Магнитные носители информации

К магнитным носителям информации относятся диске́ты (англ. floppy disk) и жесткие диски (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD).

Диске́та

Диске́та(англ. floppy disk) — портативный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных, представляющий собой помещённый в защитный пластиковый корпус гибкий магнитный диск, покрытый ферромагнитным слоем. Размер дискеты определяется по радиусу флоппи-диска и равен 3,5 дюйма или 89 миллиметрам.

Флоппи-диск был изобретён в 1967 году исследователем компании IBM Аланом Шугартом. Первые флоппи представляли из себя диски с диаметром 8 дюймов и назывались "гибкими дисками". Когда размер уменьшился (до 5,2 дюймов), то "диски" стали "дискетами".

В середине 80-х годов дискета "ужалась" до 3,5 дюймов, но вместимость увеличилась почти в 7 раз - вместимость неформатированной дискеты составляет 2 МВ (1,44 МВ в форматированном состоянии).

Принцип работы

Флоппи - диск разбит на концентрически расположенные дорожки. Дорожки, в свою очередь, разбиты на секторы. Перемещение головки для доступа к различным дорожкам осуществляется при помощи специального привода позиционирования головки, который перемещает в радиальном направлении блок магнитных головок от одной дорожки к другой. Доступ к различным секторам внутри дорожки осуществляется просто за счет вращения носителя. Интересно, что нумерация дорожек начинается с «0», а секторов — с «1», причем эта система впоследствии была перенесена и на жесткие диски.

Принцип записи информации на дискету — такой же, как и в магнитофоне: происходит непосредственный механический контакт головки с магнитным слоем, нанесенным на искусственную пленку — майлар. Этим обусловливается невысокая скорость чтения/записи (носитель не может быстро двигаться относительно головки), невысокие надежность и долговечность (ведь происходит механическое стирание, износ носителя). В отличие от магнитофона, запись осуществляется без высокочастотного подмагничивания — перемагничиванием материала носителя до насыщения.

Жесткий диск (англ. hard (magnetic) disk drive, HDD, HMDD)

История жестких дисков берёт свое начало с 1956 года, когда компания IBM выпустила накопитель на жестких магнитных дисках IBM 350(RAMAC), который был чем-то похож на холодильник и имел на тот момент колоссальный объем - целых 5 МБ. Весила вся эта конструкция 971кг.

Естественно с ростом технологий постепенно увеличивался как объем, так и скорость записи данных, соответственно уменьшался и сам размер накопителей. В 1973 году всё та же компания IBM выпустила накопитель несколько меньших размеров - 3340,который напоминал маленький "шкафчик", и именно с этого года жесткий диск получил неофициальное название "Винчестер".

В 1980 году компания Seagate выпустила первый накопитель размером всего 5'25 дюйма, и это достижение позволило использовать их в ПК. На тот момент накопитель размером в 5'25 дюймов приобрел небывалую популярность и стал повсеместно использоваться на всех компьютерах.

В дальнейшем шотландская фирма Rodime выпустила накопитель размером 3'5 дюйма, что в следствии и послужило становлением одного из важнейших форм-факторов во всей индустрии накопителей. Первоначально такой форм -фактор использовался только на портативных ПК, но в итоге получил всеобщее признание и в обычных персональных компьютерах.

Принцип работы

Магнитные головки считывают и записывают информацию на диски. Принцип записи в общем схож с тем, который используется в обычном магнитофоне. Цифровая информация преобразуется в переменный электрический ток, поступающий на магнитную головку, а затем передается на магнитный диск, но уже в виде магнитного поля, которое диск может воспринять и "запомнить". Магнитное покрытие диска представляет собой множество мельчайших областей самопроизвольной (спонтанной) намагниченности. Для наглядности можно представить, что диск покрыт слоем очень маленьких стрелок от компаса, направленных в разные стороны. Такие частицы-стрелки называются доменами. Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с его направлением. После прекращения действия внешнего поля на поверхности диска образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом сохраняется записанная на диск информация. Участки остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней электродвижущую силу, изменяющуюся в зависимости от величины намагниченности. Пакет дисков, смонтированный на оси-шпинделе, приводится в движение специальным двигателем, компактно расположенным под ним. Скорость вращения дисков, как правило, составляет 7200 об./мин. Для того, чтобы сократить время выхода накопителя в рабочее состояние, двигатель при включении некоторое время работает в форсированном режиме. Поэтому источник питания компьютера должен иметь запас по пиковой мощности. Теперь о работе головок. Они перемещаются с помощью прецизионного шагового двигателя и как бы "плывут" на расстоянии в доли микрона от поверхности диска, не касаясь его. На поверхности дисков в результате записи информации образуются намагниченные участки, в форме концентрических окружностей. Они называются магнитными дорожками. Перемещаясь, головки останавливаются над каждой следующей дорожкой. Совокупность дорожек, расположенных друг под другом на всех поверхностях, называют цилиндром. Все головки накопителя перемещаются одновременно, осуществляя доступ к одноименным цилиндрам с одинаковыми номерами.