualisointia käytetään monilla ihmisen toiminnan alueilla. Graafinen informaatio voidaan esittää kahdessa muodossa: analoginen tai diskreetti. Maalaus, jonka väri muuttuu jatkuvasti, on esimerkki analogisesta esityksestä, kun taas mustesuihkutulostimella painettu kuva, joka koostuu yksittäisistä erivärisistä pisteistä, on diskreetti esitys. Jakamalla graafinen kuva (näytteenotto), graafinen informaatio muunnetaan analogisesta muodosta diskreettiin muotoon. Tässä tapauksessa suoritetaan koodaus - jokaiselle elementille annetaan tietty arvo koodin muodossa. Kun kuvaa koodataan, se on spatiaalisesti diskreetti. Sitä voidaan verrata kuvan rakentamiseen suuresta määrästä pieniä värillisiä fragmentteja (mosaiikkimenetelmä). Koko kuva on jaettu erillisiin pisteisiin, jokaiselle elementille on määritetty värikoodi. Tässä tapauksessa koodauksen laatu riippuu seuraavista parametreista: pisteen koko ja käytettyjen värien määrä. Mitä pienempi pistekoko, mikä tarkoittaa, että kuva koostuu suuremmasta määrästä pisteitä, sitä parempi on koodauslaatu. Mitä enemmän värejä käytetään (eli kuvapiste voi ottaa enemmän mahdollisia tiloja), sitä enemmän tietoa kukin piste kuljettaa, ja siksi koodauslaatu paranee. Graafisten objektien luominen ja tallentaminen on mahdollista useissa tyypeissä - vektori-, fraktaali- tai rasterikuvana. Erillinen aihe on 3D (kolmiulotteinen) grafiikka, jossa yhdistyvät vektori- ja rasterikuvanmuodostusmenetelmät. Hän opiskelee menetelmiä ja tekniikoita kolmiulotteisten esineiden rakentamiseen virtuaalitilassa. Jokainen tyyppi käyttää omaa menetelmäänsä graafisen tiedon koodaamiseen.

SISÄÄN)Äänitietojen koodaus

Lapsuudesta lähtien olemme olleet alttiina musiikin äänityksille eri medioissa: levyille, kaseteille, CD-levyille jne. Tällä hetkellä on kaksi päätapaa äänittää ääntä: analoginen ja digitaalinen. Mutta jotta ääni voidaan tallentaa mille tahansa välineelle, se on muutettava sähköiseksi signaaliksi. Tämä tehdään mikrofonin avulla. Yksinkertaisimmissa mikrofoneissa on kalvo, joka värisee ääniaaltojen vaikutuksesta. Kalvoon on kiinnitetty kela, joka liikkuu synkronisesti kalvon kanssa magneettikentässä. Käämissä esiintyy vaihtosähkövirtaa. Jännitteen muutokset heijastavat tarkasti ääniaaltoja. Mikrofonin ulostulossa näkyvää vaihtovirtaa kutsutaan analoginen signaali. Sähköiseen signaaliin sovellettaessa "analoginen" tarkoittaa, että signaali on jatkuva ajallisesti ja amplitudiltaan. Se heijastaa tarkasti ääniaallon muotoa sen kulkiessa ilmassa. Äänitiedot voidaan esittää erillisessä tai analogisessa muodossa. Niiden ero on siinä, että informaation diskreetissä esityksessä fyysinen määrä muuttuu äkillisesti ("tikkaat") ja saa rajallisen arvojoukon. Jos informaatio esitetään analogisessa muodossa, fyysinen määrä voi saada äärettömän määrän jatkuvasti muuttuvia arvoja. Vinyylilevy on esimerkki analogisesta ääniinformaation tallentamisesta, koska ääniraita muuttaa muotoaan jatkuvasti. Mutta magneettinauhalla olevilla analogisilla tallennuksilla on suuri haittapuoli - välineen ikääntyminen. Vuoden kuluessa äänitteet, joilla oli normaali korkeiden taajuuksien taso, voivat menettää ne. Vinyylilevyjen laatu heikkenee useita kertoja toistettaessa. Siksi digitaalinen tallennus on etusijalla. 80-luvun alussa ilmestyi CD-levyjä. Ne ovat esimerkki äänitiedon erillisestä tallentamisesta, koska CD-levyn ääniraita sisältää alueita, joiden heijastavuus vaihtelee. Teoriassa nämä digitaaliset levyt voivat kestää ikuisesti, jos niitä ei naarmuta, ts. niiden etuja ovat kestävyys ja mekaanisen ikääntymisen kestävyys. Toinen etu on, että äänenlaatu ei menetä digitaalisesti kopioitaessa. Multimediaäänikorteista löytyy analoginen mikrofonin esivahvistin ja mikseri. Tarkastellaan prosesseja äänen muuntamiseksi analogisesta digitaaliseen muotoon ja päinvastoin. Karkea käsitys siitä, mitä äänikortissasi tapahtuu, voi auttaa sinua välttämään virheitä, kun työskentelet äänen kanssa. Ääniaallot muunnetaan analogiseksi vaihtuvaksi sähköiseksi signaaliksi mikrofonin avulla. Se kulkee äänipolun läpi ja siirtyy analogia-digitaalimuuntimeen (ADC), laitteeseen, joka muuntaa signaalin digitaaliseen muotoon. Yksinkertaistetussa muodossa ADC:n toimintaperiaate on seuraava: se mittaa signaalin amplitudia tietyin väliajoin ja lähettää edelleen digitaalista polkua pitkin numerosarjaa, joka kuljettaa tietoa amplitudin muutoksista. Analogista digitaaliseksi muunnoksen aikana ei tapahdu fyysistä muuntamista. Sähkösignaalista otetaan sormenjälki tai näyte, joka on digitaalinen malli äänipolun jännitteen vaihteluista. Jos tämä on kuvattu kaavion muodossa, tämä malli esitetään sarakkeiden sarjana, joista jokainen vastaa tiettyä numeerista arvoa. Digitaalinen signaali on luonteeltaan diskreetti - eli katkonainen - joten digitaalinen malli ei täsmälleen vastaa analogisen signaalin muotoa. Digitaalinen ääni lähetetään digitaali-analogiamuuntimella (DAC), joka tulevan digitaalisen tiedon perusteella tuottaa tarvittavan amplitudin sähköisen signaalin sopivina aikoina.

Tietojen lukeminen on tallennuslaitteeseen (muistiin) tallennettujen tietojen hakemista ja siirtämistä tietokoneen muihin laitteisiin. Tietoa luetaan useimpien koneen toimintojen aikana, ja joskus se on itsenäinen toimenpide. Lukemiseen voi liittyä informaation tuhoaminen (pyyhkiminen) niissä muistin soluissa (vyöhykkeissä), joista lukeminen on tehty (kuten esimerkiksi muistista ferriittiytimillä), tai se voi olla tuhoamatonta (esim. , muistissa magneettinauhoilla, levyillä) ja mahdollistaa siten kerran tallennettujen tietojen uudelleenkäytön. Lukuinformaatiolle on tunnusomaista se aika, joka kuluu suoraan datan tulostamiseen muistista; se vaihtelee useista kymmenistä nanosekunneista useisiin millisekunteihin.

Tarkastellaanpa tietojen lukemisprosessia CD-levyn esimerkin avulla. Tiedot levyltä luetaan lasersäteellä, jonka aallonpituus on 780 nm. Laserilla tietojen lukemisen periaate kaikentyyppisille medioille on rekisteröidä muutokset heijastuneen valon intensiteetissä. Lasersäde kohdistetaan informaatiokerrokseen halkaisijaltaan ~1,2 μm:n pisteeseen. Jos valo kohdistetaan kuoppien väliin (tasanteelle), valodiodi rekisteröi maksimisignaalin. Jos valo osuu kuoppaan, valodiodi rekisteröi alhaisemman valon intensiteetin. Ero vain luku -levyjen ja kerran kirjoitettavien/kerran kirjoitettavien levyjen välillä piilee kuoppien muodostustavassa. Vain luku -levyn tapauksessa kuopat ovat eräänlainen kohokuviorakenne (faasidiffraktiohila), jossa kunkin kuopan optinen syvyys on hieman alle neljäsosa laservalon aallonpituudesta, mikä johtaa vaiheeseen. puolen aallonpituuden ero kuopasta heijastuneen valon ja maasta heijastuneen valon välillä. Tämän seurauksena valoilmaisimen tasossa havaitaan tuhoisa häiriövaikutus ja signaalitason lasku tallennetaan. CD-R/RW:n tapauksessa kuoppa on alue, jolla on suurempi valon absorptio kuin maalla (amplitudiffraktiohila). Tämän seurauksena fotodiodi havaitsee myös levyltä heijastuneen valon intensiteetin vähenemisen. Kuopan pituus muuttaa sekä tallennetun signaalin amplitudia että kestoa.

CD-levyn luku-/kirjoitusnopeus ilmoitetaan 150 KB/s (eli 153 600 tavua/s) kerrannaisena. Esimerkiksi 48-nopeuksisen aseman CD-levyn luku- (tai kirjoitus) enimmäisnopeus on 48 × 150 = 7200 KB/s (7,03 MB/s).

Kehitysnäkymät

Tallennusvälineiden kehitys etenee kolmeen pääsuuntaan:

a) hyödyllisen tiedon määrän lisääminen tietyllä välineellä (erityisesti optisten levyjen kannalta);

b) teknisten laitteiden laadun parantaminen (tietojen saantiaika, tiedonsiirtonopeus);

c) erilaisten käytettyjen mediamuotojen yhteensopivuuden asteittainen lisääminen.

Lupaavia muistivälinetyyppejä ovat: Eye-Fi, Holographic Versatile Disc, Millipede.

Eye-Fi- eräänlainen SD-flash-muistikortti, jonka laitteistoelementit tukevat korttiin sisäänrakennettua Wi-Fi-tekniikkaa.

Kortteja voi käyttää missä tahansa digikamerassa. Kortti työnnetään kameran vastaavaan paikkaan vastaanottaen virtaa kamerasta ja samalla laajentaen sen toimintoja. Tällaisella kortilla varustettu kamera voi siirtää otettuja valokuvia tai videoita tietokoneelle, Internetiin esiohjelmoituihin resursseihin, jotka suorittavat tämänkaltaisen sisällön valokuvien tai videoiden isännöinnin. Tällaisten korttien hallinta, asetusten käyttö ja toiminnan ohjaus tapahtuu Wi-Fi-yhteyden kautta PC- tai Mac-yhteensopivasta tietokoneesta selaimen kautta. Kortti toimii vain esirekisteröityjen Wi-Fi-verkkojen kautta. WEP- ja WPA2-salausta tuetaan.

Tekniset tiedot:

Kortin kapasiteetti: 2, 4 tai 8 GB

Tuetut Wi-Fi-standardit: 802.11b, 802.11g

Wi-Fi-suojaus: Staattinen WEP 64/128, WPA-PSK, WPA2-PSK

Kortin mitat: SD-standardi - 32 x 24 x 2,1 mm

Kortin paino: 2,835 g

Holografinen monikäyttöinen levy (Holografinen monipuolinen levy)- Optisten levyjen tuotantoon kehitetään lupaavaa tekniikkaa, joka lisää merkittävästi levylle tallennetun tiedon määrää verrattuna Blu-Ray- ja HD-DVD-levyihin. Se käyttää holografiana tunnettua tekniikkaa, jossa käytetään kahta laseria, punaista ja vihreää, yhdistettynä yhdeksi rinnakkaiseksi säteeksi. Vihreä laser lukee ruudukkoon koodattua dataa holografisesta kerroksesta lähellä levyn pintaa, kun taas punaista laseria käytetään apusignaalien lukemiseen säännöllisestä CD-kerroksesta syvällä levyn sisällä. Aputietoja käytetään lukupaikan seuraamiseen, kuten tavallisen kiintolevyn CHS-järjestelmä. CD- tai DVD-levyllä nämä tiedot on upotettu tietoihin. Näiden levyjen arvioitu tallennuskapasiteetti on jopa 3,9 teratavua (TB), mikä vastaa 6 000 CD:tä, 830 DVD:tä tai 160 yksikerroksista Blu-ray-levyä. tiedonsiirtonopeus - 1 Gbit/s. Optware aikoi julkaista 200 Gt:n aseman kesäkuun 2006 alussa ja Maxell syyskuussa 2006 300 Gt:n kapasiteetilla. 28. kesäkuuta 2007 HVD-standardi hyväksyttiin ja julkaistiin.

Holografisen levyn (HVD) rakenne

1. Vihreä laserluku/kirjoitus (532 nm)

2. Punainen paikannus-/indeksointilaser (650 nm)

3. Hologrammi (tiedot)

4. Polykarbonaattikerros

5. Fotopolymeerikerros (tietoa sisältävä kerros)

6. Etäisyys kerrokset

7. Dikroinen kerros

8. Alumiininen heijastava kerros (punaista valoa heijastava)

9. Läpinäkyvä pohja

P. Syvennykset

Millipede on IBM:n kehittämä suhteellisen uusi tallennustekniikka. Pyyhkäisykoetinmikroskooppia käytetään tietojen lukemiseen ja tallentamiseen. Pohangin (Etelä-Korea) tiede- ja teknologiayliopiston tutkijat työskentelevät myös tuhatjalkaisten muistiin liittyvien kysymysten parissa. He loivat ensimmäisenä maailmassa millilipidimuistin luomiseen sopivan materiaalin. Millilipidimuistin erikoisuus on se, että tieto tallentuu valtavaan määrään työmateriaalin pinnan peittäviin nanokuppiin. Lisäksi tällainen muisti on haihtumaton ja dataa säilytetään siihen niin kauan kuin halutaan. Korealaiset elektroniikkainsinöörit ovat kehittäneet ainutlaatuisen polymeerimateriaalin luodakseen toimivan millilipidimuistin prototyypin. Vain sen avulla pystyttiin luomaan vakaasti toimiva tallennuslaite, joka on melkein valmis käyttöönotettavaksi tuotannossa.

Johtopäätös

Tiivistelmän aikana pohdittiin pääasiallisia tiedonvälittäjiä, tiedon koodauksen ja lukemisen periaatteita sekä tiedonvälittäjien kehitysnäkymiä.

Myös tietovälineiden (rei'itysnauhat, reikäkortit, magneettinauhat, irrotettavat ja pysyvät magneettilevyt, magneettirummut, irrotettavien magneettilevyjen paketit) historiaa tarkasteltiin; levykeasemat, kiintolevyt, CD-levyt, DVD-levyt, kannettavat USB-asemat, USB-muistitikku. Koodausta (teksti, grafiikka, ääni) ja tietojen lukemista (esimerkiksi CD-levyltä tietojen lukemisesta) harkittiin. Lupaavimpia nykyään ovat Eye-Fi, Holographic Versatile Disc ja Millipede.