Файл: Магнитные носители информации. Запись информации на магнитные носители.pdf

Введение

Для того чтобы хранить информацию люди в разные времена использовали разные материальные объекты: камни, глиняные таблички, пергамент, папирус, бумагу, магнитную ленту, наконец, появились диски – магнитные и лазерные. Всё это – носители информации.

Носитель информации – это любой материальный объект, используемый для закрепления и хранения на нём информации.

Информационное общество характеризуется многими чертами, одной из которых является то, что информация становиться важнейшим фактором развития общества. Сохранение, развитие и рациональное использование документного ресурса имеют огромное значение для любого общества и государства.

Отличительной чертой сегодняшнего этапа развитие человека является представление информации не только в печатной и других аналоговых формах, но и электронной, цифровой форме, что позволяет принципиально иначе создавать, хранить, организовывать доступ и использовать электронные документы.

В природе естественным носителем информации является человеческая память. И все же с давних лет человек пользуется посторонними подсобными средствами для хранения информации, которые в начале были самыми примитивными. Историческими вехами на пути развития средств хранения информации явились создание письменности, изобретение сначала папируса, потом - пергамента и бумаги, а затем и книгопечатания.

В наше же время количество материальных носителей значительно возросло. Одно осталось неизменным требования к хранению, равно как и объем хранимой информации с развитием человечества только увеличивается, а точное время, когда информация обесценится, как правило, не известна. Исходя из того общество стремится всегда выбрать лучшие носители, чтобы сохранить

важную информацию.

1 Классификация материальных носителей информации

В зависимости от качественных характеристик, а также от способа документирования современные материальные носители можно классифицировать следующим образом: бумажные, фотографические, носители механической звукозаписи, магнитные, оптические (лазерные) и др.

Передача документированной информации во времени и пространстве непосредственно связана с физическими характеристиками её материального носителя. Документы, будучи массовым общественным продуктом, отличаются сравнительно низкой долговечностью. Решение проблемы долговечности часто

---

приводило к увеличению стоимости носителя информации.

Важнейшим материальным носителем информации по-прежнему остаётся бумага. В зависимости от свойств она делится на классы (для печати, для письма, для машинописи, декоративная, упаковочная и др.) и виды (типографская, офсетная, газетная, мелованная, картографическая, ватманская, документная и т. д.).

В 1975 г. Международной организацией по стандартизации была принята система размеров бумаги — ISO 216 Стандарт состоит из трёх серий: A (основная), B и C. Форматы бумаги ISO в настоящее время широко используются во всех промышленно развитых странах.

Бумага обладает относительной дешевизной, доступностью, удовлетворяет необходимым требованиям по своему качеству и т. д., но при этом является горючим материалом, боится излишней влажности, плесени, солнечных лучей, нуждается в определённых санитарно-биологических условиях.

Еще одним материальным носителем информации является фотографические носители. По форме фотоплёнки могут быть листовыми и рулонными. Киноплёнка является фотографическим материалом на гибкой прозрачной подложке, имеющей с одного или обоих краёв отверстия — перфорации. Старение фотоматериалов проявляется в увеличении так называемой фотографической вуали, повышении хрупкости плёнок, нарушении цветового баланса и т. д. Вместе с тем плёночный носитель является сравнительно долговечным материалом и может храниться, по расчётам специалистов, не менее 500 лет.

За более чем вековую историю механической звукозаписи неоднократно менялись и материалы, и форма носителей звуковой информации: фонографические валики, граммофонные пластинки (стеклянные, эбонитовые, пластмассовые и др.). Срок службы граммофонных пластинок определяется их механическим износом.

В 1900 году в аппаратах Поульсена появились первые носители магнитной записи в виде стальной проволоки диаметром до 1 мм. Широкомасштабное применение магнитной записи началось со второй половины 1920-х гг., когда была изобретена порошковая магнитная лента. Первые магнитофоны были катушечными. В 1963 г. фирмой Philips была разработана кассетная запись. Одним из серьезных недостатков магнитной ленты было отсутствие возможности прямого доступа к записанной информации. Для этого ленту необходимо сначала перемотать на нужное место, что существенно увеличивает время считывания информации.

Для магнитных носителей характерна высокая чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям, они также подвержены физическому старению. Магнитная лента со временем растягивается, в результате чего искажается записанная на ней информация.

---

Следующим материальным носителем является оптические (лазерные) диски. Впервые оптическая запись звуковых программ была осуществлена в 1982 г. фирмами «Sony» и «Philips» в лазерных проигрывателях на компакт-дисках, которые стали обозначаться аббревиатурой CD. Во второй половине 1990-х гг. появились новые носители документированной информации — цифровые универсальные диски DVD. Увеличение их ёмкости связано с использованием лазерного луча меньшего диаметра, а также двухслойной и двусторонней записи. По сравнению с магнитными носителями оптические диски более долговечны, поскольку срок их службы определяется химико-физической стабильностью среды, в которой они находятся.

Один из самых современных и перспективных носителей документированной информации — флэш-память, представляющая собой микросхему на кремниевом кристалле. Это особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Налажено производство и так называемых неподвижных флэш-дисков еще большей емкости. Носители на базе флэш-памяти могут хранить записанную информацию очень длительное время.

В настоящее время продолжается интенсивный поиск информационно ёмких и одновременно достаточно стабильных и экономичных носителей. Активно ведутся работы по созданию компактных носителей информации.

2 Запись информации на магнитные носители

В 1850 году появилась на свет первая грампластинка. Которая использовалась в качестве носителя различных звуковых данных — на неё записывали различные музыкальные мелодии, речь человека, песни.

Сама технология записи на пластинки была довольно простой. При помощи специального аппарата в специальном мягком материале, виниле, делались засечки, ямки, полоски. И из этого получалась пластинка, которую можно было прослушать при помощи специального аппарата — патифона или проигрывателя. Патифон состоял из: механизма, вращающего пластинку вокруг своей оси, иглы и трубки.

На рисунке 1 представлена схема воспроизведения информации на виниловой пластинке.

Рисунок 1 Схема воспроизведения информации, записанной на виниловые носители. 1-виниловая пластинка; 2-игла

Приводился в действие механизм, вращающий пластинку, и ставилась игла на пластинку. Игла плавно плыла по канавкам, прорубленным в пластинке, издавая при этом различные звуки в зависимости от глубины канавки, её ширины, наклона и т.д., используя явление резонанса. А после труба, находившаяся около самой иголки, усиливала звук, высекаемый иголкой.

---

Почти такая же система и используется в современных устройствах считывания магнитной записи. Функции составных частей остались прежними, только поменялись сами составные части, вместо виниловых пластинок теперь используются ленты с напыленным на них сверху слоем магнитных частиц, а вместо иголки специальное считывающее устройство. А трубка, усиливающая звук, исчезла совсем, и на её место пришли динамики, использующие уже более новую технологию воспроизведения и усиления звуковых колебаний. А в некоторых отраслях, в которых применяются магнитные носители (например, в компьютерах) пропала необходимость использования таких трубок.

Магнитная лента состоит из полоски плотного вещества, на которую напыляется слой ферромагнетиков. Именно на этот слой запоминается информация. Процесс записи также похож на процесс записи на виниловые пластинки - при помощи магнитной индукционной вместо специального аппарата.

На головку подаётся ток, который приводит в действие магнит. Запись звука на плёнку происходит благодаря действию электромагнита на плёнку. Магнитное поле магнита меняется в такт со звуковыми колебаниями, и благодаря этому маленькие магнитные частички (домены) начинают менять своё местоположение на поверхности плёнки в определённом порядке, в зависимости от воздействия на них магнитного поля, создаваемого электромагнитом.

А при воспроизведении записи наблюдается процесс обратный записи: намагниченная лента возбуждает в магнитной головке электрические сигналы, которые после усиления поступают дальше в динамик (рисунок 2).

Рисунок 2 Схема магнитной индукционной головки: 1-магнитная лента; 2-сердечник электромагнита; 3-обмотка электромагнита; 4-рабочий зазор

Данные, используемые в компьютерной технике, записываются на магнитные носители таким же образом, с той разницей, что для данных нужно меньше места на плёнке, чем для звука.

В наши дни магнитная запись информации не теряет свое значение. Этому способствуют следующие свойства магнитной записи:

• магнитная запись позволяет немедленно воспроизвести записанный сигнал (например, для контроля качества записи);
• обеспечивает высокое качество записи;
• допускает практически бесконечно большое число повторных воспроизведений без потери качества;
• простота эксплуатации аппаратуры;
• возможность монтажа фонограмм;
• возможность тиражирования;
• возможность длительного хранения;
• самая низкая стоимость производства записи

---

Не смотря на ряд преимуществ магнитной записи, ей также присуще недостатки. К ним можно отнести:

• наличие искажений за счет копирэффекта;
• относительно небольшой срок службы магнитных головок из-за абразивного действия носителя;
• возможность ухудшения качества и, даже, полного уничтожения

записи при воздействии внешних магнитных полей, резких изменений температуры или механических воздействий

3 Магнитные носители информации

В 1950 году магнитные проволока, лента, карта, барабан и диск начали использоваться для записи, хранения и считывания информации в первых электронных цифровых вычислительных машинах.

В 60–80-е годы для хранения и использования больших массивов информации использовались накопители на магнитных лентах, похожие на большие магнитофоны.

С появлением персональных компьютеров магнитные ленты стали использоваться в основном для архивирования больших объемов информации.

В настоящее время материальные носители магнитной записи классифицируют:

• по геометрической форме и размерам (форма ленты, диска, карты и т.д.);
• по внутреннему строению носителей (два или несколько слоёв различных материалов);
• по способу магнитной записи (носители для продольной и перпендикулярной записи);
• по виду записываемого сигнала (для прямой записи аналоговых сигналов, для модуляционной записи, для цифровой записи).

Магнитный диск носитель информации в виде диска с ферромагнитным покрытием для записи. Магнитные диски делятся на жесткие и гибкие (дискеты).

Жесткий магнитный диск (винчестер)— это круглая плоская пластинка, изготовленная из твердого материала (металла), по­крытого ферромагнитным слоем. Он предназначен для постоянного хранения информации, используемой при работе с персональным компьютером и устанавливаются внутри него.

Винчестеры значительно превосходят гибкие диски. Они имеют лучшие характеристики емкости, надежности и скорости доступа к информа­ции. Поэтому их применение обеспечивает скоростные характеристи­ки диалога пользователя и реализуемых программ, расширяет системные возможности по использованию баз дан­ных, организации многозадачного режима ра­боты, обеспечивает эффективную поддержку механизма виртуальной памяти. 

Гибкий диск (флоппи-диск) или дискета — это диск, изготовленный из пластика, покрытого ферромагнитным слоем. Гибкий магнитный диск  широко используется в персональных компьютерах и является сменным носителем документированной ин­формации. Он хранится вне компьютера и устанавливается в накопитель по мере необходимости. 

---