1.3 Stockage magnétique

Classification et principales caractéristiques des variateurs. Des appareils qui diffèrent par le type de média, la méthode d'enregistrement et la nature de l'utilisation des informations, la méthode d'accès, etc. sont utilisés comme VSD.

En fonction du type de support, une distinction est faite entre les VSD avec support mobile et fixe. Si la recherche, l'enregistrement et la lecture d'informations s'accompagnent d'un mouvement mécanique du support, ces VSD sont alors appelés lecteurs à support mobile (lecteurs de disque magnétique NMD), disques optiques (ODD), bandes magnétiques (NMT). Si aucun mouvement mécanique ne se produit pendant la recherche, l'écriture ou la lecture, alors le VSD est un lecteur avec un support fixe (lecteurs basés sur des domaines magnétiques cylindriques - CMD). Moins couramment, l'enregistrement volumétrique est utilisé dans les VSD - mémoires à semi-conducteurs, dispositifs à couplage de charge.

Sur la base de la méthode d'enregistrement, une distinction est faite entre les VCD avec enregistrement magnétique et optique (magnéto-optique).

De par la nature de l'utilisation des informations - des dispositifs de mémoire permanente, qui permettent uniquement la lecture d'informations, des dispositifs de mémoire avec une seule écriture (après quoi seulement une lecture) et des écritures multiples (un nombre arbitraire d'enregistrements et de lectures).

Selon la méthode d'accès aux informations - lecteurs à accès séquentiel et direct.

Le VZU est généralement caractérisé par les paramètres suivants :

− capacité mémoire;

− débit ou vitesse de lecture-écriture ;

− temps d'accès, c'est-à-dire l'intervalle de temps entre le moment de la demande et le moment où le bloc est émis.

Densité d'enregistrement VSD b. On entend ici le nombre de bits d'information enregistrés sur une unité de surface médiatique ; Ce densité superficielle. Il y a aussi densité longitudinale bl, bit/mm, c'est-à-dire le nombre de bits par unité de longueur de support le long du vecteur vitesse, et densité croisée bq, bit/mm, c'est-à-dire le nombre de bits par unité de longueur du support dans la direction perpendiculaire au vecteur vitesse.

La densité d'enregistrement détermine les dimensions géométriques du lecteur, ses paramètres de performances et la capacité de mémoire.

Le principe de l'enregistrement d'informations sur une surface magnétique. En tant que support de stockage, les appareils d'enregistrement magnétique utilisent des revêtements en poudre et galvaniques appliqués sur un support non magnétique - un substrat. Le Dacron est utilisé comme substrat pour les bandes magnétiques. La méthode d'enregistrement/lecture en NML est le contact, la tête magnétique est en contact mécanique avec le support magnétique.

Les disques et tambours magnétiques sont recouverts de revêtements métalliques à base de nickel, cobalt, tungstène, appliqués par galvanoplastie. L'épaisseur du revêtement varie de 0,01 à 1 micron.

Les disques magnétiques flexibles (disquettes) sont découpés dans un film magnétique. Les lecteurs de disquettes magnétiques (FMD) utilisent également la méthode de contact, contrairement aux lecteurs de disques magnétiques durs (HDD) et aux disques durs, où la méthode d'écriture-lecture est sans contact.

Pour magnétiser des sections individuelles du revêtement magnétique à des fins d'enregistrement, une tête magnétique ou un bloc de têtes magnétiques est utilisé, constitué d'un noyau magnétique avec un entrefer et d'une bobine d'inductance enroulée dessus.

Lecteurs de disquettes. Le dispositif (NGMD) (Figure 1.19) comprend un GMD, cinq systèmes principaux (mécanisme d'entraînement, mécanisme de positionnement, mécanisme de centrage et de fixation, système de contrôle et de surveillance, système d'enregistrement-lecture) et trois capteurs spéciaux (capteur de trou d'indexation, capteur d'interdiction d'écriture , piste capteur 00).

La surface utilisable du disque est un ensemble de pistes situées à un certain pas. La numérotation des pistes commence de l'extérieur (piste zéro). La position de la piste 00 est déterminée dans le variateur à l'aide d'un capteur photoélectrique spécial. La piste elle-même est divisée en sections d'enregistrement distinctes de longueur égale - secteurs. Le début des sections de lecture-écriture sur les pistes est déterminé par un trou d'index rond spécial sur le disque. Lorsque le trou d'indexation passe sous la fenêtre correspondante de la cassette lors de la rotation du disque, un autre capteur photoélectrique génère une courte impulsion électrique qui détecte la position du début de la piste.

En HDMI, deux méthodes d'enregistrement principales sont utilisées : la méthode de modulation de fréquence (FM) et la méthode FM modifiée.

Adaptateurs pour lecteurs de disquettes. L'adaptateur de lecteur flottant traduit les commandes provenant de la ROM du BIOS en signaux électriques qui contrôlent le lecteur flottant, et convertit également le flux d'impulsions lu à partir de la disquette en informations perçues par le PC. Structurellement, l'équipement électronique de l'adaptateur peut être placé sur la carte système. L'une des options pour construire un schéma fonctionnel d'un adaptateur d'entraînement à pied plat est illustrée à la figure 1.20.

Le bloc fonctionnel principal de l'adaptateur de lecteur flottant est le contrôleur de lecteur flottant, qui est généralement implémenté structurellement sous la forme d'un LSI (circuits intégrés 8272 Intel, 765 NEC, etc.). Ce contrôleur permet de contrôler le fonctionnement du variateur de flotteur et détermine les conditions d'échange avec le processeur central.

Le contrôleur du variateur flottant exécute l'ensemble de commandes suivant : positionnement, formatage, lecture, écriture, vérification de l'état du variateur flottant, etc. Chaque commande est exécutée en trois phases : préparatoire, exécution et finale.

Lecteurs Zip.Les lecteurs Zip sont disponibles en modèles internes SCSI et ATAPI et en périphériques externes connectés via un port parallèle ou des interfaces SCSI et USB. Les disques Zip ont une capacité maximale de 250 Mo (pris en charge par tous les lecteurs sauf le modèle USB). La vitesse de transfert maximale des premiers modèles Zip atteignait 1,4 Mo/s, avec un temps d'accès moyen d'environ 30 ms. Les nouveaux modèles sont un peu plus rapides. En termes de caractéristiques de vitesse, ils sont comparables, par exemple, aux lecteurs d'enregistrement CD-RW modernes, légèrement inférieurs en vitesse de lecture et en temps d'accès au disque, mais supérieurs en vitesse d'écriture.

Une autre option pour les lecteurs amovibles basée sur l'utilisation de disques magnétiques souples est la technologie dite floptique. Cette solution implique que le positionnement de la tête de lecture/écriture soit réalisé à l'aide d'un faisceau laser sur la piste de service (servo-track), et que les opérations de lecture et d'écriture elles-mêmes soient réalisées à l'aide d'une méthode magnétique standard.

Les appareils modernes ont une vitesse de transfert de données de 1,1 Mo/s (ATAPI). Pour les disques SCSI, ce chiffre est encore plus élevé : jusqu'à 4 Mo.

Banderoles.Ils sont utilisés à des fins d’archivage ou de sauvegarde car ils utilisent une bande magnétique comme support de stockage. (lavsan, polyester ou film d'acétate), recouvert de ferrolaque appliqué dans un champ magnétique pour orienter les domaines plats le long de l'axe de facile magnétisation.

Selon le type de lecteur et, par conséquent, le support, des bandes de différentes largeurs et longueurs sont utilisées, allant de 3,61 mm pour les mini-cassettes à 35 mm pour les bobines (bobines). Le ruban le plus couramment utilisé a une largeur de 12,7 mm ; Avec une plus grande largeur, des distorsions de bande se produisent et le bloc de têtes magnétiques devient plus compliqué. L'emplacement des informations dépend de la largeur de la bande. Sur des bandes étroites, les informations sont enregistrées dans un code série, sur des bandes larges - en parallèle. L'enregistrement en code parallèle-série est également utilisé.

La figure 1.21 montre le placement des informations sur le ML lors d'un enregistrement série-parallèle sur 11 pistes. Chaque piste possède sa propre tête magnétique : 8 têtes d'information, une tête d'impulsion de synchronisation et une tête de démarrage de zone.La recherche d'une zone passe le plus de temps - cela peut atteindre plusieurs minutes selon l'emplacement de la zone souhaitée sur la bande. Des mécanismes de transport de bande assurent l'avancement de la bande à des vitesses de 0,9 à 6,3 m/s. et vitesse d'échange d'informations de 30 Ko/s à 1,5 Mo/s. Pour garantir un démarrage et un arrêt rapides de la bande, le mécanisme de transport de bande NML comporte des colonnes à vide, qui sont des dispositifs tampons contenant une certaine quantité de bande sous la forme d'une boucle de compensation.

UN) placement de zones de longueur arbitraire sur le ruban ;

b) placement des informations dans la zone

Figure 1.21 - Placement d'informations sous forme série-parallèle de placement d'informations sur une bande magnétique NML

Les contrôleurs NML remplissent les fonctions de contrôle des modes de fonctionnement du variateur en fonction des commandes reçues de l'ordinateur. Les contrôleurs NML sont standardisés et vous permettent de connecter jusqu'à 8 lecteurs de types différents dans n'importe quelle combinaison au canal de l'ordinateur.

Les NML sont connectés au contrôleur à l’aide d’une interface standard. Les plus couramment utilisés sont 8 bus de contrôle, 4 bus de drapeaux d'état et 8 bus de réponse. Les bus de contrôle et les bus de fonctionnalités sont communs à tous les NML connectés au contrôleur.

Dispositifs de stockage optiques et magnéto-optiques. Les dispositifs de mémoire externe optique ont une haute densité d'enregistrement d'informations, plusieurs ordres de grandeur supérieure à la densité des dispositifs de mémoire magnétique, puisque pour enregistrer un bit, une section sur le support avec des dimensions de l'ordre de la longueur d'onde de la lumière émise par laser ( environ 0,5 microns) est suffisant. Ce type de mémoire externe offre des performances et une fiabilité élevées.

L'enregistrement sur un support optique - un disque optique et la lecture à partir de celui-ci sont effectués à l'aide d'un faisceau laser. Les lasers sont capables de générer et d'amplifier des oscillations électromagnétiques dans les plages de 0,4 mm...0,78 microns (partie infrarouge du spectre optique, ce sont des masers), 0,78...0,38 microns (ondes de lumière visible) et 0,38. ..2 nm (partie ultraviolette du spectre).

Un disque optique numérique est constitué d'une couche de travail (enregistrement, information), sur laquelle un signalgramme d'information est appliqué sous la forme de certaines alternances de ses états, et d'une base sur laquelle se trouve cette couche de travail. La figure 1.22 montre la conception d'un CD double face Philips dans lequel deux couches de support transparentes sont liées ensemble pour former un espace clos pour les couches de travail.

Figure 1.22 - Conception d'un disque optique double face

Il y a une couche de miroir réfléchissante et un entrefer. Le support est en plastique. Le tellure et ses alliages, un alliage de sélénium, d'indium, de cuivre, d'aluminium, de nickel et de zinc, sont utilisés comme matériau de la couche de travail.

La conception de la tête optique destinée à l'écriture et à la lecture des disques est illustrée à la figure 1.23. Les CD les plus courants mesurent 119 mm (4,7 pouces) de diamètre. Un disque à écriture unique de ce diamètre contient 550 ou 680 Mo. Des disques d'un diamètre de 80 mm et d'une capacité de 200 Mo sont également produits.

Figure 1.23 - Tête optique de type combiné pour disques réinscriptibles

Les appareils d'enregistrement fonctionnent selon trois modes. En mode mono-session, l'intégralité du disque doit être gravée en un seul passage sans interruption. Le mode multi-session permet d'enregistrer des données sur plusieurs sessions, grâce à quoi les informations sur le disque sont présentées sous forme de volumes séparés, rappelant les partitions logiques d'un disque dur, et le mode incrémentiel permet d'enregistrer une partie de les données, arrêtez, puis continuez l’enregistrement.

Un OSD de disque optique se compose de deux parties : un lecteur de disque optique (ODS) et un dispositif de contrôle (CU), illustrés à la figure 1.24.

Figure 1.24 - Schéma fonctionnel généralisé d'un OSD de disque optique

Le lecteur effectue les processus d'enregistrement, de stockage, de lecture, d'effacement et de récupération d'informations.

Relation entre l'unité de contrôle et le GCDeffectué via des bus : commandes, états, adresses et en ligne : données d'enregistrement, données de lecture, synchronisation des données de lecture.

Canal d'enregistrement- la lecture (KZV) fait partie du canal d'information du VZU ​​sur l'OD. Avec son aide, l'enregistrement et la lecture des informations sur l'OD sont réalisés. Il se compose d'une partie optique et électrique. La partie optique du canal est appelée tête optique (OG).

Partie électrique du KZV pendant le processus d'enregistrement, convertit les signaux d'information provenant du contrôleur en une forme adaptée à l'enregistrement sur l'OD, et contrôle directement la mise en œuvre du processus d'enregistrement en modifiant l'intensité du faisceau laser incident sur le point d'enregistrement OD conformément aux informations signaux. Lors de la lecture, la partie électrique du KZV traite les signaux électriques provenant du photodétecteur : elle les génère, les détecte, les reconnaît et les transmet au contrôleur.

Les lecteurs MO haute vitesse utilisent une grande mémoire cache tampon (à partir de 4 Mo) en modes écriture et lecture.

Le système de récupération d'informations dans un GCD comprend un positionneur de tête optique, un lecteur OD et, dans le cas de GCD multidisques, un système de stockage, de sélection et de modification des OD.

Le positionneur OG est utilisé pour déplacer l'OG vers une piste OD donnée et maintenir le faisceau lumineux sur la piste pendant l'enregistrement et la lecture.

La figure 1.25 montre le schéma fonctionnel d'un CD-ROM.

Figure 1.25 - Schéma fonctionnel du CD-ROM

Composé:

- système de contrôle de rotation de servo-disque ;

- Système de positionnement servo pour dispositif de lecture laser ;

- système de mise au point automatique asservie ;

- système d'asservissement de suivi radial ;

- système de lecture;

- circuit de commande de diode laser.

Le système de contrôle de rotation du disque asservi assure la vitesse linéaire constante de la piste de lecture sur le disque par rapport au spot laser. Les signes caractéristiques d'un bon fonctionnement sont des phases clairement visibles :

– démarrage et accélération de la rotation du disque ;

– état de rotation stable ;

– intervalle de freinage jusqu'à l'arrêt complet ;

– retirez le disque à l'aide du plateau du chariot et sortez-le du lecteur.

La figure 1.26 montre la structure des connexions du système de lecture d'informations opto-électroniques.

Figure 1.26 - Structure des connexions du système opto-électronique

lire des informations

Le système d'asservissement de positionnement de la tête de lecture d'informations assure une approche en douceur de la tête vers une piste d'enregistrement donnée avec une erreur ne dépassant pas la moitié de la largeur de la piste dans les modes de recherche de l'information requise et de lecture normale. Le système d'asservissement de suivi radial garantit que le faisceau laser reste sur la piste et offre des conditions optimales pour la lecture des informations.

La surveillance et le contrôle du mouvement vertical de la lentille de focalisation sont effectués sous l'influence du servofocus. Ce système assure une focalisation précise du faisceau laser lors du travail sur la surface de travail du disque.

Le système de lecture d'informations contient une matrice de photodétecteurs et des amplificateurs de signaux différentiels. Le fonctionnement normal de ce système peut être jugé par la présence de signaux haute fréquence à sa sortie lorsque le disque tourne.

Le système de contrôle de la diode laser fournit le courant d'excitation nominal de la diode dans les modes de démarrage du disque et de lecture des informations. Un signe du fonctionnement normal du système est la présence d'un signal RF d'une amplitude d'environ 1 V à la sortie du système de lecture.

VZU sur les matériaux contenant du CMD. Les domaines magnétiques cylindriques (CMD) sont des régions isolées uniformément magnétisées d'un aimant sous la forme de cylindres circulaires, dont la direction du vecteur de magnétisation est opposée à la direction de magnétisation du reste de l'aimant.

Pour créer des CMD, en pratique, on utilise sur un substrat de fines plaques planes parallèles - des films (épaisseur de 1 à 100 microns) de matériaux magnétiques à anisotropie induite lors du processus de fabrication, qui présentent une faible induction résiduelle de l'ordre de 0,01 - 0,02 Tesla.

VZU basé sur l'holographie. L'utilisation de la technologie laser pour saisir, stocker et émettre des informations sous forme d'images tridimensionnelles a permis de créer des supports d'affichage holographiques (SD). La capacité de mémoire des mémoires holographiques est pratiquement illimitée : la densité d'enregistrement théoriquement réalisable avec des hologrammes bidimensionnels est de 410 8 bits/cm2, et avec des hologrammes volumétriques - 41012 bits/cm 3 .

Dispositif de destruction d'urgence des informations des supports magnétiques 2S-994 « Priboy »

Apparemment, il est déjà clair pour un enfant qu'à notre nouvelle ère de l'information, un capital énorme n'est pas tant investi dans « les principaux moyens de production » (c'est-à-dire dans l'équipement, le carburant, les consommables et autres substances tout à fait tangibles), mais dans concepts immatériels de données, d’informations, de propriété intellectuelle et autres « non-sens ». Ce qui, en raison de son immatérialité, est encore souvent jugé de manière très frivole - notamment en raison de la prévalence généralisée du piratage et de « l'ouverture » et de la publicité de nombreuses ressources d'information. Dans le même temps, le volume et le rôle de « l’information juste » dans le monde moderne augmentent à un rythme alarmant, et son importance et son coût pour les parties intéressées sont parfois incomparablement plus élevés que le coût de substances totalement matérielles. Et le développement de la technologie informatique a joué un rôle énorme à cet égard, supplantant désormais presque complètement les sources non électroniques de stockage, de traitement et de transmission d'informations du marché. Ces tendances de développement dans le monde moderne nécessitent d’une part une amélioration constante de la qualité et de la fiabilité des systèmes de stockage de données électroniques. D’autre part, assurez-vous qu’en cas d’urgence, vos précieuses données ne tombent pas entre des mains indésirables. Et aujourd'hui, nous avons dans notre champ de vision un appareil qui contribue à cette dernière situation, c'est-à-dire un destructeur d'informations provenant de supports de stockage magnétiques, adapté à la fois à une utilisation professionnelle et « personnelle », y compris dans le cadre d'un PC ordinaire.

Soulignons immédiatement que le dispositif de destruction d'urgence des informations sur les supports magnétiques « Priboi » (2C-994) considéré ici, produit par l'entreprise nationale « » et recommandé comme moyen de protection des postes de travail individuels pour travailler avec des informations qui ne le sont pas. constitue un secret d'État, n'est pas vendu dans les magasins d'informatique ordinaires Mais vous pouvez toujours le trouver là-bas - dans le cadre des ordinateurs personnels (unités système) « les plus ordinaires » de la société IRBIS, qui nous l'a fourni pour tests.

Un tel ordinateur offre donc une sécurité accrue et est optimal pour les agences gouvernementales, les institutions financières et simplement les « bonnes personnes ». :) Le dispositif de destruction d'urgence des informations d'un disque dur est conçu, comme vous l'avez peut-être deviné, pour la destruction d'urgence des informations et la désactivation d'un disque dur installé dans un ordinateur à l'initiative de l'utilisateur lors d'une tentative d'accès non autorisé. Après cela, le fabricant garantit qu'aucun ordinateur ne pourra reconnaître votre disque et que personne ne pourra lire/récupérer les informations qui y sont stockées. L'appareil n'a aucun effet sur le fonctionnement de l'ordinateur, aussi bien en mode veille qu'en mode destruction. Et l'impulsion détruit les informations et désactive uniquement ce disque dur, sans avoir aucun effet sur les autres composants de l'ordinateur. L'appareil peut être utilisé quel que soit le mode de fonctionnement de l'ordinateur, même si le PC est déconnecté du réseau.

Apparence et structure du "Priboy"

On ne peut que se réjouir du sens de l'humour des créateurs de « Surf », qui ont donné un nom si ludique à un appareil capable de « clouer » un disque dur dans l'œuf - des collègues étrangers auraient probablement inventé quelque chose de pire comme un « Terminator-Eliminator » ou, pire encore, lui aurait donné le nom de votre femme/petite amie/chien. :)

Cet appareil faisant partie des ordinateurs K-Systems, cela ne sert évidemment à rien de parler d'emballage de marque et de kit de livraison au détail. Supposons donc que le broyeur lui-même soit transporté dans une petite boîte en carton avec un autocollant d'identification.

Le package Priboy comprend le broyeur lui-même, plusieurs vis de montage (pour fixer le disque dur dans l'unité et l'unité elle-même dans le boîtier du PC), une brève description, un ensemble de récepteur radio et une télécommande (émetteur radio, 2 pcs.), un support pour le boîtier du panneau arrière du PC avec les commandes, indications et cordon d'alimentation secteur nécessaires.

Le Surf destroyer est un bloc rectangulaire en métal lourd conçu pour être installé dans une baie de cinq pouces d'une unité système PC, à l'intérieur de laquelle se trouvent l'électronique et un électro-aimant contrôlé.

Sur le dessus du boîtier se trouve un emplacement pour fixer un disque dur destructible (« battable ») au format 3,5 pouces, et le disque dur est censé être installé « à l'envers », c'est-à-dire avec la carte tournée vers vers l'extérieur et le capot supérieur vers le bas - presque près de la découpe dans le boîtier métallique « Surf », qui (découpe) est recouverte de plastique (voir photo ci-dessus).

Sous cette forme, le broyeur avec un disque dur installé occupe deux compartiments standard de cinq pouces de l'unité système informatique en hauteur (sur la photo - les deux compartiments inférieurs),

et grâce à la disposition appropriée des trous de fixation latéraux, il peut être masqué de face par les habituels faux panneaux avant des compartiments de cette valise (comme s'il n'y avait rien ;)).

La partie « avant » du corps du broyeur ne comporte que des trous pour la ventilation, mais la partie arrière est équipée de deux connecteurs « propriétaires »,

dont l'un sert à alimenter l'alimentation (directement à partir du réseau 220 volts AC ; « Priboy » n'utilise aucune alimentation de l'ordinateur !), et l'autre est connecté aux signaux de commande et d'indication. Les deux câbles (alimentation et signaux) sont fournis à l'unité à partir d'une bande montée sur le panneau arrière du boîtier du PC.

Grâce à lui, un cordon d'alimentation est inséré dans le boîtier et sur la barre elle-même se trouvent une LED pour indiquer l'état actuel de l'appareil et un bouton, en appuyant sur lequel vous pouvez « tuer » le disque dur, c'est-à-dire tout détruire. des données à ce sujet. Cependant, aller « à l'arrière » du boîtier pour cela peut ne pas être très pratique (surtout si vous devez agir rapidement et que l'unité centrale se trouve sous une table ou dans une armoire ; en passant, vous devez faire attention à appuyant accidentellement sur ce bouton lors d'autres actions, par exemple la connexion des câbles à l'arrière). Par conséquent, pour faciliter la destruction des données, le Surf est livré avec une unité radio télécommandée qui (selon le fabricant) est capable de signaler la destruction à une distance allant jusqu'à 100 mètres.

L'unité radio se compose d'un petit émetteur connecté à l'intérieur du boîtier du PC aux contacts du connecteur de signal de l'exterminateur et équipé d'un morceau de fil de 15 centimètres comme antenne, et d'un émetteur de télécommande avec quatre boutons sur lesquels il faut appuyer séquentiellement pour obtenir l'effet désiré.

Le récepteur est également équipé d'une LED de service qui clignote au rythme des pressions sur les boutons de l'émetteur (si ce dernier dispose d'une batterie en état de marche, dont il vaut mieux s'occuper à l'avance, car il utilise un 12 volts peu utilisé batterie au format A23 - 28 mm de longueur et 10 mm de diamètre). La carte émettrice elle-même utilise un microcircuit commun, un transistor et moins d'une douzaine d'éléments radio passifs.

Le corps du destroyer est malheureusement fixé avec des rivets, nous n'avons donc pas pu le démonter de manière non destructive afin d'en étudier l'intérieur. Évidemment, il existe une alimentation secteur, une électronique de commande simple et un électro-aimant contrôlé, qui produit une puissante impulsion de démagnétisation vers le disque dur.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de Priboy est assez évident : si les données d'un disque dur sont stockées sous forme de sections magnétisées d'une surface ferromagnétique, alors ces sections doivent être remagnétisées ou démagnétisées (orienter les domaines magnétiques de manière aléatoire). Il est nécessaire d'influencer localement le disque avec une puissante impulsion magnétique. Les dispositifs de démagnétisation sont connus depuis longtemps dans la technologie, et il ne reste plus qu'à adapter l'un de ces dispositifs aux disques durs d'ordinateur et à sélectionner les modes de démagnétisation/remagnétisation nécessaires.

C'est cette voie qu'a empruntée le fabricant de « Priboy », la société « » (KSU). L'activité principale et unique de cette société est le développement et la production de divers dispositifs de destruction d'urgence d'informations provenant de supports magnétiques (disques durs, disquettes, cartouches streamer, cassettes audio et vidéo) :

• tout en travaillant avec des informations (protégeant tout type de serveur, y compris Rackmount 19″) en utilisant les appareils Priboy et 2S-994V en mode manuel, et le complexe Tsunami en mode automatique.
• pendant le transport - le cas « Shadow ».
• pendant le stockage - coffre-fort d'informations "Mig".
• lors de la mise au rebut de supports contenant des informations confidentielles, utilisez le recycleur « 2S-994U ».

KSU dispose d'une licence du FSB de Russie pour le droit d'utiliser des informations constituant des secrets d'État, de licences de la Commission technique d'État de Russie et du ministère de la Défense de la Fédération de Russie pour des activités dans le domaine du développement et de la production de moyens de sécurité de l'information.

La production de dispositifs de destruction de données est certifiée selon le système qualité ISO-9001.

(D'ailleurs, le fabricant d'ordinateurs K-Systems dispose également de diverses licences et certificats pour la production d'équipements pour les ministères de la défense.)

Le droit d'auteur sur l'équipement produit est confirmé par des brevets de Russie et d'Ukraine. Les unités de destruction de base sont certifiées par la Commission technique d'État de Russie, le ministère de la Défense, le registre militaire et la norme d'État de Russie pour leur conformité au seul document réglementant actuellement la destruction d'informations à partir de supports magnétiques - Arrêté du ministère de la Défense de la Fédération de Russie n° 306 du 10 août 2002.

Parmi les clients de KSU figurent la Sberbank et la Banque centrale de Russie, les ministères de la Défense et de l'Intérieur ainsi que les plus grandes structures commerciales.

Pour une meilleure compréhension des processus en cours, citons des extraits de la description par le fabricant du principe de fonctionnement du broyeur.

« Une caractéristique distinctive des ferromagnétiques est la présence de volumes macroscopiques de matière – des domaines dans lesquels les moments magnétiques des atomes (ions) sont orientés de la même manière. Les domaines ont une magnétisation spontanée (moments magnétiques) même en l'absence de champ magnétisant externe. Dans un ferromagnétique qui n’a pas été exposé à des champs magnétiques externes, les moments magnétiques des différents domaines sont généralement mutuellement compensés et leur champ magnétique résultant est proche de zéro. Les matériaux ferromagnétiques sont caractérisés par une hystérésis lorsque la magnétisation est inversée par un champ magnétique externe, c'est-à-dire un retard dans les modifications de la magnétisation d'une substance dues aux modifications du champ magnétisant. La figure montre la principale caractéristique des ferromagnétiques - la dépendance de l'induction magnétique DANS de tensions N champ magnétisant (ce qu'on appelle la boucle d'hystérésis).

Boucle d'hystérésis d'un ferromagnétique.

«Sous l'influence d'un champ magnétique externe, l'orientation des champs magnétiques élémentaires créés par le mouvement circulaire des électrons dans les atomes et les molécules d'un ferromagnétique se produit. En conséquence, les tailles des domaines magnétiques orientés dans la direction du champ externe augmentent. Après la cessation de l'influence externe, les changements survenus dans la taille et l'orientation des domaines magnétiques sont partiellement préservés. Une magnétisation résiduelle de la substance apparaît - une trace laissée dans le ferromagnétique par des influences extérieures. C'est cette magnétisation résiduelle du matériau support qui est ensuite enregistrée par des appareils qui lisent les informations enregistrées.

« La dépendance de l’aimantation d’un ferromagnétique aux changements du champ magnétique externe n’est pas linéaire. Ordre de grandeur DANS s caractérise l'état de saturation du matériau, dans lequel une augmentation du champ magnétique externe ne conduit plus à des modifications de sa structure de domaine ni à une nouvelle augmentation de son magnétisation. Dans cet état, les champs magnétiques de tous les domaines sont orientés de manière identique sous l'influence d'un champ magnétique externe, et leur champ magnétique total atteint la valeur maximale possible. Ordre de grandeur Br caractérise le champ magnétique résiduel maximal (magnétisation) d'un matériau après que cesse l'influence d'un champ extérieur suffisant pour saturer le ferromagnétique.

«L'utilisation de la dépendance de l'aimantation résiduelle des matériaux ferromagnétiques à l'ampleur du champ magnétisant externe est à la base du processus d'enregistrement d'informations sur des supports magnétiques. L'information est enregistrée en appliquant séquentiellement un champ magnétique externe, variant selon la loi du signal informatif, à différentes sections du support, réalisées sous forme de fil, de bande ou de disque, et en la lisant en enregistrant séquentiellement la magnétisation résiduelle de celles-ci. sections.

« Comprendre la physique de ces processus permet d'imaginer facilement une procédure standard pour « effacer » les informations enregistrées sur divers appareils. Généralement, l'effacement est effectué en exposant le support à un champ magnétique externe grâce au mouvement relatif du support magnétique et d'une tête magnétique d'effacement spéciale, qui est alimentée en courant continu ou en courant haute fréquence. Dans le premier cas, l'effacement est effectué en inversant la magnétisation de toutes les sections du support d'informations avec un champ magnétique constant, et dans le second, en les inversant avec un champ magnétique alternatif. Cette méthode de destruction d’informations est assez simple, mais elle nécessite un temps important, comparable à la durée de la destruction du document. Quant à la fiabilité de la destruction des informations, elle est faible. Cela est dû au fait que les dispositifs d'effacement généralement standard des équipements d'enregistrement ne fournisse pas le niveau de champ magnétique externe requis pour la saturation magnétique du matériau porteur. En règle générale, des microrégions (domaines magnétiques de petit volume) orientées dans la direction de l'influence magnétique externe précédente restent sur les zones de la surface de travail du support. La magnétisation résiduelle de ces zones est relativement faible et peut ne pas être enregistrée par un appareil standard. Cependant, avec une analyse détaillée de la structure fine du champ magnétique créé par la zone de la surface de travail du support étudié, les traces d'influences magnétiques externes antérieures sont détectées assez facilement. Ces traces permettent, le cas échéant, de restituer les informations détruites par la procédure d'effacement.

« Une fiabilité légèrement supérieure de la destruction des informations est assurée en enregistrant de nouvelles informations par rapport à celles détruites. Cependant, même dans ce cas, les informations originales peuvent être restaurées à l'aide de méthodes spéciales. Actuellement, les spécialistes disposent de plusieurs méthodes pour restaurer les informations détruites, différant par les approches physiques d'enregistrement de la structure fine des champs de magnétisation du support d'information. Ces méthodes, applicables aussi bien à l'ensemble du support qu'à ses fragments individuels, permettent d'analyser les documents détruits à la suite de réécritures répétées (jusqu'à cinq couches) de nouvelles informations sur ce support.

« Dans de nombreux cas, une fiabilité acceptable de la destruction des informations informatiques est assurée par le reformatage du support de stockage magnétique : disquette ou disque dur de l'ordinateur. Cependant, cette opération prend beaucoup de temps, n'est pas toujours pratique et ne garantit pas non plus l'irrécupérabilité des informations. Les mêmes méthodes d'étude de la structure fine des champs de magnétisation permettent aux spécialistes, si nécessaire, de restaurer un enregistrement détruit par reformatage. Ainsi, les opérations standard d'effacement et de réécriture d'informations dans les équipements d'enregistrement audio et vidéo conventionnels, ainsi que les méthodes logicielles connues pour détruire des informations informatiques, nécessitent beaucoup de temps et ne peuvent fournir une fiabilité acceptable de destruction d'informations qu'à partir d'un tel « restaurateur d'informations » potentiel. , qui ne dispose que d'outils standards de traitement de l'information : PC, enregistreur audio ou vidéo, etc.

« Dans le même temps, des exigences particulières sont imposées sur la qualité de la destruction des informations présentant un haut niveau de secret (par exemple, les informations constituant un secret d'État). Pour de telles informations, les idées bourgeoises sur leur effacement « fiable » ne suffisent plus. Des garanties bien définies de sa destruction sont nécessaires. La destruction « garantie » d'informations protégées signifie généralement l'impossibilité de leur récupération par des spécialistes qualifiés (experts) utilisant des méthodes de restauration connues. Pour détruire ces informations, il faut recourir à des dispositifs spécialement conçus ou à d’autres méthodes de destruction plus radicales que celles déjà évoquées.

« La plupart des développements industriels actuellement connus dans le domaine de la destruction d'informations sur supports magnétiques reposent sur la mise à l'état de saturation magnétique du matériau du support d'information. A titre d'exemple, on peut citer un appareil fabriqué au JaponSR1, conçu pour effacer rapidement les enregistrements audio des microcassettes d'enregistreur vocal standard. De par sa conception, il s'agit d'un puissant aimant permanent, entre les pôles duquel il faut tendre manuellement une microcassette effaçable. A noter que nous n'avons pas pu trouver d'études confirmant la destruction garantie des informations enregistrées sur une microcassette par cet appareil. Cependant, il est bien évident que pour que des appareils similaires détruisent rapidement les informations enregistrées sur des supports de grande taille (par exemple, sur une cassette vidéo standardVHS), des aimants permanents de poids et de dimensions beaucoup plus importants seront nécessaires. Dans de nombreux cas, l’utilisation de tels aimants peut ne pas être acceptable, même pour des raisons environnementales.

« Le recours à la destruction de l’information devrait être considéré comme beaucoup plus prometteur.un champ électromagnétique puissant brièvement créé, suffisant pour saturer magnétiquement le matériau porteur. Cette méthode d'effacement des enregistrements en magnétisant le support avec un champ magnétique pulsé d'une certaine ampleur et orientation a été brevetée par des spécialistes nationaux. Grâce à cette méthode, divers produits conçus pour l'effacement rapide (d'urgence) des informations enregistrées sur des supports magnétiques de divers types ont été développés et lancés.

Et c’est cette méthode qui est utilisée dans le dispositif décrit ici. Le sérieux de l'approche des créateurs de « Priboy » est attesté par le fait qu'en 2003, ses développeurs ont reçu un brevet de modèle d'utilité russe numéro 32628 :

La description du brevet précise notamment que le dispositif d'effacement d'un enregistrement sur un support de stockage magnétique se compose d'une unité de commande du processus d'effacement, d'au moins deux circuits de formation de champ magnétique et de deux capteurs des paramètres amplitude-temps du champ magnétique. Chaque circuit contient une source d'alimentation, un interrupteur, un condensateur et une inductance, et les inductances des deux circuits indiqués forment un solénoïde à l'intérieur duquel se trouve un support de stockage magnétique. Les bobines sont installées de manière à ce que les vecteurs champ magnétique de ces circuits soient parallèles entre eux et perpendiculaires au vecteur champ magnétique généré lors de l'enregistrement sur un support magnétique.

De plus, l'appareil peut utiliser des bobines de formes différentes et de placement mutuel, un refroidissement par stockage avec un capteur de température et un pont de diodes dans chacun des circuits, et l'angle entre les vecteurs de champ magnétique des circuits peut dans certains cas être modifié en droit ( pour plus de détails, les personnes intéressées peuvent se référer à la source originale - description brevet).

Par exemple, selon le certificat de conformité du ministère de la Défense de la Fédération de Russie, les appareils de la série 2 C-994 répondent aux exigences particulières des appareils permettant de détruire des informations sur des supports magnétiques avec l'orientation du vecteur d'induction magnétique, l'effacement du champ magnétique. longitudinalement avion porteur. Entre-temps, nous savons bien que les disques durs à enregistrement magnétique perpendiculaire ont déjà commencé à être utilisés, où pour effacer des informations, il sera nécessaire d'appliquer un vecteur de champ magnétique différent. Je me demande si « Surf » sera adapté pour ces nouveaux disques, indiquant les nouvelles spécificités d'application ? Ou l'utilisateur devra-t-il comprendre lui-même qu'il est préférable de ne pas utiliser de nouveaux disques à enregistrement magnétique perpendiculaire comme « destruction d'urgence » pour stocker des informations particulièrement importantes ? ;)

Malheureusement, pour le moment, nous n'avons pas pu vérifier la fiabilité du fonctionnement de Priboy avec les disques durs utilisant le nouvel enregistrement magnétique perpendiculaire - en raison du manque d'échantillons adaptés à cet effet. :) Espérons que nous pourrons le faire dans un avenir proche. En attendant, nous avons testé Surf en détail sur des disques durs traditionnels de trois pouces avec enregistrement magnétique longitudinal.

Essais

Le processus de test du broyeur ne prend que quelques secondes. :) Même si la préparation des tests a pris beaucoup de temps.

Comme vous l'avez déjà compris, l'unité elle-même est alimentée par un réseau de 220 volts (d'ailleurs, c'est pourquoi il est fortement recommandé de l'alimenter à partir d'une alimentation sans coupure, ce qui, en cas d'urgence, laissera suffisamment de temps pour détruire votre données). Une fois connecté au réseau, le voyant de la bande de télécommande du destructeur (située sur le panneau arrière du boîtier de l'ordinateur) commence à clignoter en rouge.

Cela signifie que le broyeur entre dans le mode de fonctionnement, qui s'établit en moins d'une minute, comme l'indiquent plusieurs bips courts et la LED passant au vert constant.

Le bloc est maintenant prêt à remplir les fonctions de votre Terminator de disque dur. :)

L'exécution peut être effectuée aussi bien par contact direct (en appuyant sur un bouton de la télécommande du broyeur) que sans contact - à l'aide d'une télécommande radio qui, selon le fabricant, fonctionne à une distance allant jusqu'à 100 mètres. Pour recevoir un signal radio, on utilise un petit bloc en plastique avec un fil d'antenne de 15 centimètres et une LED qui clignote lorsque vous appuyez sur les boutons de la télécommande. Pour éviter un fonctionnement accidentel, l'ordre d'appui sur les boutons pour activer le destroyer n'est pas trivial : il faut d'abord appuyer sur le gros bouton (en même temps le bloc « Surf » commence à biper en permanence), puis appuyer sur les trois autres boutons en séquence.

Lorsque le broyeur est déclenché, un choc mécanique très fort se fait entendre (provoquant une courte impulsion magnétique), après quoi l'appareil commence à émettre un bip par intermittence et à clignoter avec une LED verte jusqu'à ce qu'il soit éteint du réseau. Dans ce cas, le disque dur peut être connecté à un ordinateur en état de marche et même fonctionner seul - l'ordinateur ne sera pas endommagé (testé personnellement), bien qu'après le déclenchement du destructeur, le disque commence à claquer follement sur ses têtes, essayant de trouvez au moins quelques informations sur les plaques et sur le système d'exploitation, s'il a été chargé à partir de ce lecteur et a utilisé un fichier d'échange dessus, bien sûr, il se bloquera.

Ce fichier (100 secondes, 500 Ko) enregistre les sons du destroyer depuis le moment où il est branché sur le réseau, le signal de disponibilité, le clic d'impulsion, et jusqu'au crissement du disque dur mort. :)

Alors, qu’arrive-t-il au disque lui-même ? Nous lançons, par exemple, le programme Victoria (un analogue plus avancé du populaire MHDD) et constatons que tout ce qui devait être lu sur les plaques magnétiques ne peut plus être lu, y compris le nom du modèle, le numéro de série, la capacité et la configuration du lecteur (fabricant, nom série et l'ancien numéro de version du micrologiciel est toujours lu - cette fois à partir de la carte contrôleur de lecteur).

Le lecteur dans le programme Victoria avant la destruction

Bien entendu, il n'y a aucune information sur les partitions préexistantes sur le disque. De plus, les informations sur le disque (secteurs) ne peuvent pas être lues même par des programmes de bas niveau comme, par exemple, MHDD et Victoria, car ils n'y voient aucun secteur (par exemple, il n'y a pas d'adressage LBA et CHS, et, apparemment, tout le service et même le partitionnement des servos sont perdus).

Évidemment, le disque n'est pas visible dans la configuration du BIOS du contrôleur hôte (et de la carte mère). L'utilisation d'une carte contrôleur ne vous évitera pas d'avoir exactement le même disque dur, mais fonctionnel.

Il est clair que dans notre laboratoire de tests, nous ne disposons pas de toutes les riches capacités professionnelles nécessaires à la récupération de données à partir de supports magnétiques. Il serait bien sûr optimal d'aller avec les disques durs détruits au « département secret » spécial de la FAPSI (qui s'appelle maintenant différemment) et « par ancienne amitié » (dont certains nous soupçonnent encore obstinément ;)) demandez à vérifier dans quelle mesure tout a été effacé (« ça a été cloué »). Et émettre un avis écrit à ce sujet. :) Cependant, nous n'avons pas distrait des spécialistes aussi sérieux avec nos bêtises, d'autant plus que des tests et des conclusions similaires sur "Priboy" avaient déjà été effectués et reçus - par le fabricant lui-même, voir les certificats ci-dessus. Nous l'avons fait plus simplement - nous avons apporté les disques à des laboratoires nationaux privés (commerciaux) bien connus pour récupérer les données des disques durs (nous avons essayé de choisir certains des meilleurs) et sous le prétexte habituel (c'est-à-dire sans les introduire dans nos recherches ), ils ont proposé de récupérer les données des vis endommagées. La réponse, je pense, vous l’avez déjà devinée : ils n’ont rien fait ! (Et avec quelles obscénités ils se sont gratté les navets sur l'illisibilité totale du service et des marquages ​​des servos avec une mécanique et une électronique fonctionnelles, je pense que vous pouvez aussi imaginer... :) Nous leur demandons de nous pardonner pour cela. ;))

Nous avons trié un disque. Qu'arrive-t-il aux objets à proximité pendant cette impulsion magnétique ? Pour ce faire, j'ai effectué des tests en plaçant les disques durs à proximité des côtés du broyeur, ainsi que directement en dessous - après tout, dans une véritable unité centrale, un autre disque peut être situé dans une baie de trois pouces ou un rack mobile directement sous le « terminateur »...

Le contrôle a montré que le disque dur, situé directement sous le destructeur, n'était pas du tout endommagé - les informations qu'il contenait ont été lues sans aucune difficulté dans un explorateur Windows classique, et une comparaison octet par octet du contenu des secteurs avant et après l'exécution de son voisin « supérieur », il a montré une concordance complète des enregistrements. Par ailleurs, les disques placés à proximité des côtés du dispositif de destruction n'ont pas été endommagés.

L'expérience suivante consistait à essayer de faire frire un "sandwich", c'est-à-dire lorsque le deuxième disque était situé directement au-dessus du disque principal en cours de destruction. En effet, dans un système réel, par exemple, un rack mobile avec un disque dur peut se trouver directement au-dessus du broyeur dans l'unité centrale.

Le contrôle a montré que le disque qui sert de « caviar », c'est-à-dire placé au-dessus du premier à détruire, reste complètement intact, quel que soit le côté (haut ou bas) où il se trouve (on parle de disques de le facteur de forme standard pour cette épaisseur 25,4 mm).

De plus, j'ai mené une autre expérience en plaçant le disque dur détruit dans le Priboi non pas avec la carte vers le haut (comme requis), mais avec la carte vers le bas.

Après la première impulsion magnétique, ce disque est resté sain et sauf ! Et les informations qu'il contient n'ont pas été endommagées. Cependant, après le deuxième « tir » de l'impulsion magnétique fonctionnement Un lecteur (simplement en rotation) a soudainement vu son contrôleur griller - le malheureux pilote Smooth L7250E (pour la série DiamondMax Plus 9), ainsi que la puce du régulateur de convertisseur de tension intégré, ont été carbonisés.

La raison en était peut-être la chaleur de Moscou et la surchauffe des boîtiers déjà chauds de ces deux microcircuits. Cependant, le remplacement du contrôleur de ce disque par un contrôleur similaire fonctionnant a montré que les informations sur le disque étaient à nouveau intactes ! L'impulsion s'est répétée sur le disque dur restauré (avec un nouveau contrôleur, déjà refroidi). Et le contrôleur a encore grillé (cette fois, seul Smooth était carbonisé et fumait) ! Cependant, un autre remplacement du contrôleur par un contrôleur fonctionnel a montré que cette fois les informations sur le disque n'étaient pas détruites ! Finalement, le disque a été retourné (comme requis pour la destruction) et l'impulsion a été répétée (encore une fois avec le disque dur en rotation) : cette fois, tout s'est mis en place - les informations sur le disque ont été détruites en toute sécurité et le contrôleur n'a pas été détruit. endommagé et a été replacé avec succès sur un disque de travail d'où il a été retiré pour des expériences. Ainsi, pour un bon fonctionnement (ainsi que la sécurité incendie et l'intégrité de l'électronique du disque dur), un disque contenant des informations détruites Nécessairement il doit être placé sur le « Surf » avec le contrôleur vers le haut, comme indiqué au début de l'article. Mais un disque dur situé accidentellement au-dessus de celui en cours de destruction ne présente en principe pratiquement aucun danger, et les informations qu'il contient ne doivent pas être endommagées par une impulsion magnétique du Priboy.

Honnêtement, en relation avec la dernière expérience, la question peut se poser : avec quelle fiabilité les informations seront-elles détruites sur les disques durs modernes, qui comportent, disons, 4 à 5 plaques magnétiques, dont certaines sont beaucoup plus proches du contrôleur que du toit supérieur. du disque ? Apparemment, sur les plaques les plus proches du « Priboy », tout ira bien, mais sur les plaques plus éloignées, la puissance de l'impulsion magnétique sera sensiblement inférieure et elles pourraient moins souffrir. Malheureusement, je n'ai pas eu l'occasion de tester cette position en mettant sous le couteau des monstres coûteux de 400-500 Go, puis en essayant de lire les plaques « éloignées » séparément (une expérience sur des disques multi-plateaux du siècle dernier, de petits en taille dans les temps modernes, je pense, n'est pas pertinent dans ce cas).

Bien entendu, l’impulsion magnétique du Priboy peut agir non seulement sur les disques durs, mais aussi sur d’autres supports magnétiques. Ainsi, si au lieu d'un disque dur vous mettez une disquette ordinaire, il ne restera plus rien dessus. :) Ce qui a été immédiatement vérifié. De plus, si les disquettes sont situées en haut, en bas ou sur le côté du destructeur (voir photo),

alors rien n’arrive aux informations les concernant (ce qui confirme une fois de plus « l’action à courte portée » du champ magnétique du destroyer). D'ailleurs, contrairement à un disque dur, une disquette peut être facilement reformatée après un effacement aussi complet (par exemple, sous DOS). J'ai même réussi à récupérer de cette façon plusieurs disquettes qui ne fonctionnaient pas auparavant. ;)

Conclusion

Ainsi, les tests confirment que le dispositif breveté de destruction d'urgence d'informations provenant de supports magnétiques "Priboy" (2C-994), produit par des artisans nationaux et utilisé dans les ordinateurs personnels domestiques IRBIS de K-Systems (et, apparemment, quelques autres), fait face avec ses responsabilités et « cloue » les informations sur le disque dur au niveau d'une illisible totale. L'appareil dispose d'une fonctionnalité assez bien pensée et pratique avec sa propre alimentation (même si une batterie intégrée ne serait pas superflue) et la possibilité de suppression de données d'urgence à la fois par contact et à distance (jusqu'à 100 m). Apparemment, quelques petits points pourraient être améliorés (par exemple, rendre le bouton kill mécanique du panneau arrière moins accessible, ajouter une batterie, réduire les dimensions, etc.). Et pensez même aux améliorations (par exemple, les données particulièrement importantes sont de plus en plus stockées sur des matrices RAID 1, et un seul « Surf » ne pourra pas encore détruire les deux disques en même temps). Mais en général, les appareils de cette classe peuvent s'avérer très utiles dans un certain nombre de cas et ajouteront de l'attractivité aux ordinateurs personnels conçus pour fonctionner avec des informations qui constituent un certain secret.

Nous remercions la société "" d'avoir fourni le destructeur Priboy pour les tests et personnellement Sergei Davydov (Maxtor) d'avoir fourni les disques durs pour la destruction :)

MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Institut technologique de service de Stavropol

Agence YURGUES

Test

sujet___________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

par discipline L'informatique

Interprété par un élève du groupe IST 031 ZU _______________ « »

Vérifié par Ph.D., professeur agrégé _______________ ""

Stavropol 2003

Introduction................................................. ....................................................... ....

1. Types de lecteurs de disques magnétiques.................................................. .........

2. Lecteurs de disquettes.................................................. .......

3. Disques durs............................................................ .......

Conclusion................................................. .......................................

Sources d'informations utilisées................................................................ ...........

Introduction.

Les dispositifs de stockage d'informations fabriqués représentent une gamme de dispositifs de stockage avec différents principes de fonctionnement et caractéristiques de performances physiques et techniques. La principale propriété et objectif des dispositifs de stockage d'informations est leur stockage et leur reproduction. Les périphériques de stockage sont généralement divisés en types et catégories en fonction de leurs principes de fonctionnement, de leurs caractéristiques opérationnelles, techniques, physiques, logicielles et autres. Par exemple, selon les principes de fonctionnement, on distingue les types de dispositifs suivants : électroniques, magnétiques, optiques et mixtes - magnéto-optiques. Chaque type d'appareil est organisé sur la base d'une technologie correspondante de stockage d'informations numériques de lecture/enregistrement. Par conséquent, en ce qui concerne le type et la conception technique du support d'informations, ils distinguent : les dispositifs électroniques, à disque et à bande. Accordons une attention particulière aux lecteurs de disques magnétiques – disques magnétiques durs.

1. Types de lecteurs de disques magnétiques

Les disques magnétiques sont utilisés comme périphériques de stockage qui vous permettent de stocker des informations pendant une longue période, même lorsque l'alimentation est coupée. Pour travailler avec des disques magnétiques, un périphérique appelé lecteur de disque magnétique (MDD) est utilisé.

Principaux types de périphériques de stockage :

· lecteurs de disquettes magnétiques (FMD);

· disques durs magnétiques (HDD) ;

· lecteurs de bandes magnétiques (NML);

· Lecteurs de CD-ROM, CD-RW, DVD.

Les principaux types de médias leur correspondent :

disques magnétiques flexibles ( Disquette) (diamètre 3,5'' et capacité 1,44 Mo ; diamètre 5,25'' et capacité 1,2 Mo (actuellement obsolète et pratiquement inutilisé, production de lecteurs conçus pour des disques d'un diamètre de 5,25'', également abandonnée)), disques pour supports amovibles ;

· disques magnétiques durs ( Disque dur);

· cassettes pour streamers et autres NML ;

· Disques CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD.

Les périphériques de stockage sont généralement divisés en types et catégories en fonction de leurs principes de fonctionnement, de leurs caractéristiques opérationnelles, techniques, physiques, logicielles et autres. Par exemple, selon les principes de fonctionnement, on distingue les types de dispositifs suivants : électroniques, magnétiques, optiques et mixtes - magnéto-optiques. Chaque type d'appareil est organisé sur la base de la technologie correspondante de stockage/reproduction/enregistrement d'informations numériques. Par conséquent, en ce qui concerne le type et la conception technique du support d'informations, ils distinguent : les dispositifs électroniques, à disque et à bande.

Principales caractéristiques des lecteurs et supports :

· capacité d'information;

· rapidité de l'échange d'informations ;

· fiabilité du stockage des informations ;

· prix.

Examinons de plus près les lecteurs et supports ci-dessus.

Principe d'opération dispositifs de stockage magnétiques basé sur des méthodes de stockage d'informations utilisant les propriétés magnétiques des matériaux. Généralement, les dispositifs de stockage magnétiques sont constitués de appareils de lecture/écriture d'informations Et supports magnétiques, sur lequel l'enregistrement est directement effectué et à partir duquel les informations sont lues. Les dispositifs de stockage magnétiques sont généralement divisés en types en fonction de leur conception, des caractéristiques physiques et techniques du support de stockage, etc. Les distinctions les plus courantes sont faites entre les périphériques de disque et de bande. La technologie générale des dispositifs de stockage magnétique consiste à magnétiser des zones du support avec un champ magnétique alternatif et à lire des informations codées sous forme de zones de magnétisation alternative. En règle générale, les supports de disque sont magnétisés le long de champs concentriques - des pistes situées le long de tout le plan du support en rotation discoïde. L'enregistrement est effectué dans un code numérique. La magnétisation est obtenue en créant un champ magnétique alternatif à l'aide de têtes de lecture/écriture. Les têtes sont deux ou plusieurs circuits à commande magnétique avec des noyaux dont les enroulements sont alimentés en tension alternative. Un changement de tension provoque un changement de direction des lignes d'induction magnétique du champ magnétique et, lorsque le support est magnétisé, signifie un changement de la valeur du bit d'information de 1 à 0 ou de 0 à 1.

Habituellement, le NMD se compose des parties suivantes :

• contrôleur de lecteur de disque,
• le lecteur de disque lui-même,
• câbles d'interface,
• disque magnétique

Un disque magnétique est une base à revêtement magnétique qui tourne autour d'un axe à l'intérieur du lecteur.

Le revêtement magnétique est utilisé comme périphérique de stockage.

Les disques magnétiques sont : durs (Winchester) et flexibles (Floppy).
Disque dur - HDD.
Lecteur de disquettes - NGMD(FDD).

En plus des disques durs et des disques durs, des supports amovibles sont souvent utilisés. Un périphérique de stockage assez populaire est Zip. Il est disponible sous forme d'unités intégrées ou autonomes connectées à un port parallèle. Ces lecteurs peuvent stocker 100 et 250 Mo de données sur des cartouches ressemblant à une disquette de 3,5 pouces, offrent un temps d'accès de 29 ms et des vitesses de transfert de données allant jusqu'à 1 Mo/s. Si un appareil est connecté au système via un port parallèle, le taux de transfert de données est limité par la vitesse du port parallèle.

Le lecteur Jaz est un type de disque dur amovible. La capacité de la cartouche utilisée est de 1 ou 2 Go. L'inconvénient est le coût élevé de la cartouche. L'application principale est la sauvegarde des données.

Dans les lecteurs de bande magnétique (le plus souvent, ces appareils sont banderoles) l'enregistrement est réalisé sur mini-cassettes. La capacité de ces cassettes est de 40 Mo à 13 Go, la vitesse de transfert des données est de 2 à 9 Mo par minute, la longueur de la bande est de 63,5 à 230 m, le nombre de pistes est de 20 à 144.

2. Lecteurs de disquettes.

Lecteurs de disquettes(disquettes, disquettes) permettent de transférer des documents d'un ordinateur à un autre et de stocker des informations. Le principal inconvénient du lecteur est sa petite capacité (seulement 1,44 Mo) et son stockage d'informations peu fiable. Cependant, cette méthode est le seul moyen pour de nombreux utilisateurs russes de transférer des informations vers un autre ordinateur. Les ordinateurs de ces dernières années sont équipés de lecteurs de disquettes de 3,5 pouces (89 mm). Auparavant, des disques de 5,25 pouces étaient utilisés. Malgré leur taille, ils ont une capacité inférieure et sont moins fiables et durables. Les deux types de disquettes sont protégés en écriture (un cavalier sur le boîtier de protection de la disquette). Récemment, des appareils alternatifs ont commencé à apparaître : des disques externes, avec des disques d'une capacité allant jusqu'à 1,5 Go et des vitesses de lecture bien supérieures à celles d'un lecteur de disquettes, mais ils ne sont toujours pas répandus et sont très chers.

Stockage sur disque magnétique flexible amovible (disquette). La disquette a une base en plastique et est logée dans un boîtier en plastique spécial. La disquette est insérée dans le FDD avec le boîtier. La disquette (en FDD) tourne à l'intérieur du boîtier à une vitesse de 300 tr/min. Actuellement, IBM PC utilise 2 types de FDD : 5,25" et 3,5". La disquette 5,25" est enfermée dans un boîtier en plastique flexible. La disquette 3,5" est enfermée dans un boîtier en plastique rigide. Les disques durs sont des appareils plus rapides que les FDD.

Une disquette ou une disquette est un moyen compact, à faible vitesse et de faible capacité, de stockage et de transfert d'informations. Il existe deux tailles de disquettes : 3,5", 5,25", 8" (les deux derniers types sont quasiment hors d'usage).

Disquette 3,5" Disquette 5,25"

Structurellement, une disquette est un disque flexible avec un revêtement magnétique, enfermé dans un boîtier. La disquette possède un trou pour la broche du lecteur, un trou dans le boîtier pour accéder aux têtes de lecture-écriture (3,5" recouvert d'un obturateur en fer), une découpe ou un trou de protection en écriture. De plus, une disquette 5,25" possède un trou d'indexation et une disquette haute densité de 3,5" possède un trou d'indexation (haut/bas). Une disquette 5,25" est protégée en écriture si la découpe correspondante est fermée. Une disquette de 3,5 pouces est le contraire - si le trou de protection est ouvert. Actuellement, les disquettes haute densité 3,5" sont presque exclusivement utilisées.

Les notations suivantes sont utilisées pour les disquettes :

SS simple face - disque unilatéral (une surface de travail).

DS double face - disque double face.

SD simple densité - simple densité.

DD double densité - double densité.

HD haute densité – haute densité.

Un lecteur de disquette est fondamentalement similaire à un disque dur. La vitesse de rotation d'une disquette est environ 10 fois plus lente et les têtes touchent la surface du disque. Fondamentalement, la structure des informations sur une disquette, à la fois physique et logique, est la même que sur un disque dur. En termes de structure logique, la disquette n'a pas de table de partition de disque.

Fonctionnement du contrôleur de flotteur Il est pratique de considérer séparément les modes d'écriture et de lecture d'un octet de données.

Le mode enregistrement est activé par le niveau bas de la ligne PC0 (broche 14 DD1). Dans ce cas, le variateur flotteur passe en mode « Enregistrement » (le signal WRDATA est actif). L'octet en cours d'écriture est entré dans le port A et son code à huit bits est envoyé à l'entrée du registre multifonctionnel DD2. Le mode de fonctionnement de ce registre est contrôlé par le compteur de bits DD9 et le décodeur DD10. Après avoir écrit l'octet précédent, le compteur est dans un état réinitialisé et des signaux zéro logique sont présents sur toutes ses sorties. Dans cet état des signaux d'entrée, le décodeur DD10 sur la broche 7 génère un signal zéro logique qui, avec le niveau bas sur la broche 2 de l'élément DD17.1, permet d'écrire du code parallèle dans le registre DD2. Dans tout autre état du compteur, le registre est mis en mode décalage.

Niveau bas PC0 sur l'élément DD13. 4, le canal de lecture des informations du lecteur float RDDATA est bloqué. Un zéro logique arrivant aux entrées S du déclencheur DD11.1 après que le signal de blocage soit inversé par l'élément DD14.1 définit un un logique sur la broche 5 du déclencheur DD11.1. Grâce à l'onduleur DD14.3, un signal de niveau bas est fourni aux entrées de réinitialisation des compteurs DD7 et DD8, ce qui assure leur fonctionnement continu. Les signaux prélevés sur les 8ème et 9ème broches du compteur DD8, sur les éléments DD14.4, DD15.1, DD15.2, forment respectivement les séquences ISS et ISD. L'impulsion ISD, après inversion par l'élément DD14.6, est fournie à l'entrée horloge du registre DD2. Lorsqu'une impulsion d'horloge arrive, le code parallèle écrit dans le registre est décalé vers la droite et le bit suivant de ce code apparaît sur la broche 20. Les signaux d'enregistrement sont générés par les éléments DD13.1, DD13.2 et DD13.3. Lorsque le niveau ISD est élevé, il y a un bit inscriptible sur la broche 2 de DD13.1. Grâce aux éléments DD13.1 et DD13.2, le bit est fourni à l'entrée de l'amplificateur tampon DD6, puis à la ligne de signal d'enregistrement du disque dur (WRDATA). D'après le chronogramme présenté sur la Fig. 8, le signal ISS est à cet instant dans un état de zéro logique. Le passage des signaux à travers l'élément DD133 est donc interdit. Une fois que le signal ISD passe à l'état zéro logique, le passage du bit d'information pour l'écriture via l'élément DD13.1 deviendra impossible. Lorsque le niveau ISS est actif, via les éléments ouverts DD13.3, DD13.2 et le tampon DD6, une unité logique générée à la broche 12 du décodeur DD10 sera envoyée à la ligne WR DATA. Ainsi, au moment où l'ISD fonctionne, des bits d'information arriveront sur la ligne d'enregistrement NGMD, et au moment où l'ISD fonctionne, des bits de synchronisation uniques arriveront. Le nombre de bits enregistrés est compté par le compteur DD9. Après le passage de la huitième impulsion de l'ISD, ses sorties passeront à l'état zéro, ce qui provoquera l'installation d'un déclencheur de disponibilité : un logique apparaîtra sur la broche 9 du DD12.2. L'état du déclencheur de préparation est interrogé par programme par le DOS via la ligne PB7. Lorsqu'un un est détecté dans ce bit, le PC écrira un nouvel octet sur le port A de DD1 (adresse F000H), et un signal de réinitialisation du déclenchement de préparation sera généré sur les éléments DD15.4, DD16.4, DD16.1, DD16. .2. Ainsi, les informations sont écrites et lues sur le lecteur flottant.

3. Disques durs (HDD)

Disques durs (disques durs) sont destinés au stockage permanent des informations utilisées lors du travail avec un ordinateur : programmes du système d'exploitation, progiciels fréquemment utilisés, éditeurs de documents, traducteurs de langages de programmation, etc. Avoir un disque dur améliore considérablement la convivialité de l’utilisation d’un ordinateur. Pour l'utilisateur, les disques durs diffèrent les uns des autres principalement par leur capacité, c'est-à-dire combien d'informations tiennent sur le disque. De nos jours, les ordinateurs sont majoritairement équipés de disques durs de 520 Mo ou plus. Les ordinateurs fonctionnant comme serveurs de fichiers peuvent être équipés d'un disque dur de 4 à 8 Mo ou de plusieurs.

Un périphérique de stockage sur un disque magnétique non amovible, créé sur la base de spécial. technologie (technologie Winchester - d'où le nom). Le disque magnétique Winchester (sur socle métallique) possède une densité d'enregistrement élevée et un grand nombre de pistes. Un Winchester peut avoir plusieurs disques magnétiques. Les disques durs de type Winchester ont été créés en 1973. Tous les disques magnétiques Winchester (regroupés en un paquet de disques) sont emballés hermétiquement dans un boîtier commun. Les disques magnétiques ne peuvent pas être retirés du disque dur et remplacés par des disques similaires !!!

Les têtes magnétiques sont combinées en une seule unité (unité de tête magnétique). Ce bloc se déplace radialement par rapport aux disques. Pendant le fonctionnement du PC, le Disk Pack tourne tout le temps à une vitesse constante (3 600 tr/min). Lors de la lecture/écriture d'informations, le bloc de têtes magnétiques se déplace (positions) vers une zone donnée, où la lecture/écriture d'informations secteur par secteur est effectuée. En raison de l'inertie du processus de traitement de l'information et de la vitesse de rotation élevée du boîtier de disque, une situation est possible lorsque l'unité à tête magnétique n'a pas le temps de lire le secteur suivant. Pour résoudre ce problème, la méthode de l'alternance de secteurs est utilisée (les secteurs ne sont pas numérotés dans l'ordre, mais avec des espaces). Par exemple, au lieu de numéroter les secteurs dans l'ordre : 1 2 3 4 5 6 7 ..., ils sont numérotés ainsi : 1 7 13 2 8 14 3 9 ...
Récemment, des contrôleurs SCSI plus rapides sont apparus, offrant une vitesse de traitement des informations suffisante et le besoin d'entrelacement de secteurs est éliminé.

Ainsi, le lecteur contient un ou plusieurs disques (Platters), c'est-à-dire Il s'agit d'un support monté sur un axe - une broche entraînée par un moteur spécial (partie du variateur). Le régime moteur des modèles conventionnels est d'environ 3 600 tr/min. Il est clair que plus la vitesse de rotation est élevée, plus les informations sont lues rapidement sur le disque (bien sûr, à une densité d'enregistrement constante), cependant, les plateaux multimédias peuvent simplement être physiquement détruits à grande vitesse. Cependant, dans les modèles de disques durs modernes, la vitesse de rotation atteint 4 500, 5 400 ou même 7 200 tr/min.

Les disques eux-mêmes sont des plaques de céramique ou d'aluminium traitées avec une haute précision, sur lesquelles une couche magnétique spéciale (revêtement) est appliquée. Dans certains cas, même des plaques de verre sont utilisées. Il convient de noter que ces dernières années, la technologie de fabrication de ces pièces a beaucoup progressé. Dans les anciens disques, le revêtement magnétique était généralement constitué d'oxyde de fer. Actuellement, l'oxyde de ferrite gamma, l'oxyde isotrope et la ferrite de baryum sont utilisés pour les revêtements, mais les plus largement utilisés sont les disques avec une couche magnétique déposée, ou plus précisément, avec un film métallique (par exemple du cobalt).

Le nombre de disques peut être différent - de 1 à 5 et plus, le nombre de surfaces de travail est respectivement 2 fois plus grand, mais pas toujours. Parfois, les surfaces extérieures des disques externes ou l'un d'entre eux ne sont pas utilisés pour le stockage de données et le nombre de surfaces de travail est réduit et peut être impair.

La partie la plus importante de tout lecteur est la tête de lecture/écriture. En règle générale, ils sont situés sur un positionneur spécial, qui ressemble au levier de lecture d'un tourne-disque (bras de lecture). Il s'agit de l'actionneur à tête rotative. Il existe d'ailleurs également des positionneurs linéaires, dont le principe de mouvement rappelle celui des bras de lecture tangentiels.

Actuellement, il existe au moins plusieurs types de têtes utilisées dans les disques durs : monolithiques, composites, à couche mince et à résistance magnétique (MR). Les têtes monolithiques sont généralement constituées de ferrite, un matériau assez fragile. De plus, la conception de telles têtes ne permet fondamentalement pas des densités d'enregistrement élevées. Les têtes composites sont plus petites et plus légères que les têtes monolithiques. Il s'agit généralement de verre sur une base en céramique ; par exemple, on utilise des alliages contenant des matériaux tels que le fer, l'aluminium et le silicium. Les têtes en céramique sont plus durables et offrent une distance plus proche de la surface magnétique du support, ce qui entraîne une densité d'enregistrement accrue. Dans la fabrication de têtes à couches minces, on utilise une méthode de photolithographie bien connue dans l'industrie des semi-conducteurs. Dans ce cas, une couche de matériau conducteur est déposée sur un support non métallique.

Les têtes magnétorésistives développées par IBM sont actuellement considérées comme l'une des plus prometteuses. Fujitsu et Seagate ont également démarré leur production. La tête magnéto-résistive elle-même est un assemblage de deux têtes : une à couche mince pour l'écriture et une magnéto-résistive pour la lecture. Chaque tête est optimisée pour sa propre tâche. Il s’avère qu’une tête magnétorésistive est au moins trois fois plus efficace qu’une tête à couche mince lors de la lecture. Si la tête à couche mince a un principe de fonctionnement inductif classique, c'est-à-dire le courant alternatif génère un champ magnétique, puis dans un changement magnéto-résistif (par définition) du flux magnétique modifie la résistance de l'élément sensible. Les têtes magnétorésistives, par rapport aux autres, permettent d'augmenter la densité d'enregistrement sur le support de près de 50 %. Tous les disques durs modernes d'IBM sont équipés uniquement de ces têtes. Les nouveaux développements des disques durs IBM peuvent fournir des densités de stockage de 10 Gbits par pouce carré, soit environ 30 fois supérieures à celles d'aujourd'hui. Nous parlons de têtes Giant MR.

Notez que dans les disques durs modernes, les têtes semblent « voler » à une distance d'une fraction de micron (généralement environ 0,13 microns) de la surface des disques, sans les toucher. À propos, dans les disques durs produits en 1980, cette distance était encore de 1,4 microns, mais dans les modèles prometteurs, elle devrait diminuer jusqu'à 0,05 microns.

Sur les premiers modèles de disques durs, le positionneur de tête était généralement déplacé à l'aide d'un moteur pas à pas. Actuellement, des moteurs linéaires (de type bobine mobile, ou « voice coil »), autrement appelés moteurs solénoïdes, sont utilisés à cet effet. Leurs avantages incluent une vitesse de mouvement relativement élevée, une insensibilité pratique aux changements de température et de position de l'entraînement. De plus, lors de l'utilisation de moteurs solénoïdes, le stationnement automatique des têtes d'écriture/lecture est réalisé lorsque l'alimentation du disque dur est coupée. Contrairement aux entraînements équipés d'un moteur pas à pas, un reformatage périodique de la surface du support n'est pas nécessaire.

L'entraînement du mouvement de la tête est un système d'asservissement fermé dont le fonctionnement normal nécessite des informations d'asservissement préenregistrées. C'est cela qui permet au positionneur de connaître en permanence sa localisation exacte. Le système de positionnement peut utiliser des surfaces dédiées et/ou de travail du support pour enregistrer des informations d'asservissement. En fonction de cela, on distingue les systèmes d'asservissement dédiés, intégrés et hybrides. Les systèmes dédiés sont assez chers, mais ont des performances élevées, car ils ne perdent pratiquement pas de temps à recevoir les informations des servos. Les systèmes d'asservissement intégrés sont nettement moins chers et moins critiques face aux chocs mécaniques et aux fluctuations de température. De plus, ils vous permettent de sauvegarder des informations plus utiles sur le disque. Cependant, ces systèmes ont tendance à être plus lents que les systèmes dédiés. Les systèmes d'asservissement hybrides profitent des deux ci-dessus, c'est-à-dire grande capacité et haute vitesse. La plupart des disques durs modernes destinés à une utilisation de masse utilisent des informations d'asservissement intégrées.

En plus de tout ce qui précède, à l'intérieur de tout disque dur se trouve toujours une carte de circuit imprimé contenant des composants électroniques nécessaires au fonctionnement normal du dispositif de lecteur. Par exemple, l'électronique déchiffre les commandes du contrôleur de disque dur, stabilise la vitesse de rotation du moteur, génère des signaux pour les têtes d'écriture et les amplifie depuis les têtes de lecture, etc. Actuellement, un certain nombre de disques durs utilisent même des processeurs de signaux numériques DSP (Digital Signal Processor).

Les filtres internes spéciaux sont un composant indispensable de la plupart des disques durs. Pour des raisons évidentes, la fréquence de l'air ambiant est d'une grande importance pour le fonctionnement des disques durs, car la saleté ou la poussière peuvent provoquer une collision de la tête avec le disque, ce qui entraînera définitivement sa panne.

Comme vous le savez, des baies de montage spéciales sont fournies pour installer des lecteurs de disque dans l'unité centrale de n'importe quel ordinateur personnel. Les dimensions globales des disques durs modernes sont caractérisées par leur facteur de forme. Le facteur de forme indique les dimensions horizontales et verticales du disque dur. Actuellement, la taille horizontale d'un disque dur peut être déterminée par l'une des valeurs suivantes : 1,8 ; 2,5 ; 3,5 ou 5,25 pouces (la taille réelle du boîtier du disque dur est légèrement plus grande). La taille verticale est généralement caractérisée par des paramètres tels que pleine hauteur (FH), demi-hauteur (HH), troisième hauteur (ou profil bas, LP). Les disques durs « pleine » hauteur ont une dimension verticale de plus de 3,25'' (82,5 mm), « demi » – 1,63'' et « profil bas » – environ 1''. Il ne faut pas oublier que pour installer un lecteur dont le facteur de forme est plus petit que la baie de montage de l'unité centrale, vous devrez utiliser des fixations spéciales.

Conclusion

Le développement de l'industrie électronique s'effectue à un rythme si rapide qu'en un an littéralement, le « miracle technologique » d'aujourd'hui devient obsolète. Cependant, les principes d’un ordinateur restent inchangés.

Selon les experts, l'entreprise n'équipera bientôt plus les ordinateurs personnels de lecteurs de disque - ils seront remplacés par des clés USB d'une capacité de 16 mégaoctets, destinées d'abord à être installées sur des ordinateurs haut de gamme, puis, avec un réaction positive des clients, sur tous les postes de travail. Dell a déjà supprimé les lecteurs de disque des ordinateurs portables standards. Les ordinateurs Macintosh n'ont plus de lecteur de disquette depuis cinq ans.

Les CD et DVD sont peut-être à l'avant-garde de la technologie de stockage de données, mais les lecteurs de bande mécaniques, plutôt démodés, jouent toujours un rôle important dans le stockage de grandes quantités d'informations. De plus, ce rôle est si important que les scientifiques d'IBM ont développé un mécanisme permettant d'enregistrer 1 téraoctet (soit 1 000 milliards d'octets de données) sur une cartouche de bande numérique linéaire. Cette valeur, selon les développeurs, est environ 10 fois supérieure à celle de toute autre capacité de lecteur de bande actuellement disponible. Cette quantité d'informations équivaut à 16 jours de lecture continue de vidéos DVD, soit 8 000 fois la quantité d'informations que le cerveau humain conserve au cours de sa vie. Bien qu'un lecteur de bande magnétique soit difficile à imaginer dans un intérieur domestique sur un ordinateur de bureau, pour les moyennes et grandes entreprises, cette technologie reste tout à fait pertinente pour le stockage de données de sauvegarde, et la bande est moins vulnérable au piratage et au vol d'informations. La dernière technologie permet de regrouper un disque haute densité afin qu'il devienne assez compact. À long terme, il est possible de réduire les coûts de stockage des données des entreprises. Alors que le coût moyen actuel du stockage d’informations sur bande magnétique est d’environ 1 $ par Go, il est possible de réduire ces coûts à 5 cents par Go. À titre de comparaison, le coût du stockage de 1 Go d'informations sur un disque dur est désormais de 8 à 10 dollars, et sur les appareils à semi-conducteurs, il est d'environ 100 dollars par Go. Les nouvelles technologies de stockage de données ML joueront un rôle important dans les industries à forte intensité d'information telles que l'exploitation minière ou les archives. En outre, le besoin d'augmenter le volume d'informations stockées se fait sentir parmi les entreprises et les scientifiques de toutes les disciplines, de la géophysique à la sociologie. Par exemple, les activités universitaires nécessitent un système permettant un réaccès à long terme aux données avec la possibilité de créer plusieurs copies et de les déplacer facilement n'importe où. Le premier lecteur de bande magnétique a été créé il y a 50 ans, lorsque l'IBM modèle 726 ne pouvait stocker que 1,4 Mo d'informations, soit à peu près autant que ce qu'une disquette ordinaire peut contenir aujourd'hui, et que la bobine de bande mesurait environ 12 pouces de diamètre. À titre de comparaison, la dernière conception d'IBM, avec 1 To de capacité de stockage, tient dans une cartouche de la taille d'une enveloppe et contient l'équivalent de 1 500 CD. Selon les représentants de l'entreprise, le plan d'une éventuelle production en série de cartouches téraoctets comprendra la commercialisation de produits intermédiaires sur plusieurs années. Pendant ce temps, il est prévu de sortir des cartouches d'une capacité de 200 400, puis de 600 Go.

Les chercheurs ont réussi à fabriquer un film magnétique à partir d'un alliage de cobalt, de chrome et de platine. Ils ont ensuite utilisé un faisceau d’ions focalisé pour découper le film en « îlots » magnétiques rectangulaires mesurant seulement 26 millionièmes de millimètre de diamètre. Cela correspond à une densité d'enregistrement de 206 Go par pouce carré. Certes, dans ce cas, il ne sera pas possible d'écrire et de lire directement des informations, car la taille des têtes est bien plus grande que la taille des « îles ». Par conséquent, de nouvelles têtes plus petites sont nécessaires. De plus, les procédures d’écriture et de lecture devront être efficacement synchronisées avec le mouvement des têtes. Le prototype développé chez IBM met en œuvre une telle synchronisation, mais l'adoption généralisée de tels systèmes nécessitera des améliorations significatives de la technologie des disques durs.

Sources d'information utilisées

1. Léontiev V.P. PC : guide d'utilisation universel Moscou 2000.

2. Figurnov V.E. IBM PC pour l'utilisateur. 5ème édition Saint-Peretbourg, JSC « Koruna » 1994.

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Mémoire externe (à long terme)

La fonction principale de la mémoire externe d'un ordinateur est la capacité de stocker à long terme une grande quantité d'informations (programmes, documents, clips audio et vidéo, etc.). Un appareil qui permet l'enregistrement/lecture d'informations est appelé périphérique de stockage, ou disque, et les informations sont stockées sur médias(par exemple, des disquettes).

Principe magnétique d'enregistrement et de lecture des informations. Dans les lecteurs de disquettes magnétiques (FMD) et les disques durs magnétiques (HDD), ou disques durs, l'enregistrement des informations est basé sur la magnétisation des ferromagnétiques dans un champ magnétique, le stockage des informations est basé sur la conservation de la magnétisation et la lecture des informations est basée sur sur le phénomène d'induction électromagnétique.

Lors du processus d'enregistrement d'informations sur des disques magnétiques flexibles et durs, la tête d'entraînement avec un noyau en matériau magnétique doux (faible magnétisation résiduelle) se déplace le long de la couche magnétique du support magnétique dur (magnétisation résiduelle élevée). La tête magnétique reçoit des séquences d'impulsions électriques (séquences de uns et de zéros logiques), qui créent un champ magnétique dans la tête. De ce fait, les éléments de la surface du support sont séquentiellement magnétisés (un logique) ou non magnétisés (zéro logique).

En l'absence de champs magnétiques puissants et de températures élevées, les éléments porteurs peuvent conserver leur magnétisation pendant une longue période (des années et des décennies).

Lors de la lecture d'informations lorsque la tête magnétique se déplace sur la surface du support, les zones magnétisées du support provoquent des impulsions de courant dans celui-ci (phénomène d'induction électromagnétique). Des séquences de ces impulsions sont transmises via l'autoroute à la RAM de l'ordinateur.

Disques magnétiques flexibles. Les disques magnétiques flexibles sont placés dans un boîtier en plastique. Ce support de stockage est appelé disquette. Au centre de la disquette se trouve un dispositif permettant de saisir et de faire tourner la disquette à l'intérieur du boîtier en plastique. La disquette est insérée dans le lecteur de disque, qui fait tourner le disque à une vitesse angulaire constante.

Dans ce cas, la tête magnétique du lecteur de disque est installée sur une certaine piste concentrique du disque, sur laquelle des informations sont écrites ou à partir de laquelle des informations sont lues. La capacité d'informations de la disquette est petite et n'est que de 1,44 Mo. La vitesse d'écriture et de lecture des informations est également faible (seulement environ 50 Ko/s) en raison de la rotation lente du disque (360 tr/min).

Afin de préserver les informations, les disques magnétiques flexibles doivent être protégés de l'exposition à des champs magnétiques puissants et à la chaleur, car de tels effets physiques peuvent entraîner une démagnétisation du support et une perte d'informations.

Disques magnétiques durs. Un disque magnétique dur est constitué de plusieurs dizaines de disques placés sur un axe, enfermés dans un boîtier métallique et tournant à une vitesse angulaire élevée (Fig. 4.6).

En raison du nombre beaucoup plus important de pistes de chaque côté des disques et du grand nombre de disques, la capacité d'informations d'un disque dur peut être des centaines de milliers de fois supérieure à la capacité d'informations d'une disquette et atteindre 150 Go. La vitesse d'écriture et de lecture des informations sur les disques durs est assez élevée (peut atteindre 133 Mo/s) en raison de la rotation rapide des disques (jusqu'à 7 200 tr/min).

Riz. 4.6. Disque magnétique dur

Les disques durs utilisent des éléments plutôt fragiles et miniatures (plateaux multimédias, têtes magnétiques, etc.), donc, afin de préserver les informations et les performances, les disques durs doivent être protégés des chocs et des changements brusques d'orientation spatiale pendant le fonctionnement.

Principe optique d'enregistrement et de lecture des informations. Les lecteurs laser de CD-ROM et de DVD-ROM utilisent le principe optique d'enregistrement et de lecture des informations.

Dans le processus d'enregistrement d'informations sur des disques laser, diverses technologies sont utilisées pour créer des zones de surface avec différents coefficients de réflectance : du simple estampage à la modification de la réflectivité des zones de la surface du disque à l'aide d'un laser puissant. Les informations sur un disque laser sont enregistrées sur une piste en forme de spirale (comme sur un disque de gramophone), contenant des sections alternées avec une réflectivité différente.

Sous réserve d'un stockage approprié (dans des boîtiers en position verticale) et d'un fonctionnement (sans provoquer de rayures ou de contamination), les supports optiques peuvent conserver des informations pendant des décennies.

Lors du processus de lecture des informations sur les disques laser, un faisceau laser installé dans le lecteur de disque tombe sur la surface du disque en rotation et est réfléchi. Étant donné que la surface du disque laser présente des zones avec des coefficients de réflexion différents, le faisceau réfléchi change également d'intensité (0 ou 1 logique). Ensuite, les impulsions lumineuses réfléchies sont converties à l'aide de photocellules en impulsions électriques et transmises via l'autoroute à la RAM.

Lecteurs et disques laser. Les lecteurs laser (CD-ROM et DVD-ROM - Fig. 4.7) utilisent le principe optique de lecture des informations.

Les disques Laser CD-ROM (CD - Compact Disk) et DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk) stockent les informations qui y ont été enregistrées pendant le processus de fabrication. Il est impossible de leur écrire de nouvelles informations, ce qui se reflète dans la deuxième partie de leur nom : ROM (Read Only Memory). De tels disques sont produits par estampage et ont une couleur argentée.

La capacité d'informations d'un lecteur de CD-ROM peut atteindre 650 Mo et la vitesse de lecture des informations dans un lecteur de CD-ROM dépend de la vitesse de rotation du disque. Les premiers lecteurs de CD-ROM étaient à vitesse unique et offraient des vitesses de lecture d'informations de 150 Ko/s. Actuellement, les lecteurs de CD-ROM à 52 vitesses sont largement utilisés, offrant une vitesse de lecture des informations 52 fois plus rapide (jusqu'à 7,8 Mo/s).

Les DVD ont une capacité d'informations beaucoup plus grande (jusqu'à 17 Go) par rapport aux CD. Premièrement, des lasers avec des longueurs d'onde plus courtes sont utilisés, ce qui permet de placer les pistes optiques de manière plus dense. Deuxièmement, les informations sur les DVD peuvent être enregistrées sur deux faces, avec deux couches sur une face.

Riz. 4.7. CD-ROM et DVD-ROM

La première génération de lecteurs de DVD-ROM offrait des vitesses de lecture des informations d'environ 1,3 Mo/s. Actuellement, les lecteurs de DVD-ROM à 16 vitesses atteignent des vitesses de lecture allant jusqu'à 21 Mo/s.

Il existe des disques CD-R et DVD-R (R - enregistrables) de couleur dorée. Les informations sur ces disques peuvent être écrites, mais une seule fois. Sur les disques CD-RW et DVD-RW (RW - ReWntable, réinscriptible), qui ont une teinte « platine », les informations peuvent être enregistrées plusieurs fois.

Pour l'enregistrement et la réécriture sur des disques, des lecteurs spéciaux de CD-RW et DVD-RW sont utilisés, dotés d'un laser assez puissant qui vous permet de modifier la réflectivité des surfaces pendant le processus d'enregistrement. Ces lecteurs vous permettent d'écrire et de lire des informations sur des disques à différentes vitesses. Par exemple, un lecteur CD-RW étiqueté « 40x12x48 » signifie que les disques CD-R sont gravés à une vitesse de 40x, les disques CD-RW sont gravés à une vitesse de 12x et les disques CD-RW sont lus à une vitesse de 48x.

Mémoire flash. La mémoire flash est un type de mémoire non volatile qui permet d'écrire et de stocker des données sur des puces. Les cartes mémoire flash (Fig. 1.8) ne contiennent pas de pièces mobiles, ce qui garantit une sécurité élevée des données lorsqu'elles sont utilisées dans des appareils mobiles (ordinateurs portables, appareils photo numériques, etc.).

Riz. 4.8. Cartes mémoire flash

La mémoire flash est une puce logée dans un boîtier plat miniature. Pour lire ou écrire des informations, la carte mémoire est insérée dans des lecteurs spéciaux intégrés aux appareils mobiles ou connectés à un ordinateur via un port USB. La capacité d'informations des cartes mémoire peut atteindre 512 Mo.

Les inconvénients de la mémoire flash incluent le fait qu'il n'existe pas de norme unique et que différents fabricants produisent des cartes mémoire incompatibles les unes avec les autres en termes de taille et de paramètres électriques.

Questions à considérer

1. Quelles sont les règles de base pour le stockage et l'utilisation des différents types de supports de stockage ?

Tâches pratiques

4.4. Compiler un tableau comparatif des principaux paramètres des dispositifs de stockage d'informations (capacité, vitesse d'échange, fiabilité du stockage des informations, coût de stockage d'un mégaoctet).