"Navega" por tu disco duro. Memoria externa (a largo plazo) Presentación sobre el tema.
Actualmente, son comunes tres tipos de dispositivos de almacenamiento con grabación magnética de información: discos magnéticos duros (no extraíbles) (HDD o " unidades de disco duro"), en discos magnéticos flexibles (NGMD o disqueteras) y en cinta magnética (NML o serpentinas).
El HDD contiene uno o más discos duros de aluminio o vidrio recubiertos con una capa de material ferromagnético, que están montados sobre un eje. En modo de funcionamiento, los cabezales de lectura no tocan la superficie de las placas debido a una fina capa de aire (fracciones de micrones) que se forma durante la rápida rotación de los discos. Velocidad de rotación de lo moderno. unidades de disco duro es de 5400-15000 rpm. La información se escribe en el disco como resultado del cambio de orientación de los dominios magnéticos en la superficie del disco debajo del cabezal de grabación. Para codificar información primero unidades de disco duro se utilizó el método MFM 13 . En este caso, "1" se traduce a la combinación "01" y "0" a la combinación "10" si sigue al bit "0", o a "00" si sigue al bit "1", que no proporciona más tres ceros seguidos. Al escribir esta secuencia en el disco, el "1" lógico se codifica por un cambio en la magnetización en el área correspondiente y el "0" lógico se codifica por la ausencia de un cambio (Fig. 16.3). Esto significa que una transición de magnetización corresponde a 1-3 bits.
Arroz. 16.3. Esquema de codificación MFM
Posteriormente se empezó a utilizar el esquema de codificación RLL 14. Algoritmos RL proporcionar una secuencia codificada de manera que la longitud del campo de grabación (el número de bits entre transiciones de "0" a "1" o de "1" a "0") esté limitada a un cierto rango. Los parámetros d y k se especifican mediante una modificación del algoritmo (denotado RL d,k). Para unidades de disco duro usado RL 2.7: 8 bits de datos se recodifican en 16 de modo que no haya menos de dos ni más de siete ceros en la secuencia. Luego fue presentado RL 3.9 (Avanzado RL) etcétera. La mayoría de las unidades modernas utilizan una modificación u otra. RL.
La superficie de un medio magnético en su forma original es simplemente un recubrimiento magnético que no está listo para su uso. Estructura de disco que incluye pistas (bandas concéntricas, pero que están divididas por cada lado del plato), cilindros (pistas a ambos lados del plato, dispuestas en círculos con el mismo radio) y sectores (secciones de una pista que representan el tamaño más pequeño de un dato que se puede cambiar como resultado de la sobrescritura) se forma durante el formateo físico (de bajo nivel). Durante esta operación, el controlador de accionamiento escribe información de servicio en los medios: bytes de sincronización que indican el comienzo de cada sector, encabezados de identificación que constan de números de cabezal, sector y cilindro, bytes de suma de comprobación CRC ( Verificación de redundancia cíclica) y códigos de detección de errores ECC (Error de corrección Código); Al mismo tiempo, también se marcan los sectores defectuosos para impedir el acceso a ellos durante el funcionamiento del disco.
Todo moderno unidades de disco duro Admite la tecnología SMART (Tecnología de autocontrol, análisis e informes), que implica la realización de diagnósticos internos. disco duro, que determina el estado del motor, los cabezales magnéticos, las superficies de trabajo de los medios y el controlador.
De particular interés también son las unidades con medios extraíbles: NGMD y NML (estas últimas se utilizan con menos frecuencia en sistemas de escritorio).
Generalmente un disquete ( disco flexible) es una placa de plástico flexible recubierta con una capa ferromagnética. Esta placa se coloca en una carcasa flexible o rígida que protege la capa magnética de daños físicos. Los disquetes se escriben y leen mediante un dispositivo especial: una unidad de disquete. Los disquetes suelen tener una función de protección contra escritura que permite el acceso de sólo lectura a los datos.
IBM introdujo el primer disquete de 200 mm (8 pulgadas) con su correspondiente unidad de disquete en 1971. Los primeros modelos de PC de IBM utilizaban disquetes de 133 mm (5 pulgadas). En 1982, Sony introdujo los disquetes de 90 mm (3 pulgadas) y sus unidades de disco. Este tipo de disquete se generalizó en 1984, cuando Apple utilizó el nuevo formato para las computadoras Macintosh. IBM decidió utilizar unidades de disquete de 3,5 pulgadas recién en 1987 en las computadoras de la serie PS/2. Los formatos de disquete más populares se presentan en la tabla. 16.3. Al escribir en un disquete, se utiliza codificación. MFM.
Las unidades internas se conectan mediante la interfaz SA-400, desarrollada a principios de la década de 1970 por Shugart Associates. La interfaz pertenece a la categoría de interfaces a nivel de dispositivo, porque contiene señales específicas para las funciones del dispositivo (Motor encendido: enciende el motor, Índice: pasa la marca de índice, Selección del lado 1: selección del cabezal, etc.) La interfaz proporciona una velocidad de aproximadamente 300 Kbps.
El almacenamiento a largo plazo de la información del usuario lo proporciona un dispositivo de almacenamiento externo (ESD). La memoria externa incluye: unidades de disco duro magnético (HDD), unidades de disquete (FMD), unidades de disco compacto magnetoóptico, unidades de disco óptico, unidades de cinta magnética, etc.
El principio de cambiar la inducción magnética del portador se utiliza en accionamientos del tipo " Winchester"(HDD). Los discos duros están diseñados para el almacenamiento permanente de la información utilizada cuando se trabaja con una computadora: programas del sistema operativo, paquetes de software de uso frecuente, editores de documentos, etc. (Figura 6).
Arroz. 6. Disco duro.
Los principales parámetros de un disco duro (disco duro) son: capacidad del disco, número de superficies, velocidad del eje, memoria caché incorporada, interfaz.
Capacidad del disco . Para el usuario, los discos duros se diferencian entre sí principalmente por su capacidad, es decir. Cuánta información cabe en el disco. Hoy en día, la mayoría de los ordenadores están equipados con discos duros de 80 GB o más.
La información de los discos magnéticos se registra a lo largo de pistas y sectores concéntricos que se forman en el disco como resultado de la operación de formateo.
Las primeras computadoras centrales e incluso las primeras computadoras personales funcionaban sin disco duro. En las computadoras de control modernas, los programas pueden "cablearse" directamente en los circuitos y dichas computadoras funcionan sin discos duros.
Las unidades flash USB (tarjetas flash) utilizan memoria electrónica regrabable no volátil. La memoria flash se basa en elementos semiconductores. Su variedad basada en celdas con elementos NAND (NAND) tiene la mayor densidad y rendimiento.
Streamer (del inglés streamer), también una unidad de cinta: un dispositivo de almacenamiento basado en el principio de grabación magnética en un medio de cinta, con acceso secuencial a los datos (Fig. 7); El principio de funcionamiento es similar al de una grabadora doméstica.
Arroz. 7. Streamer y cartucho para ello.
Lector de CD diseñado para leer registros en CD. Las ventajas del dispositivo son una gran capacidad de disco, acceso rápido, confiabilidad, versatilidad y bajo costo. El concepto principal que caracteriza el funcionamiento de este dispositivo es la velocidad. La principal desventaja es la imposibilidad de registrar información. Esto requiere otros dispositivos.
Un disco óptico con información indeleble destinado únicamente a ser leído repetidamente por el usuario es un CD-ROM ( Disco compacto – Memoria de sólo lectura). Una unidad de CD-ROM se utiliza comúnmente para almacenar programas y datos comerciales. No puede agregar ni borrar datos en un CD-ROM.
El usuario puede escribir en los discos ópticos DVD-R y CD-R más de una vez (cada grabación se denomina sesión), pero los archivos no se pueden borrar del disco. Cada entrada es permanente. La grabación en estos discos se realiza debido a la presencia de una capa fotosensible especial que se quema bajo la influencia de un rayo láser de alta temperatura.
Puede escribir archivos en un disco CD-RW varias veces. También puede eliminar archivos innecesarios del disco para liberar espacio y escribir archivos adicionales. Un disco CD-RW se puede escribir y borrar muchas veces.
Arroz. 8. Disco óptico (CD o DVD).
Uno de los principales parámetros de cualquier tipo de memoria de computadora es el tiempo de acceso a la memoria, que se define como el tiempo mínimo suficiente para acomodar una unidad de información en la memoria. El rendimiento del dispositivo de almacenamiento de información es la velocidad de lectura y escritura de datos en el dispositivo de almacenamiento. Se caracteriza por dos parámetros: tiempo medio de acceso y tasa de transferencia de datos.
El acceso directo a la memoria (DMA) es un modo de intercambio de datos entre dispositivos o entre un dispositivo y la memoria principal (RAM) sin la participación de una unidad central de procesamiento (CPU).
1.3 Almacenamiento magnético
Clasificación y principales características de los accionamientos. Como VSD se utilizan dispositivos que difieren en el tipo de medio, el método de registro y la naturaleza del uso de la información, el método de acceso, etc.
Según el tipo de soporte se distingue entre VSD con soporte móvil y fijo. Si la búsqueda, grabación y lectura de información va acompañada de un movimiento mecánico de los medios, estos VSD se denominan unidades con medios móviles (unidades de disco magnético NMD), discos ópticos (ODD) y cintas magnéticas (NMT). Si no se produce ningún movimiento mecánico durante la búsqueda, escritura o lectura, entonces el VSD es una unidad con un soporte estacionario (unidades basadas en dominios magnéticos cilíndricos - CMD). Con menos frecuencia, la grabación volumétrica se utiliza en VSD: memorias de semiconductores, dispositivos de carga acoplada.
Según el método de grabación, se distingue entre VCD con grabación magnética y óptica (magneto-óptica).
Por la naturaleza del uso de la información: dispositivos de memoria permanente que solo permiten leer información, dispositivos de memoria con una sola escritura (después de lo cual solo lee) y múltiples escrituras (un número arbitrario de registros y lecturas).
Según el método de acceso a la información: unidades con acceso secuencial y directo.
El VZU suele caracterizarse por los siguientes parámetros:
− capacidad de memoria;
− rendimiento o velocidad de lectura-escritura;
− tiempo de acceso, es decir el intervalo de tiempo desde el momento de la solicitud hasta el momento en que se emite el bloque.
Densidad de grabación VSD b. Aquí entendemos el número de bits de información registrados en una unidad de superficie multimedia; Este densidad superficial. También hay densidad longitudinal bl, bit/mm, es decir el número de bits por unidad de longitud del medio a lo largo del vector de velocidad, y densidad cruzada bq, bit/mm, es decir el número de bits por unidad de longitud del medio en la dirección perpendicular al vector de velocidad.
La densidad de grabación determina las dimensiones geométricas de la unidad, sus parámetros de rendimiento y la capacidad de la memoria.
El principio de registrar información en una superficie magnética. Como medio de almacenamiento, los dispositivos de grabación magnética utilizan polvo y recubrimientos galvánicos aplicados a un medio no magnético: un sustrato. Dacron se utiliza como sustrato para cintas magnéticas. El método de grabación/lectura en NML es el contacto, el cabezal magnético está en contacto mecánico con el soporte magnético.
Los discos y tambores magnéticos están recubiertos con revestimientos metálicos a base de níquel, cobalto y tungsteno, aplicados mediante galvanoplastia. El espesor del recubrimiento oscila entre 0,01 y 1 micra.
Los discos magnéticos flexibles (disquetes) se cortan de una película magnética. Las unidades de disquete magnético (FMD) también utilizan el método de contacto, a diferencia de las unidades de disco magnético duro (HDD) y los discos duros, donde el método de escritura y lectura es sin contacto.
Para magnetizar secciones individuales del recubrimiento magnético con el fin de grabar, se utiliza un cabezal magnético o un bloque de cabezales magnéticos, que consta de un núcleo magnético con un espacio y una bobina inductora enrollada en él.
Unidades de disquete. El dispositivo (NGMD) (Figura 1.19) incluye un GMD, cinco sistemas principales (mecanismo de accionamiento, mecanismo de posicionamiento, mecanismo de centrado y sujeción, sistema de control y monitoreo, sistema de lectura y grabación) y tres sensores especiales (sensor de orificio de índice, sensor de prohibición de escritura , pista de sensores 00).
La superficie utilizable del disco es un conjunto de pistas ubicadas en un tono determinado. La numeración de las pistas comienza desde el exterior (pista cero). La posición de la vía 00 se determina en el accionamiento mediante una barrera fotoeléctrica especial. La pista en sí está dividida en secciones de grabación separadas de igual longitud: sectores. El comienzo de las secciones de lectura y escritura de las pistas está determinado por un orificio índice redondo especial en el disco. Cuando el orificio índice pasa por debajo de la ventana correspondiente del casete mientras el disco gira, otro sensor fotoeléctrico genera un pulso eléctrico corto que detecta la posición del inicio de la pista.
En HDMI, se utilizan dos métodos de grabación principales: el método de modulación de frecuencia (FM) y el método FM modificado.
Adaptadores para unidades de disquete. El adaptador de unidad flotante traduce los comandos provenientes de la ROM del BIOS en señales eléctricas que controlan la unidad flotante y también convierte el flujo de pulsos leídos desde el disquete en información percibida por la PC. Estructuralmente, el equipo electrónico del adaptador se puede colocar en la placa del sistema. Una de las opciones para construir un diagrama de bloques de un adaptador de accionamiento de pie plano se muestra en la Figura 1.20.
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El bloque funcional principal del adaptador de unidad flotante es el controlador de unidad flotante, que generalmente se implementa estructuralmente en forma de LSI (circuitos integrados 8272 Intel, 765 NEC, etc.). Este controlador proporciona control sobre las operaciones del accionamiento del flotador y determina las condiciones de intercambio con el procesador central.
El controlador de la unidad flotante realiza el siguiente conjunto de comandos: posicionamiento, formateo, lectura, escritura, verificación del estado de la unidad flotante, etc. Cada comando se ejecuta en tres fases: preparatoria, ejecución y final.
Unidades zip.Las unidades Zip están disponibles en modelos internos SCSI y ATAPI y dispositivos externos conectados a través de un puerto paralelo o interfaces SCSI y USB. Las unidades Zip tienen una capacidad máxima de 250 MB (compatible con todas las unidades excepto el modelo USB). La velocidad máxima de transferencia de los primeros modelos Zip alcanzó los 1,4 MB/s, con un tiempo medio de acceso de unos 30 ms. Los nuevos modelos son un poco más rápidos. En términos de características de velocidad, son comparables a, digamos, las modernas unidades de grabación CD-RW, ligeramente inferiores a ellas en velocidad de lectura y tiempo de acceso al disco, pero superiores a ellas en velocidad de escritura.
Otra opción para las unidades extraíbles basada en el uso de discos magnéticos blandos es la denominada tecnología floptica. Esta solución implica que el posicionamiento del cabezal de lectura/escritura se realiza mediante un rayo láser en la pista de servicio (servo-track), y las operaciones de lectura y escritura en sí se realizan mediante un método magnético estándar.
Los dispositivos modernos tienen una velocidad de transferencia de datos de 1,1 MB/s (ATAPI). Para las unidades SCSI, esta cifra es aún mayor: hasta 4 MB.
Serpentinas.Se utilizan con fines de archivo o copia de seguridad porque utilizan cinta magnética como medio de almacenamiento. (película de lavsan, poliéster o acetato), recubierta con ferrolaca aplicada en un campo magnético para orientar los dominios planos a lo largo del eje de fácil magnetización.
Dependiendo del tipo de unidad y, en consecuencia, del medio, se utilizan cintas de diferentes anchos y longitudes, que van desde 3,61 mm para minicasetes hasta 35 mm para bobinas (carretes). La cinta más utilizada tiene 12,7 mm de ancho; Con un ancho mayor, se producen distorsiones de la cinta y el bloque de cabezales magnéticos se vuelve más complicado. La ubicación de la información depende del ancho de la cinta. En cintas estrechas, la información se registra en un código de serie, en cintas anchas, en paralelo. También se utiliza la grabación en código serie paralelo.
La Figura 1.21 muestra la ubicación de la información en el ML durante la grabación en serie-paralela en 11 pistas. Cada pista tiene su propio cabezal magnético: 8 cabezales de información, un cabezal de pulso de sincronización y un cabezal de inicio de zona.La mayor cantidad de tiempo se dedica a buscar una zona; puede durar varios minutos dependiendo de la ubicación de la zona deseada en la cinta. Los mecanismos de transporte de la cinta aseguran el avance de la cinta a velocidades de 0,9 a 6,3 m/s. y velocidad de intercambio de información de 30 KB/s a 1,5 MB/s. Para garantizar un inicio y parada rápidos de la cinta, el mecanismo de transporte de cinta NML tiene columnas de vacío, que son dispositivos amortiguadores que contienen un determinado suministro de cinta en forma de bucle de compensación.
A) colocación de zonas de longitud arbitraria en la cinta;
b) colocación de información en la zona
Figura 1.21 - Colocación de información en forma serial-paralela de colocación de información en cinta magnética NML
Los controladores NML realizan las funciones de controlar los modos de funcionamiento de la unidad de acuerdo con los comandos recibidos de la computadora. Los controladores NML están estandarizados y le permiten conectar hasta 8 unidades de diferentes tipos en cualquier combinación al canal de la computadora.
Los NML se conectan al controlador mediante una interfaz estándar. Los más utilizados son 8 buses de control, 4 buses de bandera de estado y 8 buses de respuesta. Los buses de control y los buses de funciones son comunes a todos los NML conectados al controlador.
Dispositivos de almacenamiento ópticos y magnetoópticos. Los dispositivos de memoria externa óptica tienen una alta densidad de registro de información, varios órdenes de magnitud mayor que la densidad de los dispositivos de memoria magnética, ya que para registrar un bit, se necesita una sección del medio con dimensiones del orden de la longitud de onda de la luz emitida por un láser ( aproximadamente 0,5 micrones) es suficiente. Este tipo de memoria externa tiene un alto rendimiento y confiabilidad.
Tanto la grabación en un medio óptico (un disco óptico) como la reproducción desde él se realizan con un rayo láser. Los láseres son capaces de generar y amplificar oscilaciones electromagnéticas en los rangos de 0,4 mm...0,78 micrones (parte infrarroja del espectro óptico, estos son másers), 0,78...0,38 micrones (ondas de luz visible) y 0,38. nm (parte ultravioleta del espectro).
Un disco óptico digital consta de una capa de trabajo (grabación, información), sobre la cual se aplica un señalgrama de información en forma de ciertas alternancias de sus estados, y una base sobre la cual se encuentra esta capa de trabajo. La Figura 1.22 muestra el diseño de un CD de doble cara de Philips en el que dos capas de respaldo transparentes están unidas para formar un espacio cerrado para las capas de trabajo.
Figura 1.22 - Diseño de un disco óptico de doble cara
Hay una capa de espejo reflectante y un espacio de aire. El respaldo es de plástico. Como material de la capa de trabajo se utiliza telurio y sus aleaciones, una aleación de selenio, indio, cobre, aluminio, níquel y zinc.
El diseño del cabezal óptico destinado a escribir y leer discos se muestra en la Figura 1.23. Los CD más comunes tienen 119 mm (4,7 pulgadas) de diámetro. Un disco de una sola escritura de este diámetro contiene 550 o 680 MB. También se producen discos con un diámetro de 80 mm y una capacidad de 200 MB.
Figura 1.23 - Cabezal óptico de tipo combinado para discos regrabables
Los dispositivos de grabación funcionan en tres modos. En el modo de sesión única, todo el disco debe escribirse en una sola pasada sin interrupción. El modo multisesión le permite grabar datos en varias sesiones, como resultado de lo cual la información en el disco se presenta en forma de volúmenes separados, que recuerdan a las particiones lógicas de un disco duro, y el modo incremental le permite grabar parte de los datos, deténgase y luego continúe grabando.
Un OSD de disco óptico consta de dos partes: una unidad de disco óptico (ODS) y un dispositivo de control (CU), como se muestra en la Figura 1.24.
Figura 1.24 - Diagrama de bloques generalizado de un disco óptico OSD
La unidad lleva a cabo los procesos de grabar, almacenar, leer, borrar y recuperar información.
Relación entre unidad de control y GCDrealizado a través de buses: comandos, estados, direcciones y en líneas: datos de grabación, datos de reproducción, sincronización de datos de reproducción.
Canal de grabación- la reproducción (KZV) es parte del canal de información del VZU en el OD. Con su ayuda, se realiza la grabación y reproducción de información en el OD. Consta de una parte óptica y eléctrica. La parte óptica del canal se llama cabeza óptica (OG).
Parte eléctrica del KZV durante el proceso de grabación, convierte las señales de información provenientes del controlador en una forma adecuada para grabar en el OD, y controla directamente la implementación del proceso de grabación cambiando la intensidad del rayo láser que incide en el punto de grabación del OD de acuerdo con la información señales. Durante la reproducción, la parte eléctrica del KZV procesa las señales eléctricas provenientes del fotodetector: las genera, detecta, reconoce y transmite al controlador.
Las unidades MO de alta velocidad utilizan una gran memoria caché intermedia (a partir de 4 MB) en modos de escritura y lectura.
El sistema de recuperación de información en un GCD incluye un posicionador de cabezal óptico, una unidad de OD y, en el caso de GCD de discos múltiples, un sistema para almacenar, seleccionar y cambiar OD.
El posicionador OG se utiliza para mover el OG a una pista OD determinada y mantener el haz de luz en la pista durante la grabación y la reproducción.
La Figura 1.25 muestra el diagrama de bloques de un CD ROM.
Figura 1.25 - Diagrama de bloques del CD-ROM
Compuesto:
- sistema de control de rotación del servodisco;
- Sistema de servoposicionamiento para dispositivo de lectura láser;
- sistema de servoenfoque automático;
- servosistema de seguimiento radial;
- sistema de lectura;
- Circuito de control de diodo láser.
El sistema de control de rotación del servodisco garantiza la velocidad lineal constante de la pista de lectura en el disco en relación con el punto láser. Los signos característicos de un correcto funcionamiento son fases claramente visibles:
– inicio y aceleración de la rotación del disco;
– estado estacionario de rotación;
– intervalo de frenado hasta detenerse por completo;
– Retire el disco utilizando la bandeja del carro y sáquelo de la unidad.
La Figura 1.26 muestra la estructura de conexiones del sistema óptico-electrónico de lectura de información.
Figura 1.26 - Estructura de conexiones del sistema óptico-electrónico.
leyendo información
El servosistema para posicionar el cabezal de lectura de información garantiza un acercamiento suave del cabezal a una pista de grabación determinada con un error que no excede la mitad del ancho de la pista en los modos de búsqueda de la información requerida y reproducción normal. El servosistema de seguimiento radial garantiza que el rayo láser permanezca en la pista y proporciona condiciones óptimas para leer la información.
El seguimiento y control del movimiento vertical de la lente de enfoque se realiza bajo la influencia del servoenfoque. Este sistema garantiza un enfoque preciso del rayo láser mientras se trabaja en la superficie de trabajo del disco.
El sistema de lectura de información contiene una matriz fotodetectora y amplificadores de señal diferencial. El funcionamiento normal de este sistema se puede juzgar por la presencia de señales de alta frecuencia en su salida cuando el disco gira.
El sistema de control del diodo láser proporciona la corriente de excitación nominal del diodo en los modos de arranque del disco y lectura de información. Una señal de funcionamiento normal del sistema es la presencia de una señal de RF con una amplitud de aproximadamente 1 V en la salida del sistema de lectura.
VZU sobre materiales que contienen CMD. Los dominios magnéticos cilíndricos (CMD) son regiones aisladas magnetizadas uniformemente de un imán en forma de cilindros circulares, cuya dirección del vector de magnetización es opuesta a la dirección de magnetización del resto del imán.
Para crear CMD, en la práctica, se utilizan placas delgadas planas-paralelas sobre un sustrato: películas (de 1 a 100 micrones de espesor) de materiales magnéticos con anisotropía inducida durante el proceso de fabricación, que tienen una baja inducción residual del orden de 0,01. 0,02 teslas.
VZU basado en holografía. El uso de tecnología láser para ingresar, almacenar y generar información en forma de imágenes tridimensionales ha hecho posible la creación de medios de visualización holográfica (SD). La capacidad de memoria de las memorias holográficas es prácticamente ilimitada: la densidad de grabación teóricamente alcanzable con hologramas bidimensionales es de 410 8 bits/cm2, y con hologramas volumétricos, de 41012 bits/cm 3 .
Presentación sobre el tema: Principio magnético de grabación/lectura de información.
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Presentación sobre el tema:
Diapositiva número 1
Descripción de la diapositiva:
Diapositiva número 2
Descripción de la diapositiva:
Principio magnético de registro y lectura de información Para el almacenamiento de información a largo plazo, su acumulación y transmisión de generación en generación, se utilizan soportes de información materiales. La naturaleza material de los portadores de información puede ser diferente: moléculas de ADN que almacenan información genética; papel en el que se almacenan textos e imágenes; cinta magnética en la que se almacena información de audio; películas fotográficas y cinematográficas en las que se almacena información gráfica; chips de memoria, discos magnéticos y láser en los que se almacenan programas y datos en una computadora, etc.
Diapositiva número 3
Descripción de la diapositiva:
Escritura/lectura de información En el proceso de escritura de información en disquetes y discos magnéticos duros, el cabezal de la unidad con un núcleo hecho de material magnético blando (baja magnetización residual) se mueve a lo largo de la capa magnética del medio magnético duro (alta magnetización residual). Durante el proceso de registro de información, se envían secuencias de pulsos eléctricos (secuencias de unos y ceros lógicos) al cabezal magnético, que crean un campo magnético en el cabezal. Como resultado, los elementos de la superficie del soporte se magnetizan secuencialmente (uno lógico) o no se magnetizan (cero lógico). Al leer información, por el contrario, las áreas magnetizadas del soporte provocan impulsos de corriente en el cabezal magnético (el fenómeno de la inducción electromagnética). Las secuencias de dichos pulsos se transmiten a través de la autopista a la RAM de la computadora.
Diapositiva número 4
Descripción de la diapositiva:
Discos magnéticos duros La unidad de disco magnético duro, HDD, disco duro, disco duro, HDD, HMDD o disco duro (en inglés Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) es un dispositivo de almacenamiento informático no volátil y regrabable. Es el principal dispositivo de almacenamiento de datos en casi todas las computadoras modernas. A diferencia de un disquete (disquete), la información en una unidad de disco duro se registra en placas duras (aluminio o vidrio) recubiertas con una capa de material ferromagnético, generalmente dióxido de cromo.
Diapositiva número 5
Descripción de la diapositiva:
Características Capacidad: la cantidad de datos que puede almacenar la unidad. La capacidad de los dispositivos modernos alcanza los 2000 GB. Tamaño físico (factor de forma): casi todas las unidades modernas (2002-2008) para computadoras personales y servidores tienen un tamaño de 3,5 o 2,5 pulgadas. El tiempo de acceso aleatorio es el tiempo durante el cual se garantiza que el disco duro realizará una operación de lectura o escritura en cualquier parte del disco magnético. La velocidad del husillo es el número de revoluciones del husillo por minuto. La confiabilidad se define como el tiempo medio entre fallas. El número de operaciones de E/S por segundo: para los discos modernos es de aproximadamente 50 operaciones/s con acceso aleatorio a la unidad y aproximadamente 100 operaciones/s con acceso secuencial.
Diapositiva número 6
Descripción de la diapositiva:
Características El consumo de energía es un factor importante para los dispositivos móviles. Nivel de ruido: el ruido producido por la mecánica del accionamiento durante su funcionamiento. Resistencia a los golpes (ing. G-shock rating): la resistencia del variador a picos repentinos de presión o golpes, medida en unidades de sobrecarga permitida en el estado encendido y apagado. Velocidad de transferencia de datos (English Transfer Rate): Zona del disco interno: de 44,2 a 74,5 MB/s Zona del disco externo: de 60,0 a 111,4 MB/s Volumen del buffer: Un buffer es una memoria intermedia destinada a suavizar las diferencias en lectura/escritura y transferencia velocidades a través de la interfaz.
Diapositiva número 7
Descripción de la diapositiva:
El disco duro consta de los siguientes componentes principales: una carcasa hecha de una aleación duradera, discos duros reales (placas) con revestimiento magnético, una unidad principal con un dispositivo de posicionamiento, un accionamiento de husillo eléctrico y una unidad electrónica. El dispositivo de posicionamiento de la cabeza consta de un par estacionario de potentes imanes permanentes, generalmente de neodimio, y una bobina sobre un bloque de cabeza móvil. Contrariamente a la creencia popular, los discos duros no están sellados. La cavidad interna del disco duro se comunica con la atmósfera a través de un filtro capaz de atrapar partículas muy pequeñas (varias micras). Esto es necesario para mantener una presión constante dentro del disco cuando fluctúa la temperatura de la carcasa.
Diapositiva número 8
Descripción de la diapositiva:
Principio de funcionamiento: El principio de funcionamiento de los discos duros es similar al de las grabadoras. La superficie de trabajo del disco se mueve con respecto al cabezal de lectura (por ejemplo, en forma de un inductor con un espacio en el circuito magnético). Cuando se suministra una corriente eléctrica alterna (durante la grabación) a la bobina del cabezal, el campo magnético alterno resultante del espacio del cabezal afecta el ferroimán de la superficie del disco y cambia la dirección del vector de magnetización del dominio dependiendo de la intensidad de la señal. Durante la lectura, el movimiento de los dominios en el espacio del cabezal provoca un cambio en el flujo magnético en el circuito magnético del cabezal, lo que provoca la aparición de una señal eléctrica alterna en la bobina debido al efecto de la inducción electromagnética.
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Descripción de la diapositiva:
Disquetes de plástico Los primeros disquetes eran discos de plástico flexibles con un diámetro de 8 pulgadas, recubiertos con óxido de hierro y colocados en una carcasa protectora, a la que se pegaba un paño especial en el interior, que limpiaba la superficie del disco mientras giraba. . Estos discos, obsoletos desde hace mucho tiempo, fueron lanzados por IBM en 1971 específicamente para computadoras con el sistema operativo System 370. De hecho, los cuadrados de plástico de colores con un lado de 3,5 pulgadas (como se ven la mayoría de los disquetes modernos) a primera vista no tienen nada que ver. común por su nombre, sin embargo, debe recordarse que este término se refiere a un artículo que se produjo hace muchos años y que ahora ha estado oculto a la vista y colocado en una caja de plástico. Los primeros disquetes eran discos de plástico flexible con un diámetro de 8 pulgadas.
Diapositiva número 10
Descripción de la diapositiva:
A medida que las computadoras se volvieron más compactas, también lo hicieron las unidades de disco. El disquete de 5,25 pulgadas se introdujo en 1976. Dicen que sus dimensiones corresponden al tamaño de las servilletas de cóctel utilizadas por los desarrolladores que discutieron los detalles del nuevo proyecto en uno de los bares de Boston. Hoy en día, los disquetes más populares son los de 3,5 pulgadas de diámetro, lanzados por Sony Corporation en 1981. Aunque ya no se utilizan para transferir archivos de una computadora a otra, la mayoría de las máquinas todavía están equipadas con bahías para acomodar estas pequeñas unidades. Como resultado, algunos usuarios inteligentes (o, por el contrario, locos) siguen copiando el contenido de sus discos duros en disquetes.
Dispositivo lógico La información se registra a lo largo de pistas concéntricas (pistas), que se dividen en sectores. El número de pistas y sectores depende del tipo y formato del disquete. Un sector almacena la cantidad mínima de información que se puede escribir o leer desde el disco. La capacidad del sector es constante y asciende a 512 bytes.
Diapositiva número 13
Descripción de la diapositiva:
Principio de funcionamiento El disquete se instala en una unidad de disquete, se fija automáticamente en ella, después de lo cual el mecanismo de accionamiento gira hasta una velocidad de rotación de 360 min-1. El propio disquete gira en la unidad, los cabezales magnéticos permanecen inmóviles. El disquete gira sólo cuando se accede a él. La unidad está conectada al procesador a través de un controlador de disquete.
Memoria externa (a largo plazo)
La función principal de la memoria externa de una computadora es la capacidad de almacenar a largo plazo una gran cantidad de información (programas, documentos, clips de audio y video, etc.). Un dispositivo que proporciona grabación/lectura de información se llama dispositivo de almacenamiento, o disco duro, y la información se almacena en medios de comunicación(por ejemplo, disquetes).
Principio magnético de registro y lectura de información. En las unidades de disquete magnético (FMD) y en las unidades de disco magnético duro (HDD), o discos duros, el registro de información se basa en la magnetización de ferroimanes en un campo magnético, el almacenamiento de información se basa en la conservación de la magnetización y la lectura de información se basa sobre el fenómeno de la inducción electromagnética.
En el proceso de grabación de información en discos magnéticos duros y flexibles, el cabezal de accionamiento con un núcleo hecho de material magnético blando (baja magnetización residual) se mueve a lo largo de la capa magnética del medio magnético duro (alta magnetización residual). El cabezal magnético recibe secuencias de pulsos eléctricos (secuencias de unos y ceros lógicos), que crean un campo magnético en el cabezal. Como resultado, los elementos de la superficie del soporte se magnetizan secuencialmente (uno lógico) o no se magnetizan (cero lógico).
En ausencia de fuertes campos magnéticos y altas temperaturas, los elementos portadores pueden conservar su magnetización durante mucho tiempo (años y décadas).
Al leer información, cuando el cabezal magnético se mueve sobre la superficie del medio, las áreas magnetizadas del medio provocan pulsos de corriente en él (el fenómeno de la inducción electromagnética). Las secuencias de dichos pulsos se transmiten a través de la autopista a la RAM de la computadora.
Discos magnéticos flexibles. Los discos magnéticos flexibles se colocan en una caja de plástico. Este medio de almacenamiento se llama disquete. En el centro del disquete hay un dispositivo para agarrar y girar el disquete dentro de la caja de plástico. El disquete se inserta en la unidad de disco, que hace girar el disco a una velocidad angular constante.
En este caso, el cabezal magnético de la unidad de disco está instalado en una determinada pista concéntrica del disco, en la que se escribe o desde la que se lee información. La capacidad de información del disquete es pequeña y es de sólo 1,44 MB. La velocidad de escritura y lectura de información también es baja (sólo unos 50 KB/s) debido a la lenta rotación del disco (360 rpm).
Para conservar la información, los discos magnéticos flexibles deben protegerse de la exposición a fuertes campos magnéticos y al calor, ya que tales efectos físicos pueden provocar la desmagnetización del medio y la pérdida de información.
Discos magnéticos duros. Un disco magnético duro consta de varias docenas de discos colocados sobre un eje, encerrados en una caja de metal y que giran a una alta velocidad angular (figura 4.6).
Debido al número mucho mayor de pistas en cada lado de los discos y al gran número de discos, la capacidad de información de un disco duro puede ser cientos de miles de veces mayor que la capacidad de información de un disquete y alcanzar los 150 GB. La velocidad de escritura y lectura de información de los discos duros es bastante alta (puede alcanzar 133 MB/s) debido a la rápida rotación de los discos (hasta 7200 rpm).
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| Arroz. 4.6. disco magnético duro |
Los discos duros utilizan elementos bastante frágiles y en miniatura (platos multimedia, cabezales magnéticos, etc.), por lo que, para preservar la información y el rendimiento, los discos duros deben protegerse de golpes y cambios bruscos de orientación espacial durante el funcionamiento.
Principio óptico de grabación y lectura de información. Las unidades láser de CD-ROM y DVD-ROM utilizan el principio óptico de grabar y leer información.
En el proceso de grabación de información en discos láser, se utilizan varias tecnologías para crear áreas de superficie con diferentes coeficientes de reflectancia: desde un simple estampado hasta cambiar la reflectividad de áreas de la superficie del disco utilizando un potente láser. La información en un disco láser se registra en una pista en forma de espiral (como en un disco de gramófono), que contiene secciones alternas con diferente reflectividad.
Sujeto a un almacenamiento adecuado (en casos en posición vertical) y funcionamiento (sin causar rayones o contaminación), los medios ópticos pueden retener información durante décadas.
En el proceso de lectura de información de discos láser, un rayo láser instalado en la unidad de disco incide sobre la superficie del disco giratorio y se refleja. Dado que la superficie del disco láser tiene áreas con diferentes coeficientes de reflexión, el haz reflejado también cambia su intensidad (0 o 1 lógico). Luego, los pulsos de luz reflejados se convierten mediante fotocélulas en pulsos eléctricos y se transmiten a través de la autopista a la RAM.
Unidades y discos láser. Las unidades láser (CD-ROM y DVD-ROM - Fig. 4.7) utilizan el principio óptico de lectura de información.
Los discos láser CD-ROM (CD - Compact Disk) y DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) almacenan información que se grabó en ellos durante el proceso de fabricación. Es imposible escribirles nueva información, lo que se refleja en la segunda parte de su nombre: ROM (Read Only Memory). Estos discos se fabrican mediante estampado y tienen un color plateado.
La capacidad de información de una unidad de CD-ROM puede alcanzar los 650 MB y la velocidad de lectura de información en una unidad de CD-ROM depende de la velocidad de rotación del disco. Las primeras unidades de CD-ROM eran de una sola velocidad y proporcionaban velocidades de lectura de información de 150 KB/s. Actualmente, se utilizan ampliamente las unidades de CD-ROM de 52 velocidades, que proporcionan una velocidad de lectura de información 52 veces más rápida (hasta 7,8 MB/s).
Los DVD tienen una capacidad de información mucho mayor (hasta 17 GB) en comparación con los CD. En primer lugar, se utilizan láseres con longitudes de onda más cortas, lo que permite colocar las pistas ópticas con mayor densidad. En segundo lugar, la información de los DVD se puede grabar en dos caras, con dos capas en una cara.
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| Arroz. 4.7. CD-ROM y DVD-ROM |
La primera generación de unidades de DVD-ROM proporcionaba velocidades de lectura de información de aproximadamente 1,3 MB/s. Actualmente, las unidades de DVD-ROM de 16 velocidades alcanzan velocidades de lectura de hasta 21 MB/s.
Hay discos CD-R y DVD-R (R - grabables) que son de color dorado. La información en dichos discos se puede escribir, pero sólo una vez. En los discos CD-RW y DVD-RW (RW - ReWritable), que tienen un tinte "platino", la información se puede grabar muchas veces.
Para grabar y reescribir en discos, se utilizan unidades especiales de CD-RW y DVD-RW, que tienen un láser bastante potente que le permite cambiar la reflectividad de las áreas de la superficie durante el proceso de grabación. Estas unidades le permiten escribir y leer información de discos a diferentes velocidades. Por ejemplo, una unidad de CD-RW con la etiqueta "40x12x48" significa que los discos CD-R se escriben a una velocidad de 40x, los discos CD-RW se escriben a una velocidad de 12x y los discos CD-RW se leen a una velocidad de 48x.
Memoria flash. La memoria flash es un tipo de memoria no volátil que permite escribir y almacenar datos en chips. Las tarjetas de memoria flash (Fig. 1.8) no contienen partes móviles, lo que garantiza una alta seguridad de los datos cuando se utilizan en dispositivos móviles (computadoras portátiles, cámaras digitales, etc.).
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| Arroz. 4.8. tarjetas de memoria flash |
La memoria flash es un chip alojado en un paquete plano en miniatura. Para leer o escribir información, la tarjeta de memoria se inserta en unidades especiales integradas en dispositivos móviles o se conecta a una computadora a través de un puerto USB. La capacidad de información de las tarjetas de memoria puede alcanzar los 512 MB.
Las desventajas de la memoria flash incluyen el hecho de que no existe un estándar único y diferentes fabricantes producen tarjetas de memoria que son incompatibles entre sí en tamaño y parámetros eléctricos.
Preguntas a considerar
1. ¿Cuáles son las reglas básicas para almacenar y utilizar varios tipos de medios de almacenamiento?
Tareas practicas
4.4. Compile una tabla comparativa de los principales parámetros de los dispositivos de almacenamiento de información (capacidad, velocidad de intercambio, confiabilidad del almacenamiento de información, costo de almacenar un megabyte).
