Главная / Информатика / Исследовательская работа "Физическая надежность электронных носителей информации"

Исследовательская работа "Физическая надежность электронных носителей информации"

Носители информации

Носитель информации

Выбор носителя информации чрезвычайно актуален практически для любого пользователя компьютера, поскольку все сталкиваются с проблемами хранения и передачи файлов с данными, будь то музыкальные файлы, фотографии, документация. Требования у пользователей к носителям информации различны - они определяются объемом информации, удобством работы с носителем информации, решаемыми задачами, а также надежностью

Рассмотрим основные электронные носители информации

Дискета (ГМД гибкий магнитный диск) — портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х — конце 1990-х годов. Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или жёсткой. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства — дисковода гибких дисков (флоппи-дисковода).

 

hello_html_38dd23b0.jpg

 Наиболее распространены 3,5-дюймовые дискеты. Их магнитный диск помещен в прочный пластмассовый корпус. Зона контакта магнитных головок с поверхностью диска закрыта специальной шторкой (задвижкой), отодвигаемой только внутри накопителя. Скорость чтения/записи для 3,5-дюймового дисковода составляет около 63 Кбайт/с, среднее время поиска — порядка 80 мс.

По степени надежности дискеты уступают многим другим сменным носителям (компакт-дискам, флэш-памяти), так как хранящиеся на них данные могут быть повреждены вследствие (даже не очень значительного) механического или магнитного воздействия, размагничивания при длительном хранении.

Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Массовое вытеснение дискет из обихода началось с появлением перезаписываемых компакт-дисков, и особенно, носителей на основе флэш-памяти, обладающих гораздо меньшей удельной стоимостью, на порядки большей емкостью, большим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью.

[7]

Накопитель на жестких магнитных дисках или НЖМД (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD), жёсткий диск — устройство хранения информации, основанное на принципе магнитной записи. Является основным накопителем данных в большинстве компьютеров. Этот носитель информации по быстродействию, бесшумности, надежности, емкости, удобству работы и универсальности интерфейса не имеет равных среди остальных типов носителей. Максимальная емкость этого носителя информации не только выше любого другого, но и продолжает стремительно возрастать. Конкуренция в сфере производства винчестеров и, как следствие, дальнейший рост производительности этих устройств и снижение цен делают этот тип носителей информации еще более перспективным для пользователей.[6]

Жёсткий диск состоит из гермоблока и блока электроники . В гермоблоке размещены все механические части, на плате – вся управляющая электроника, за исключением предусилителя, размещенного внутри гермоблока в непосредственной близости от головок. 

hello_html_m49a0aa31.jpg

 

Гермоблок

 

Гермоблок включает в себя корпус из прочного сплава, собственно диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя. Блок головок – пакет рычагов из пружинистой стали (по паре на каждый диск). Одним концом они закреплены на оси рядом с краем диска. На других концах (над дисками) закреплены головки.

hello_html_1069e3e3.jpg

 

Диски (пластины), как правило, изготовлены из металлического сплава. Хотя были попытки делать их из пластика и даже стекла, но такие пластины оказались хрупкими и недолговечными. Обе плоскости пластин покрыты тончайшей пылью ферромагнетика – окислов железа, марганца и других металлов. Точный состав и технология нанесения держатся в секрете. Большинство устройств содержит 1 или 2 пластины. Вопреки расхожему мнению, внутри гермоблока нет вакуума. Производители делают её герметичной (отсюда и название) и заполняют очищенным и осушенным воздухом или нейтральными газами, в частности, азотом и выравнивают давление, которое необходимо, чтобы предотвратить деформацию корпуса гермоблока при перепадах атмосфорного давления и температуры, а так же при прогреве устройства во время работы.

 

Блок электроники

 

hello_html_6b544854.jpg

Блок электроники состоит из интерфейсного блока. Блока ПЗУ и блока цифровой обработки.

Хотя жесткий диск сделан из довольно прочных материалов, достаточно герметичен, прочно закреплен в системном блоке, и производители гарантируют его долговременную и надежную работу, он имеет свои уязвимые места. Его нельзя подвергать ударам, резким изменения пространственной ориентации в процессе работы. Блок электроники выходит из строя из-за неправильного подключения +5В +12В, плохого качества блоков питания, подсоединения винчестера при работающем компьютере и т.д. [9]


Лазерные диски

hello_html_m1aea39f1.jpg

 

Лазерные, или оптические, диски внешне напоминают обычный музыкальный компакт-диск . Благодаря незначительным размерам и большому объему хранимой информации, надежности и долговечности лазерные диски стали популярными носителями информации. Объем информации, хранящейся на лазерном диске диаметром 120 мм , достигает 650 Мбайт. Название диска определяется методом: записи и считывания информации. Информация на дорожке создается мощным лазерным лучом, выжигающим на зеркальной поверхности диска впадины, и представляет собой чередование впадин и отражающих участков. При считывании информации зеркальные островки отражают свет лазерного луча и воспринимаются как единица, впадины не отражают луч и соответственно воспринимаются как ноль.

Бесконтактный способ считывания информации с помощью лазерного луча определяет долговечность и надежность компакт-дисков. Как и магнитные диски, оптический диск относится к устройству с произвольным доступом к информации. Обычно компьютеры оснащаются дисководами, которые имеют источник слабого лазерного луча, способного только считывать информацию с лазерного диска.

Оптические носители имеют ряд особенностей, которые позволяют рассматривать их как перспективные носители для долговременного хранения информации, а именно:

  1. бесконтактное считывание информации, что обеспечивает доступ к содержанию документа без нарушения оригинала и возможность долговременного хранения информации;

  2. возможность применения высокостабильных материалов для изготовления оптических дисков;

  3. использование универсальных защитных контейнеров для всех типов оптических дисков.

  4. Использование оптических носителей позволяет решать основные проблемы по обеспечению долговременного хранения цифровой информации.

[5]

При эксплуатации и хранении оптические носители нельзя подвергать их различным механическим воздействиям: ронять, сгибать, хранить диски в очень жарком или очень влажном помещении, наносить надписи, пометки на пишущую поверхность диска (которую «читает» лазер). Необходимо оберегать их от воздействия прямых солнечных лучей, т.к. информация записывается на DVD с помощью органических химических веществ (на основе цианина или фталоцианина), которые под воздействием солнечных лучей постепенно распадаются. Поэтому лучше хранить диски в затемненных местах и желательно в вертикальном положении, когда гравитационные деформации играют меньшую роль. Лазерные диски нельзя чистить круговыми движениями, использовать при чистке абразивные материалы и растворители на основе нефтепродуктов. [10]

 

Флеш - карты

Флешка (флэшка) или usb flash drive — носитель информации, подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный интерфейс USB. Флэш-память получила свое название благодаря тому, как производится стирание и запись данного вида памяти. Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти (в начале 1980-х) как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти «in a flash» — в мгновение ока.

 

hello_html_m2f2f8f39.jpg

 Вначале портативные флэш-носители появились в виде компактных карт памяти (флэш-карты). Однако использование их в качестве сменных носителей сопряжено с некоторыми неудобствами. Так, для считывания флэш-карт необходим специальный картридер Поэтому неудивительно, что возникла идея создания единого устройства, которое объединяет в одном корпусе микросхемы флэш-памяти, контроллер и разъем USB. Так появились первые сменные флэш-накопители с интерфейсом USB.

Флэш-носители являются энергонезависимыми, то есть данные в них не пропадают после отключения питания и теоретически способны храниться до 100 лет. Устройства с флэш-памятью миниатюрны, они очень легкие, высоконадежные, отличаются лёгкостью перезаписывания файлов, большими объёмами (до 64 гигабайт на сегодняшний день) и обладают низким энергопотреблением. Благодаря этим свойствам флэш стала самым популярным носителем для портативных цифровых устройств (цифровые камеры, карманные компьютеры, аудиоплейеры и т. д.).


К недостаткам этого вида носителей информации относятся:

1) механические поломки: флэш-диски зачастую имеют непрочный корпус, тонкую плату, слабое крепление разъема USB. Карты памяти бывают слабы на изгиб, у них может расслаиваться корпус, выпадать задвижка разрешения записи, смещаться разделители контактов и истираться сами контакты. Изгибные нагрузки повреждают корпус, вызывают микротрещины на плате, приводят к нарушению контактов и растрескиванию деталей. От ударов и падений страдает кварцевый резонатор. У большинства устройств негерметичный корпус, пропускающий воду, поэтому при покупке лучше выбирать флэшки с прочным прорезиненным или металлическим, не слишком тонким корпусом.

2) Электрические и тепловые повреждения: нестабильное электропитание, а также разряды статики – частая причина неисправности флэш-дисков. Многие нынешние модели имеют слабую защиту от перепадов напряжения, и случайные броски выводят их из строя. Проблема нагрева, для флэш-дисков, разумеется, не так актуальна, как для жестких дисков с их механикой. Но и здесь кроется причина поломок.

Повышенная температура эксплуатации вредна и для чипов флэш-памяти. Хотя по спецификациям они выдерживают до 125º, на практике, уже начиная с 70º, их ресурс резко падает, а вероятность сбоев растёт. Достичь такого нагрева проще, чем кажется: «помогает» соседство с силовыми деталями в тесном корпусе. Реальна опасность их повреждения флеш-носителей статическим разрядом в процессе вставки или извлечения.

От статики и перегрева, лучше других защищены флэш-диски в металлических корпусах.

3) Влияние внешних электромагнитных полей. Неоднократно наблюдались сбои в работе флэш-дисков, когда рядом находился мобильный телефон. Имеются также сообщения о порче информации после досмотра багажа в аэропортах. Пока не накоплена достоверная статистика по данному вопросу, стоит подстраховаться: держать флэшки подальше от включённых мобильников, а перед полетом брать в ручную кладь.



Исследовательская работа "Физическая надежность электронных носителей информации"
  • Информатика
Описание:

 

В данной научно-исследовательской работе отражена такая характеристика современных носителей информации как надежность.

Человечество за тысячелетия своего существования накопило огромное количество информации. Мозг человека не в состоянии хранить такой объем ее и без искажения передавать. Поэтому для хранения использовались природные средства: рисунки на стенах пещер, скалах. Носители информации непрерывно совершенствовались, появились: пергамент, папирус, береста, бумага, фотопленка, перфорационные носители, магнитные, оптические носители и с каждым годом появляются более современные и удобные носители информации.

Актуальность исследования  в наш век стремительной информатизации, когда объемы информации увеличиваются с каждым днем, важным вопросом стало сохранение этого потока информации. С появлением современных электронных носителей информации, важно уметь выбрать из них самые надежные, с точки зрения физических свойств и с точки зрения надежности хранения и считывания информации.           

Объектом исследования являются электронные носители: гибкие магнитные диски (дискеты), жесткий диск, оптические диски и флеш-диски.

 

Целью данного исследования является сравнительный анализ различных электронных носителей, на основе рассмотрения их физических свойств.

Автор Бочкарева Людмила Андреевна
Дата добавления 18.11.2014
Раздел Информатика
Подраздел Другое
Просмотров 1532
Номер материала 2273
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓