Medii de Stocare a Datelor

MEDII DE STOCARE A DATELOR

Argument

Momentul inițial al istoriei calculatoarelor este, de obicei legat de numele matematicianului englez Charles Babbage. El a propus în anul 1830 o Mașină Analitică care a anticipat în mod fascinant structura calculatoarelor actuale. Ideile sale au devansat cu peste 100 de ani posibilitățiile tehnologice ale vremii sale. Înaintea a mai fost încercări în acest domeniu ale lui Leibnitz și Pascal (sec al XVII-lea) .

Următorul moment de referință este anul 1937, când Howard Aiken, de la Universitatea Harvard a propus Calculatorul cu secvență de Comandă Automată, bazat pe o combinație între ideile lui Babbage și calculatoarele elertromecanice, produse de firma IBM. Construcția acestuia a început în anul 1939 și s-a terminat în anul 1944, fiind denumit Mark I . El a fost în principal primul calculator electromecanic, fiind alcătuit din comutatoare și relee.

Înlocuirea releelor cu tuburi electronice a constituit un important pas înainte. Rezultatul a fost concretizat în calculatorul ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer ), primul calculator electronic digital. El conține circa 18.000 de tuburi electronice și executa 5.000 de adunări pe secundă, având o memorie de 20 de numere reprezentate în zecimal. Programarea sa se realiza prin poziționarea a circa 6.000 de comutatoare, cu mai multe poziții. O semnificație aparte o are faptul că în arhitectura calculatoarelor Mark I și ENIAC, intrau mai multe elemente de calcul, ce lucrau în paralel la o problemă comună, fiind dirijate de o singură unitate de comandă . Această soluție a fost aleasă datorită vitezei reduse a fiecărei unități de calcul, în parte. La versiunea următoare s-a renunțat la această structură paralelă de calcul, deoarece s-a considerat că viteza unei unități de calcul, realizată cu circuite electronice, este suficientă . Soluția prelucrării paralele a fost reluată ulterior după anii 80’ pentru mărirea performanțelor unui sistem de calcul; astfel în 1996 Firma INTEL a realizat un supercalculator ce folosește peste 7000 de procesoare PENTIUM utilizând tehnica „de calcul masiv” (utilizat pentru simularea testelor nucleare, în cercetări genetice, spațiale, meteorologice).

De remarcat că la realizarea primelor calculatoare, în calitate de consultant al echipei, a lucrat și matematicianul John von Neumann, unul dintre matematicienii importanți ai secolului XX. De altfel, la realizarea calculatorului EDVAC ( primul calculator cu circuite electronice ) el a stabilit 5 caracteristii principale ale calculatorului cu program memorat :

Trebuie să posede un mediu de intrare, prin intermediul căruia să se poată introduce un număr nelimitat de operanzi și instrucțiuni .

Trebuie să posede o memorie, din care să se citească instrucțiunile și operanzii și în care să se poată memora rezultatele.

Trebuie să posede o secțiune de calcul, capabilă să efectueze operații aritmetice și logice, asupra operanzilor din memorie.

Trebuie de asemenea să posede un mediu de ieșire, prin intermediul căruia un număr nelimitat de rezultate să poată fi obținute de către utilizator.

Trebuie să aibă o unitate de comandă , capabilă să interpreteze instrucțiunile obținute din memorie și capabilă să selecteze diferite moduri de desfășurare a activității calculatorului pe baza rezultatelor calculelor .

Date Date Rezultate Rezultate

și instrucțiuni și instrucțiuni

Stări

Comenzi Stări

Stări Instrucțiuni

Adrese

Comenzi Rezultate/Comparații

Comenzi

-Figura reprezintă Organizarea unui calculator numeric –

Deoarece nevoile umane constau în dorințele, așteptările, aspirațiile oamenilor de a-și însuși

bunuri, toate acestea devenind nevoi efective (reale) în funcție de gradul dezvoltării

economice la un moment dat, precum și de nivelul de cultură și civilizație a popoarelor și

indivizilor.

Acestea este principalul factor care duce spre dorinta de evolutie, evolutia tehnologica. Primul efect este si cresterea cantitativa a informatiei.

Informatia, resursa strategica a societatii
Orice societate nu poate exista fara informatie si comunicarea ei. Cantitatea de informatie este în continua crestere si aceasta este caracteristica evolutiei societatii umane care se afla în faza societatii informationale. “Alimentarea” oamenilor cu informatia de care au nevoie are darul de a duce la generarea unor noi si noi fapte, adica tot informatie. Noua.
Lumea în care traim se afla într-o continua schimbare, asistam astazi la un proces de tranzitie de la societatea industriala la societatea informationala. Dar ce înseamna o societate informationala? În privinta acestui termen exista numeroase dispute, mai ales la noi în tara, datorita limbii din care a fost tradus (information society, société de l`information). Astfel, de exemplu, mai apar termenii de societate a informatiei, societate informatizata, economie informatizata, societate postindustriala .
Societatea informationala este societatea „în care majoritatea fortei de munca se compune din cei care opereaza cu informatii si pentru care informatia este elementul cel mai important” . Ea pune accent nu numai pe informatie, ci si pe aparitia a noi moduri de viata ca urmare a modificarii viziunii asupra lumii.

Termenul de societate informationala reflecta conceptia cu privire la modificarile sociale si organizationale care au loc ca urmare a evolutiei din domeniul tehnologiilor informationale si de comunicatii.
Odata cu trecerea la societatea informationala s-a facut trecerea de la teoria valorii bazate pe munca la teoria valorii bazata pe cunoastere. Alvin Toffler spunea în lucrarea sa Powershift. Puterea în miscare ca, daca în timpul societatii industriale capitalul era unul da natura materiala, cuprinzând masinile si materialele, în societatea post-industriala principala forma a capitalului este cunostinta. Ea este inepuizabila, se poate aplica de catre utilizatori diferiti în acelasi timp si, daca acestia o folosesc inteligent, poate genera si mai multe cunostinte.Informatia pentru a fi stocata este nevoie de memorie. Mai departe in acest proiect este prezentat tipuri de medii de stocare a informatiei.

1. Hard-disk-ul

Aproape orice calculator personal si server din ziua de azi contine unul sau mai multe dispozitive hard-disk. Fiecare supercalculator este conectat la chiar sute de hard-diskuri. Mai nou se gasesc chiar si Video Recordere sau camere video care folosesc hard-diskul ca mediu de stocare in locul benzii magnetice. Miliardele de hard-diskuri fac un singur lucru, insa foarte bine. Ele depoziteaza informatia digitala intr-o forma relativ permanenta, astfel calculatorul are capabilitatea de a detine in memorie informatia chiar si nealimentat la o sursa de curent.

1.1 Principiile hard-disk-ului

Hard-disk-urile au fost inventate in anii 1950. La inceput aveau ca marime pana la 20 inch in diametru si puteau inmagazina doar cativa megabytes. Initial au fost numite „fixed disks” sau „Winchesters” (un nume de cod folosit pentru un produs popular IBM). Mai tarziu au fost numite hard-disk-uri pentru a le deosebi de „floppy disk-uri”. Hard-disk-ul are o placa tare (platan) care sustine mediul magnetic, in opozitie cu un film flexibil din material plastic, folosit la benzile magnetice sau la floppy-disk-uri.

La cel ma simplu mod posibil, had-disk-ul nu este mult diferit de o banda magnetica. Atat hard-disk-ul cat si benzile magnetice folosesc aceleasi principii de inregistrare. Ele de asemenea au in comun beneficiul major al depozitarii magnetice – mediul magnetic poate fi cu usurinta sters si apoi rescris, in plus structura fluxului magnetic pastrandu-se intacta pentru mai multi ani.

Banda magnetica impotriva hard-disk-ului

Capacitate si performanta

Un calculator personal, de performante normale, detine un hard-disk ce are o capacitate intre 10 GB si 40 GB. Datele sunt stocate pe disc sub forma fisierelor. Un fisier este denumit simplu ca o colectie de biti. Bitii pot fi reprezentarea in codul ASCII pentru caracterele unui text, pot fi instructiunile unei aplicatii software pe care calculatorul trebuie sa le execute, inregistrarile unei baze de date sau pixelii de culoare pentru o imagine GIF. Indiferent de continutul fisierului, el este alcatuit dintr-o „insnuruire” de biti. Cand un program ce ruleaza pe calculator apeleaza un fisier, hard-disk-ul preia bitii de pe disk si ii trimite la UCP unul cate unul

Exista trei criterii ce caracterizeaza performanta unui hard-disk:

Rata de transfer – numarul de biti pe secunda pe care un hard-disk ii poate transmite Unitatii centrale de prelucrare (UCP). Ratele obisnuite de transfer sunt intre 5 si 40 de megabytes/sec.

Timpul de acces – timpul considerat de la cererea unui fisier de catre CPU pana la primirea primului bit din acel fisier. Un timp de acces obisnuit este intre 10 si 20 de milisecunde.

Capacitatea – numarul de biti pe care ii poate stoca un hard-disk. in momentul actual exista hard-disk-uri ce stocheaza pana la 200-300 GB!

In interiorul cutiei paralelipipedice.

Cea mai buna metoda de a intelege cum un hard-disk functioneaza este de a privi in interiorul acestuia. Atentie! Deschiderea unui hard-disk duce la distrugerea definitiva a acestuia!

Fig. 1 Aceasta este imaginiea unui hard-disk obisnuit.

Hard-disk-ul este alcatuit dintr-o cutie paralelipipedica de aluminiu, pe o parte avand “controlorii” electronici. Acestia controleaza mecanismul de citire/scriere si motorul care invarte platanul. Partea electronica asambleaza domeniile magnetice in biti (citire) si transforma bitii in domenii magnetice (scriere). Partea electronica se gaseste pe o mica placa ce se poate desprinde de pe unitate.

Fig. 2.

Sub placa de circuite electronice se gasesc legaturile pentru motorul ce invarte platanul, precum si o gaura foarte bine filtrata ce lasa presiunea aerului interior si exterior sa se echilibreze.

Fig. 3

Alungand capacul hard-disk-ului se va observa un interior alcatuit din niste componente pe cat de simple pe atat de precise:

Fig. 4

În aceasta figura se pot vedea:

Platanele, care de obicei se invart la 3600 sau 7200 rpm, cand discul este pornit. Aceste platane sunt fabricate cu tolerante uimitoare si au suprafata atat de bine finisata incat oglindesc mediul exterior.

Bratul care sustine capul de citire/scriere si care este controlat de mecanismul din coltul stanga, sus si este capabil sa se miste de la centrul discului pana in capatul acestuia. Bratul si mecanismul de miscare sunt extrem de usoare si rapide. Bratul unui hard-disk obisnuit se poate deplasa de la centru spre exterior si inapoi de aproximativ 50 de ori pe secunda!

Interiorul: Platanele si capetele de citire

Pentru a mari capacitatea discurilor, adesea hard-disk-urile contin mai multe platane. (2-4). Acest disc are tei platane si sase capete de citire/scriere:

Fig. 5

Fig. 6

Mecanismul care misca bratul hard-disk-ului trebuie sa fie incredibil de rapid si precis. Poate fi construit folosind un motor linear de viteza mare.

Fig. 7

Stocarea datelor

Datele sunt stocate pe suprafata platanului in sectoare si in piste. Pistele sunt cercuri concentrice, iar sectoarele sunt arcuri de cerc (subdiviziuni ale pistelor):

Fig. 8

in aceasta figura, pista este colorata cu galben, iar sectorul cu albastru. Un sector contine un numar fix de bytes, de exemplu 256 sau 512.

Procesul de formatare de nivel jos presupune trasarea pistelor si sectoarelor, stabilirea punctului de start si punctului final al platanelor. Acest proces pregateste platanul pentru stocarea blocurilor de biti.

Formatarea de nivel inalt scrie apoi structura sistemului de fisiere (FAT – File Allocation Table), care poate diferi de la un sistem de operare la altul. Ex: FAT, FAT32, NTFS, REISERFS, XFS, etc.

Dupa aceste procese, discul este pregatit pentru utilizare.

2. CD-ROM

Scurt istoric

Companiile Sony si Phillips au inventat discul compact (CD) la inceputul anilor 1980, dar nici una dintre ele nu s-au imaginat ce aplicatii se vor ivi pe viitor.Lansat in 1982, CD-ul audio, cu facilitati de acces aleatoriu si avand calitatea sunetului incredibila, a cucerit in cativa ani piata. A urmat unitatea de CD-ROM in 1984, dar i-au trebuit cativa ani pentru a ajunge la nivelul CD Player-ului, datorita tehnologiei de atunci. Acum pe CD-ROM-uri sunt disponibile nenumarate jocuri pe calculator, aplicatii software, enciclopedii diverse, si alte aplicatii multimedia.

Initial, discul compact CD-ROM a fost disponibil pentru 74 de minute de semnal audio digital de inlta calitate, dar acum ne ofera pana la 700MB spatiu disponibil stocarii datelor, 100 scannari fotografice pantru publicatii sau peste 74 de minute de film VSH full-motion video si audio. Astazi, cele mai multe unitati CD-ROM sunt rapide si confera rularea nu numai a programelor software multimedia, ci si a programelor destinate lucrului pe reteaua de calculatoare.

Fabricarea

Discul CD-ROM are un diametru de 120mm si are aspect de sandwich cu grosumea de 1.2mm cu trei straturi: un strat inferior de plastic policarbonat, o folie subtire de aluminiu si un invelis de protectie impotriva zgarieturilor si prafului. Pe durata procesului de baza, se toarna un plastic policarbonat cu milioane de mici adancituri numite pits, acestea avand o forma de aranjare in spirala de la centru spre marginea discului, peste care se aseaza o folie subtire de aluminiu, ea conferindui discului culoarea argintie sau alte tipuri de culori.Spatiul dintre piste – piscurile- este numai de 1.6 microni. Densitatea adanciturilor este de peste 16000tpi (tpi – tracks per inch) , comparativ cu cei 96tpi ai floppy disck-ului si in medie 400tpi a-i hard disk-ului. Spirala adanciturilor se intinde in linie dreapta pe o distanta de 4 km.Din punct de vedere mecanic CD-ul este mai putin vulnerabil decat o inregistrare analoga, dar asta nu inseamna ca nu trebuie sa-l folosim cu atentie.

In general un CD poate fi folosit atat pentru calculator cat si pentru un sistem de sunet, pentru muzica.Pe un CD poate fi inregistrata informatie digitala atat sub format track cat si MP3, in general pentru muzica.Dupa cum stim tehnologiile progreseaza proportionat in timp astfel ca CD-ul nu a uitat sa evolueze.A evoluat in capacitate pana la 1.2 G pentru muzica si viteze de pana la 52x.

Standarde

Pentru a intelege ce discuri compacte vor fi citite pe o unitate dedicata, este necesar sa indentificam precis diferitele standarde pentru formate.Informatia care descrie CD-ROM-ului este scrisa in paginile unei carti cu coperti de o anumita culoare.

Dupa cum vedem exista multe standarde ale Cd-urilor, acestea evoluand in functie de cerince tehnologice si timp.

Rata de transfer

Se refera la cantitatea de informatie ce se transfera intr-o secunda si poate fi cuprinsa intre 150KB/s (la primele tipuri de unitatide CD-uri) si peste 3000 KB/s (la unitatile moderne). Rata de transfer depinde, in primul rand de timpul de acces si de viteza de lucru a unitatii CD.

Viteza de lucru

Reprezinta un parametru care influienteaza direct rata de transfer si timpul de acces si se stabileste in raport cu primul tip de unitate CD numit single-spid, care lucra cu un transfer de 150KB/secunda si fata de care s-au dezvoltat apoi viteze de 2xSpeed, de 4xSpeed, de 8xSpeed s.a.m.d. ajungandu-se in prezent pana la 24x, pentru care ar corespunde, cel putin teoretic, unei rate de transfer de 300KB/s.Astfel la viteze mai mari de 24x cum ar fi 32x,42x sau 52x rata de transfer este foarte mare.

Pentru muzica succesorul CD conventional este SACD(Super Audio Compact Disck).Deocamdata acest standard poate fi folosit numai un Player specific.Standardul pe calculator nu a fost inca implementat.

La SACD tehnologia este mult imbunatatita,astfel depasind barierele una din tehnologiile de baza Super Audio CD este DSD (Direct Stream Digital).Simplu in fapt, DSD este calea cea mai scurta intre locul de inregistrare si urechea ascultatorului.Formatul de inregistrare standard foloseste filtre pentru inregistrare si redare, adaugand un grad de zgomot si abatere. DSD elimina toate aceste filtre, inregistrand semnalul original pe 1 bit direct pe Super Audio CD- pentru o auditie nemaiintalnita.

Playerele Super Audio CD ofera o redare de inalta calitate, atat pantru Cd-ul standard, cat si pentru noul format Super Audio CD.Discul hibrid Super Audio Cd are un strat pentru formatul SACD si altul pentru formatul CD convantional.

Fig. 9

Inregistrarea PCM (Pulse Code Modulation) folosita la CD-urile conventionale necesita un filtru de decimare la inregistrare si un filtru de multiplicare la redare.De exemplu semnalul de intrare este trecut print-un Mmodulator delta-sigma la 1 bit(64fs),dupa care este trecut print-un filtru de decimare care proceseaza semnalul de la 1 bit la 20 bit si acesta fiind semnalul inregistrat pe CD conventional.De la CD semnalul de 20 bit este trecut print-un filtru de interpolare digital care modifica semnalul la 24 bit,dupa care intra in actiune modulatia delta-sigma care reface semnalul la 1bit(64fs), acesta in cele din urma trece printr-un filtru de trecere joasa analogica care proceseaza semnalul de iesire.Dupa toata aceasta intreaga procesare semnalul de intrare este identic cu semnalul de iesire,cu mici exceptii.Aceste exceptii au fost corectate detehnologia SACD, in care DSD elimina necesitatea folosirii toturor acestor filtre, permitand sunetului sa fie inregistrat direct in formatul original de 1 bit.

Tehnologia de procesare PSP( Pit Signal Processing) este o garantie ca SACD ofera o calitate si o inregistrare originala.Aceasta tehnologie imprima un filigran invizibil pe disc sub forma de text sau imagine,care asigura cel mai bun sunet posibil la ora actuala pentru muzica.

In figura de mai sus putem vedea structura de sandwich a uni CD impreuna cu tehnologiile inglobate.

3. DVD

Desi capacitatea de stocare a unui CD-ROM este semnificativa,multe programe si jocuri incep sa aiba dimensiuni din ce in ce mai mari;au aparut deja enciclopedii sau programe pe 4-5 CD-ROM-uri.Problema aceasta este rezolvata prin aparitia DVD-ROM-ului,urmatorul pas dupa compact disc.

.

Fig. 10

DVD-ul va fi foarte important pentru utilizatorii computerelor pentru ca va fi folosit pentru cele mai mari si mai interesante jocuri,pachete de programe si filme.

Tehnologia DVD va inlocui,probabil,casetele video care exista la ora actuala pe piata.Un disc DVD arata ca un CD obisnuit,dar punctele purtatoare de informatie binara (0 si 1) sunt mult mai mici si mai apropiate unele de altele.Asa ca in loc de 650 MB de informatie care pot fi stocati pe un CD, un DVD poate stoca acum pana la 4,7 GB.

Spre deosebire de CD,un DVD poate avea doua fete pe care sa se inregistreze informatie,asa ca intorcandu-l se mai pot citi inca 4,7 GB de informatie.Iar pe viitor discul va avea mai multe straturi in interior astfel ca va putea stoca peste 15 GB – sufficient pentru cel mai mare program imaginabil.

Primele discuri DVD-ROM sunt instructive-deconectante si discuri cu jocuri.Acestea folosesc capacitatea suplimentara pentru a adauga mai multe segmente de informatie video si audio si pentru a face ca toate fragmentele multimedia sa arate si sa sune mai bine decat CD-ROM-urile standard.

Unitati DVD-ROM

Pentru a rula un DVD ,este nevoie de o unitate DVD-ROM – arata la fel ca unitatea de CD-ROM, dar are doua lasere:unul pentru citirea CD-urilor clasice,iar celalalt pentru discuri DVD.Dupa ce am instalat o unitate DVD-ROM in PC,el va putea sa citeasca orice tip de CD – fie el vechi sau mai nou.

Filme pe discuri

Capacitatea uriasa a discului DVD este ideala pentru a stoca poze si sunet de inalta calitate – de fapt,Hollywood-ul a avut inca de la inceput un rol important in lansarea DVD-ului.Aceasta deoarece filmele incep sa fie lansate atat pe casete video,cat si pe DVD.Pentru a rula aceste Video-DVD-uri pe PC este nevoie de o placa decodoare Video-DVD,care functioneaza paralel cu placa video a PC-ului.Pe masura ce apar PC-uri tot mai puternice,nu o sa mai fie nevoie de o placa video suplimentara,deoarece intreaga activitate de derulare video va fi realizata in interiorul procesorului central ultrarapid al PC-ului.

Inregistrarea unui DVD

Ca si la CD-ROM-uri,exista DVD-ROM-uri pe care se poate scrie informatie,dar si DVD-ROM-uri pe care se poate inscriptiona informatie si se poate sterge si apoi rescrie o alta informatie.Se pot folosi acestea pentru a degrava hard discul de un numar urias de fisiere sau pentru a stoca temporar imagini video si muzica.

Istoric

Pe un CD spaiul de inregistare difera in functie de tehnologie, adica cu cat are mai mule pits cu atat se castiga mai mult spatiu pe diametrul de 120mm.Definirea specificatiilor pentru sucuccesorul Cd-ului a urmat o alta cale, cuargumentari, confuzii si intrigi.Totul a inceput rau cu Mathushita Electric, Thoshiba si producatorii de filme Time/Warner cu tehnologia lor pentru Super Disc (SD) pe de o parte, si Sony si Phillips cu tehnologia lor multimedia CD(MMCD), de cealalta parte.Cele doua formate de disc erau incompatibile,ceandu-se posibilitatea victoriei VHS/Beatmax-ului.Sub presiune industriei IT, marii producatori au format Consortiul DVD pentru a dezvolta un singur standard.Standardul DVD_ROM, care a rezultat la sfarsitul anului 1995, afost un conpromis intre cele doua tehnologii.

Astfel DVD-ul este succesorul CD-ului, acest format fiind mai fiabil, spatiul de inregistrare a datelor fie ele audio,video; este mult mai mare.Primul titlu comercial DVD-18, The Stand, a fost realizat in octombrie 1999. Dar pana la realizarea DVD-18 in mod curent, se va trece print-o etapa intermediara-DVD 14-( doua straturi pe o fata, un strat pe cealalta fata) datorita usurintei productiei.Alaturi de formatele fizice exista 2 formate de aplicatii: DVD-Video si DVD-Audio.

In general DVD-ul a inceput sa capete cat mai multe functii, jocurile pe calculator au inceput sa fie inscriptionate pe DVD,la fel si jocurile pe console de televizor.La cele mai noi camere de filmat deja casetele video incep sa devina istorie. Noi standarde au fost introduse ca de exemlu inregistrarea pe DVD direct de pe camera.Formatul DVD pentru inregistrarea pe camera de luat vederi este diferit de toate celelalte atat ca marime in diametru cat si precum capacitate.Posibilitatile sunt nenumarate, terbuie sa dam frau liber imaginatiei si divertismentul va veni de la sine.

Cu o dimensiune asemanatoare cu a CD-ului ( 120mm diametru si 1,2mm grosime), DVD-ul ne confera un spatiu de stocare de pana la 17GB, cu rate de transfer superioare CD-ROM-ului si cu timpi de acces similari CD-ROM-ului.

Capacitatea discurilor DVD

Spre deosebire de CD-uri, exista 5 formate fizice (carti) ale DVD-ului:

4. Memoria Flash

Complexitatea operatiilor efectuate de un calculator, ca si viteza sa de calcul, depind – in principal – de capacitatea, viteza si organizarea memoriei sale; de fapt istoric vorbind, evolutia calculatoarelor electronice, prin cele patru generatii, a fost determinata in mare masura de cresterea capacitatii si vitezei memoriei lor.

Generalitati

Memoria flash este o forma de memorie non-volatila pentru calculator care poate sã fie stearsa electric si reprogramata. Este o tehnologie care este in primul rand folositã in cardurile de memorie.

Spre deosebire de EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory), memoria flash este stearsa si programata in blocuri compuse din locatii multiple (in memoria flash timpurie intreg cipul trebuia sã fie sters dintr-o data).Memoria flash costa mai putin decat EEPROM in consecinta a devenit tehnologia dominanta oriunde este nevoie de o cantitate semnificativa, de o categorie solida de depozitare non-volatila.

Istoric

Memoria flash (ambele tipuri NOR si NAND) a fost inventata de Dr. Fujio Masuoka in timp ce lucra pentru Toshiba in 1984.Conform celor spuse de Toshiba, numele de flash a fost sugerat de colegul domnului Masuoka, domnul Shoji Arizumi, deoarece procesul de stergere a continutului memoriei i-a amintit de licarirea unui aparat de fotografiat.

Domnul Masuoka a infatisat inventia la IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)1984 International Electron Devices Meeting (IEDM) tinut in San Jose, California. Intel a vazut masivul potential al inventiei si a introdus primul cip flash comercial de tip NOR in 1988.

NOR –based flash are timpi de stergere si scriere lungi, dar are o interfata a adreselor de date intreaga (memorie) care permite acces aleatoriu la orice locatie. Aceasta il face potrivit pentru depozitarea unui program cod care trebuie sa fie rareori actualizat, cum ar fi BIOS-ul calculatorului. Rezistenta sa este de la 10 000 la 1 000 000 de cicluri de stergere. NOR – based flash a fost temeiul pentru timpuriul flash-based ce poate fi indepartat; Compact Flash a fost bazat pe NOR desi cardurile mai tirzii au fost mutate la mai putin costisitorul NAND flash.

A urmat NAND flash, pe care Toshiba l-a anuntat la ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) in 1989. Are timpi de stergere si scriere mai rapizi, densitate inalta, si un pret scazut per cifra binara decat NOR flash, si de 10 ori mai multa rezistenta. Oricum interfata sa I/O permite numai acces secvential la date. Aceasta il face potrivit pentru dispozitivele de depozitare in masa cum sunt cardurile PC si diverse carduri de memorie, si intrucatva mai putin folositoare pentru memoria calculatorului.

Istoria crearii standardului

La aparitia memoriei flash, producatorii de dispozitive electronice au primit posibilitatea, fara mari probleme si cheltuieli, sa-si doteze produsele cu noile tipuri de medii de stocare. Avantajele erau evidente – consumul energetic redus, siguranta inalta (din cauza lipsei pieselor mobile) si rezistenta la mediul inconjurator si sarcini. insa, principala problema era dimensiunea acestora. in piata se intensifica cererea pentru dispozitive cat mai mici, dimensiunea carora nu permitea utilizarea memoriei flash voluminoase, executat conform standardului ATA-Flash. A aparut ideea de a crea un nou format de memorii flash, care va avea dimensiuni reduse si in acelasi timp, compatibil cu sloturile PCMCIA existente, fapt care in principiu insemna compatibilitatea cu comenzile ATA/ATAPI.

Vedere de ansamblu

Memoria flash este non-volatila ceea ce inseamna ca nu are nevoie de energie pentru a mentine informatia stocata in cip.in plus memoria flash ofera un timp de acces pentru citirea datelor foarte rapid si o mai buna rezistenta la socurile cinetice decat hard disk-urile. Aceste trasaturi explica popularitatea memoriei flash pentru aplicatii ca de exemplu stocarea pe dispozitive baterie-putere. O alta ispita a memoriei flash este faptul ca este aproape indistructibila de un mediu fizic obisnuit fiind in stare sa reziste la presiuni intense si la apa fiarta.

Fig. 11

Clasificarea memoriilor de tip Flash

Memoria flash este folosita de mai multi ani ca mediu de stocare principal sau auxiliar pentru calculatoarele notebook. Totusi, aparitia unor dispozitive precum aparatele foto digitale si dispozitivile de redare MP3 au transformat aceasta tehnologie dintr-un produs de nisa intr-un accesoriu necesar.

in prezent sunt folosite mai multe tipuri de dispozitive pentru memorie flash si este important sa stiti de care dintre acestea aveti nevoie. Printre cele mai importante tipuri de memorie flash se numara:

Compact Flash

Memoria CompactFlash a fost dezvoltata de SanDisk Corporation in 1994 si foloseste arhitectura ATA pentru a emula o unitate de disc. Ca urmare, un dispozitiv CompactFlash atasat la calculatorul dumneavoastra are asociata o litera de unitate, la fel ca si celelalte unitati de disc.

Dimensiunea originala a acestui dispozitiv a fost Type I (3.3 mm grosime), dar exista si o versiune mai noua, Type II (5 mm grosime), pentru dispozitivele de capacitate mai mare. Ambele tipuri de cartele CompactFlash au latimea de 1.433 inci si lungimea de 1.685 inci si exista adaptoare care permit introducerea acestor memorii in sloturile PC Card ale calculatoarelor notebook. Dezvoltarea acestui standard este coordonata de CompactFlash Association.

Smart Media

SmartMedia(numita initial SSFDC, prescurtare de la Solid State Floppy Disk Card – cartela de discheta semiconductoare) este cea mai simpla dintre dispozitivele de memorie flash. Cartelele SmartMedia contin numai memorie flash, fara nici un circuit de control. Aceasta simplitate inseamna ca pentru asigurarea compatibilitatii intre diferitele generatii de cartele SmartMedia este necesara modernizarea dispozitivelor care folosesc memoria SmartMedia. Dezvoltarea acestui standard este coordonata de SSFDF.

Multi Media Card

MultiMediaCard (MMC) este cel mai nou si mai mic dispozitiv de stocare cu memorie flash conceput pentru aparatele foto digitale si o mare varietate de alte dispozitive, inclusiv telefoane inteligente, playere MP3 si camere video digitale. Memoria MMC a fost dezvoltata in comun de SanDisk si Infineon Technologies AG (anterior Siemens AG) in noiembrie 1997. Cartelele MMC folosesc o interfata seriala simpla, cu 7 pini, pentru conecatrea dispozitivelor si contine o memorie flash cu tensiune scazuta. A fost propusa pentru dezvoltarea unei versiuni sigure, SecureMultiMediaCard , pentru stocarea in memorie flash a muzicii digitale protejata prin copyright. in 1998 a fost fondata MMC Association, pentru sustinerea standardului MMC si sprijinirea dezvoltarii unor noi produse.

Memory Stick

Compania Sony, care produce atat calculatoare notebook, cat si o mare varietate de aparate foto digitale si camere video, are o versiune proprie, brevetata, de memorie flash, numita Sony Memory Stick. Aceste dispozitive au un comutator unic de protectie la stergere, care impiedica stergerea accidentala a fotografiilor. Sony a acordat licenta tehnologiei Memory Stick si altor companii, cum ar fi Leaxer Media.

Ata Pc Card (PCMCIA)

Desi tipodimensiunea PC Card (PCMCIA) este acum folosita pentru orice, de la adaptoare pentru jocuri la modemuri si de la interfete SCSI la adaptoare de retea, initial a fost utilizata pentru memoriile de calculator, asa cum arata si vechiul acronym, PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association).

Spre deosebire de modulele RAM obisnuite, memoria Pc Card se comporta ca o unitate de disc, folosind standardul PCMCIA ATA(at Attachament). Cartelele PC Card pot avea trei grosimi, dar toate au lungimea de 3,3 inci si latimea de 2,13 inci.

Memoria Flash

Memoriile Flash permit atat citirea cat si inscrierea informatiei in timpul functionarii normale; sunt memorii cu densitate mare, nevolatile, folosite in cele mai diverse aplicatii de la aparatele de fotografiat digitale la inlocuirea de hard-diskuri.

Performanta memoriei flash depinde de trei parametri: tipul chip-urilor de memorie flash utilizate, tehnologiile lor de productie si capacitatea acestora.
in cardurile de memorie se aplica doua tipuri de chip-uri: MultiLevel Cell (MLC, celule multinivel) si SingleLevel Cell (SLC, celule pe un singur nivel). Datorita tehnologiei de pastrare a datelor, primul tip permite asigurarea unei capacitati mai mari a chip-ului, la dimensiuni mai mici intr-o celula a memoriei. insa o astfel de tehnologie nu permite atingerea unor performante bune. Utilizarea celulelor de memorie single level, care stocheaza doar o singura valoare, asigura o viteza si o siguranta sporite, insa micsoreaza capacitatea maxima a chip-ului.

Exista doua tipuri de matrite ale memoriei flash: NOR si NAND. NOR-flash este construita pe baza a doua elemente logice de baza, NOT (nu) si OR(sau), si este o dezvoltare relativ recenta a acesteia. Memoria flash, produsa sub aceasta tehnologie este capabila sa asigure aceesul randomizat catre o celula de memorie, fara a citi succesiv toata pagina de memorie. Ca rezultat, viteza de acces spre informatiile "distribuite" creste, ceea ce face din NOR o alegere buna pentru PDA, playere multimedia etc. Acest tip de memorie este mai scump, insa perfectionarea tehnologiilor vor ieftini acest tip de memorie flash.
NAND-flash se deosebeste de NOR la termenii logici utilizati – NOT(nu) si AND(si) – dar si prin citirea si scrierea succesiva foarte rapida a paginii de memorie. Aceasta particularitate face din acest tip o alegere buna pentru fotografiere si inregistrare video, unde este necesara o viteza mare de transfer al datelor de la procesor la suportul informational.

Cum functioneaza memoria flash

Revenind la celula de memorare a unui bit, dintr-o memorie flash, consta intr-un singur tranzistor MOS cu grila flotanta. Stocarea propriu-zisa este realizata prin prezenta sau absenta sarcinilor in grila flotanta. O sarcina relativ ridicata acumulata in grila flotanta este echivalenta cu 0 logic, iar o sarcina redusa sau absenta, cu 1 logic.

Fig. 12

Programarea. in stare neprogramata, toate celulele memorie sunt 1 logic (sarcini reduse sau nule grila flotanta). Daca in procesul de programare se doreste memorarea unui 0 logic,grila de control se aduce la un potential pozitiv +Vprog. ,prin aceasta fiind atrasi electroni spre grila flotanta, ea incarcandu-se negativ. O data programata, sarcina grilei flotante se mentine un timp indelungat (minim 10 ani). in cazul in care se doreste stocarea unui 1 logic, in timpul programarii, celula respecriva este nemodificata.

Fig. 13

Citirea. Pe durata operatiei de citire, la grila de control se aplica o tensiune pozitiva +Vread. Cantitatea de sarcina stocata in grila flotanta va determina in acest caz, daca sub actiunea acestei tensiuni, tranzistorul MOS va conduce sau nu: daca se memoreaza un zero, datorita numarului mare de electroni de pe grila flotanta, tranzistorul ramane blocat. in contrast, daca grila flotanta contine putini electroni, sub influenta tensiunii +V read tranzistorul Mos va conduce.

Fig. 14

Stergerea. Operatiunea de stergere se rezuma la inlaturarea electronilor din grila flotanta – aducand grila de control la potentialul masei si sursa la o tensiune pozitiva (+V erase), electronii vor fi atrasi spre sursa si prin aceasta, grila flotanta nu va mai contine sarcini negative sau numarul acestora va fi foarte redus. O memorie Flash este intotdeauna stearsa inainte de a fi programata.

Fig. 15

La memoriile Flash moderne stergerea se realizeaza pe blocuri sau paginat, dar important este ca un singur octet din cadrul unui bloc nu poate fi sters (programat) decat dupa ce este sters impreuna cu intregul bloc din care face parte. Memoriile Flash ofera suplimentar posibilitatea stergerii globale rapide (bulk erase).

Caracteristici generale

Timp de acces 45 – 150 ns

Numarul de stergeri si reprogramari este de 10 4 – 10 5

Durata de mentinere a informatiei memorate este de minim 10 ani

Sunt cele mai ieftine memorii nonvolatile

Se pot rescrie in timpul functionarii.

Fig. 16

Capacitatea chip-urilor nu influenteaza decisiv performanta, insa e totusi important: cu cat chipul este mai incapator si modern, cu atat mai mare este viteza de citire si scriere succesiva. in general acest fapt se datoreaza miniaturizarii proceselor tehnologice, utilizate la fabricarea cardurilor.

Un loc important in performantele cardului o are si controller-ul. insa aici totul ramane la "preferintele" producatorului.

Unitate flash prin USB

Unitatile flash USB sunt de tip NAND- dispozitive de stocare a datelor in memorie flash cu interfata USB (universal serial bus) integrata. Ele sunt de obicei mici, cu greutate specifica mica, pot fi sterse si rescrise. Capacitatea este limitata numai de densitatile curente ale memoriilor flash, desi costul pe megabyte ar putea sa creasca rapid la capacitati mari datorita componentelor scumpe.

Unitatile flash USB ofera potentiale avantaje peste alte dispozitive de stocare, in special peste floppy disk. Ele sunt mai compacte, in general mai rapide, retin mai multe informatii, si sunt mai de incredere decat dischetele floppy. Aceste tipuri de unitati folosesc standardul de capacitate a memoriei USB, suportat nativ de sistemele de operare moderne cum sunt LINUX, MAC OS X, UNIX si WINDOWS.

O unitate flash se compune dintr-o placuta mica de circuit imprimata, ambalata in plastic sau metal dupa caz, facand ca unitatea sa fie destul de viguroasa ca sa poata fi dusa de colo-colo, intr-un buzunar, ca o cheie. Doar conectorul USB iasa inafara din aceasta protectie si este de obicei acoperit de un capac demontabil. Majoritatea unitatilor flash folosesc tipul de conectare USB permitandu-le sa fie conectate direct la un port pe un calculator personal.

Pentru a accesa informatiile stocate intr-o unitate flash, aceasta trebuie sa fie conectata la un calculator,sau prin conectarea intr-o sectie gazda USB construita in calculator, sau intr-un hub USB. Unitatile flash sunt active numai cand sunt introduse intr-o conexiune USB si isi ia toata energia electrica necesara de la rezerva furnizata de acea conexiune. Oricum unele unitati flash , mai ales cele de viteza mare, care utilizeaza USB-ul 2.0 standard, ar putea necesita mai multa putere decat cantitatea limita furnizata de un bus-powered USB hub, ca si cele construite in unele tastaturi sau monitoare. Aceste unitati nu vor lucra numai daca sunt conectate direct la o gazda conducatoare sau la un hub self-powered.

Scurt istoric

Mai multe companii pretind a fi primele care au inventat unitatea USB FLASH in 1998-2000. Diferite companii sustin ca au fost primele care s-au gandit la un astfel de dispozitiv, care au notat o descriere despre unitatea USB flash, au construit-o, au brevetat-o, sau chiar au fost primii care au vandut-o.

Trek a fost prima companie care a vandut unitatea USB flash (ThumbDrive) in timpuriul an 2000. Oricum, autorizatia lor nu descrie intr-adevar unitatea USB flash, ci o foarte larga familie de dispozitive de stocare, dintre care USB FLASH DRIVE este unul. M-Systems lucrau la dezvoltarea unei unitati USB flash inca din 1998.

Pana la urma compania Trek a dat in judecata 4 companii pentru incalcarea autorizatiei sale. Acestea au pretins anularea autorizatiei companiei Trek sub pretext ca aceasta era invalida. Acum totul a ramas in ceata.

Fig. 17

Componente

Un capat al dispozitivului este un conector prevazut cu un singur conector de tip tata Type-a USB. inauntrul cutiei de plastic este o mica placuta de circuit imprimata. Montata pe aceasta placuta sunt niste simple scheme electrice de circuit si un mic numar de circuite integrate montate pe suprafata. De obicei una dintre aceste circuite integrate furnizeaza o interfata la portul USB, alta conduce la memoria inclusa pe placa, si alta este memoria flash.

1.a. Partile componente a unei unitati flash tipice:

Conectorul USB – 1

Controllerul USB de stocare in masa – 2

Pini de test – 3

Cipul de memorie flash – 4

Crystal Oscilator(cuart) – 5

LED – 6

Comutator Write-protect („scriere-protectie”) – 7

Spatiu pentru cel de-al doilea cip de memorie flash – 8

1.b.

Fig. 18

Componente esentiale

Exista de obicei patru parti ale unitatilor flash:

Conectorul de tip tata Type-a USB care furnizeaza o interfata calculatorului principal.

Controllerul USB de depozitare a informatiei pune in aplicare controllerul calculatorului gazda si furnizeaza o interfata lineara a unui bloc-orientare. Controllerul contine un mic microprocesor RISC si o mica cantitate ce cip ROM si RAM.

Cipurile de memorie flash de tip NAND care depoziteaza informatia.NAND flash sunt folosite de asemenea si la camere digitale.

Oscilatorul de cristal produce semnalul ceas, al principalului dispozitiv, de 12 MHz si controleaza randamentul informatiei dispozitivului printr-un ciclu bucla-faza.

1.c. Componente aditionale

Dispozitivul tip poate de asemenea sa includa:

Elemente de legatura si pini de test – pentru teste in timpul fabricarii unitatii flash sau incarcarea codului in microprocesor.

Led-ul – indica transferele de date sau citirea si scrierea de date.

Comutatorul Write-protect – indica daca dispozitivul ar trebui sa fie in modulul „scriere-protectie”.

Spatiul nefolosit – furnizeaza spatiu pentru a include un al doilea cip de memorie flash. Avand acest al doilea spatiu i se permite fabricantului sa dezvolte numai o placuta de circuit imprimat care poate fi folosita la mai mult de o dimensiune de stocare pentru a intampina nevoile pietei; astfel incat daca creste nevoia de extindere a capacitatii dispozitivului fabricantul va produce acelasi dispozitiv ca pana acuma dar va mai adauga la acesta un cip de memorie flash.

Capacul de acoperire a conectorului USB – reduce riscut de deteriorare datorita electricitatii statice si imbunatateste total aparenta dispozitivului. Unele unitati flash nu detin capac dar in schimb au un conector USB retractabil. Alte unitati flash au un capac care se roteste si este in permanenta legat de unitate eliminand sansele de a pierde capacul.

Comparatie intre dispozitivele de memorie flash

La fel ca in cazul altor medii de stocare, trebuie sa comparati caracteristicile fiecarui produs cu necesitatile dumneavoastra. Ar trebui sa tineti seama de urmatoarele aspecte inainte de a cumpara dispozitive pentru memorie flash:

Ce tip de memorie flash accepta aparatul foto sau dispozitivul pe care il aveti? Desi exista adaptoare care va permit sa utilizati alternativ diferite tipuri de memorie flash, pentru obtinerea celor mai bune rezultate este bine sa folositi tipul de memorie flash pentru care a fost proiectat dispozitivul dumneavoastra.

Ce capacitati accepta dispozitivul dumneavoastra? Memoriile flash sunt disponibile la capacitati din ce in ce mai mari, dar nu toate dispozitivele sunt capabile sa foloseasca memoriile de capacitati mai mari. Puteti gasi informatii referitoare la compatibilitate pe siturile Wrb dedicate dispozitivului si cartelei de memorie flash.

Unele dispozitive de memorie flash sunt mai bune decat altele? Unii producatori au adus diferite imbunatatiri fata de cerintele de baza ale dispozitivelor de memorie flash. De exemplu Lexar, producatorul memoriei CompactFlash+, ofera doua serii de cartele mai rapide, precum si cateva modele care pot fi afisate la porturile USB, pentru transferarea mai rapida a datelor, folosind un cablu simplu USB, in locul unui cititor de cartele, mai scump si mai mare.

Numai cartelele ATA DataFlash pot fi afisate direct la sloturile PC Card ale unui calculator notebook. Toate celelalte dispozitive au nevoie de un soclu propriu sau de un tip oarecare de adaptor pentru transferarea datelor.

Fig. 19

Figura de mai sus permite o comparatie intre dimensiunile cartelelor SmartMedia, CompactFlash,Memory Stick si MultiMediaCard.

5. Benzi magnetice si unitati de banda magnetica

Benzile magnetice, sub firma de role sau casete, reprezinta unele din cele mai ieftine suporturi pentru memorarea unor volume mari de date. Principalele dezavantaje ale benzii magnetice sunt neadresabilitatea si viteza scazuta de lucru. Ca support de arhivare se folosesc actualmente atat discurile flexibile, cat si discurile optice( CD-ROM).
Din punct de vedere fizic, banda magnetica se prezinta sub forma unei panglici din material de plastic acoperita cu o pelicula fina de oxid ferromagnetic care constituie mediul de inregistrare. Caracterele sunt reprezentate prin combinatii de puncte magnetizate dispuse perpendicular pe axul benzii. Numarul de puncte situate pe o linie perpendicular ape axul benzii determina numarul de piste.
La microcalculatoare benzile magnetice sunt utilizate sub forma casetelor sau cartuselor cu banda care ajung la capacitate de stocaj de ordinal sutelor de megaocteti. Unitatile de banda magnetica associate folosesc sistemul inregistrarilor continue ceea ce asigura o viteza de lucru comparabila cu discurile magnetice. Aceste unitati de banda magnetica se numesc streamer-e.
Banda magnetica ca support de arhivare a datelor este disponibila si sub forma bibliotecilor de benzi. Acestea permit automatizarea procesului de salvare/arhivare, prin care se diminueaza considerabil timpul afectat acestei activitati.
Stocarea datelor pe banda magnetica este una dintre primele metode folosite in lumea calculatoarelor. Desi ea pare oarecum un support perimat, tehnologiile ce folosesc banda magnetica se dezvolta continuu, datorita avantajelor oferite de catre aceasta: cel mai ieftin support de citire/scriere( cost pe MB); dimensiuni mici; capacitate de memorare mari; metodologia si software-ul de backup pe casete magnetice sunt evaluate si robuste; gradul de standardizare a formatelor este ridicat.
In momentul de fata sunt mai multe tehnologii de stocare a datelor pe casete magnetice: Data Cartridge(DC); Digital Data Storage( DAT); TRAVAN. Tehnologia DT este orientate spre imbunatatirea performantelor casetei pastrand miscarea lineara a benzii in raport cu ansamblul de citire/scriere. Tehnologia DDS foloseste miscarea elicoidala a benzii fata de capete de citire/scriere in doua variante ale casetei iar tehnologia TRAVAN a fost introdusa in anul 1995, pentru a mari capacitatea minicartuselor printr-o solutie simpla: marirea dimensiunii lor, astfel incat acestea sa poata contine o cantitate mai mare de banda.

6. Discheta (floppy-disk)

Fig. 20

Este un dipozitiv de memorie externa pentru stocarea de date pe un disc magnetic flexibil care poate fi transportat si pe alte computere. La ora actuala discheta este cel mai mic dar si cel mai lent mediu de stocare (Imaginea alaturata prezinta trei feluri de unitati de dischete: 8-inch, 5¼-inch, si 3½-inch).

Este compusa dintr-un mic disc magnetic din plastic subtire (fexibil), acoperit cu un strat de substanta cu proprietati magnetice, pe care se pot inregistra date prin tehnologia specifica inregistrarilor magnetice. Ca sa poata fi folosite dischetele pe computer, acesta trebuie sa aiba o unitate de discheta (floppy-disk drive sau FDD). Volumul de date care poate fi inregistrat pe o discheta este relativ mic in comparatie cu alte dispozitive de stocare (1.44 Mb, pe dischete de 3.5 inci, fata de valori de mii de ori mai mari pe un hard-disk), dar discheta este folosita inca in transferul de fisiere de la un computer la altul si in stocarea volumelor mici de date.

Stocarea pe dischete

Acest capitol analizeaza tipurile standard de unitati de discheta si dischete care au fost utilizate in calculatoarele personale inca de la inceput. in capitol sunt prezentate diferitele tipuri de unitati si de dischete, modul de functionare a acestora si modul cum se instaleaza si se intretin corespunzator unitatile si dischetele. Unitatile de discheta de mare capacitate, cum este SuperDisk (LS-120), sunt analizate separat in capitolul 12, „Stocarea pe dispozitive amovibile de mare capacitate“. Stocarea magnetica in general – adica modul in care sunt stocate efectiv datele pe suporturile de disc – este prezentata “Principiile stocarii magnetice“.

Desi nu mai sunt utilizate pentru stocare primara, dischetele sunt inca folosite ca dispozitive de instalare si configurare a sistemului, in special in activitatea de depanare. in sistemele mai vechi, care nu suporta specificatia El Torito de incarcare de pe CD-ROM, unitatea de discheta ofera singura metoda de incarcare a unui sistem de operare de la inceput sau de a rula programe de diagnosticare incarcabile. Sistemele mai noi, care suporta specificatia El Torito (CD-uri incarcabile) nu necesita unitati de discheta, deoarece pot incarca sistemele de operare si programele de diagnosticare direct de pe un CD. Chiar daca in prezent sunt disponibile dispozitive de stocare de capacitate mai mare si majoritatea sistemelor moderne pot fi incarcate direct de pe discuri CD-ROM, este foarte probabil ca omniprezenta unitate de discheta sa ramana ca o componenta principala in sisteme pentru inca cel putin un an.

Atat unitatile Zip, cat si cele LS-120 (SuperDisk) au esuat in tentativa de a inlocui pe piata unitatile de discheta in noile PC-uri, insa exista un standard nou, denumit Mt. Rainier, care in final va permite unitatii CD-RW sa devina inlocuitor pentru unitatea de discheta. Anterior standardului Mt. Rainier, unitatii CD-RW ii lipsea functia de management al defectelor, ca si suportul nativ pentru sistemul de operare. A se vedea sectiunea „Mount Rainier“, Unitatile de discheta mai sunt utilizate si pentru recuperarea datelor sau in operatiuni judiciare privitoare la calculatoare, in care este deseori necesara recuperarea datelor de pe suporturi de stocare mai vechi. Chiar daca eu nu prea folosesc unitatile de discheta pentru inregistrarea de informatii noi, pastrez in sisteme si unitati de 5 1/4 inci si unitati de 3 1/2 inci, astfel incat sa pot citi date de pe suporturi de stocare mai vechi, in situatia unei actiuni juridice sau a unei recuperari de date.

Istoria unitatilor de discheta Alan Shugart este in general recunoscut ca inventator al unitatii de discheta, in 1967, pe cand lucra la IBM. De fapt, unul din inginerii principali ai lui Shugart, David Noble, a sugerat suportul flexibil (atunci in diametru de 8 inci) si camasa protectoare cu o captuseala textila. Shugart a parasit IBM in 1969, iar in 1974 compania sa, Shugart Associates, a introdus pe piata unitatea de minidischeta (5 1/4 inci). Desigur, aceasta a devenit standardul folosit, in cele din urma, pentru calculatoarele personale, inlocuind rapid unitatile de 8 inci. De asemenea, el a contribuit si la crearea interfetei Shugart Associates System Interface (SASI), care a fost ulterior redenumita SCSI (Small Computer System Interface), cand a fost aprobata ca standard ANSI.

Sony a introdus primele unitati si discuri microfloppy de 3 1/2 inci in 1983. Prima companie importanta care a adoptat unitatea de 3 1/2 inci pentru uz general a fost Hewlett-Packard in 1984, in sistemul HP-150, care era partial compatibil cu un PC. Adoptarea in domeniu a unitatii de 3 1/2 inci a fost continuata de Apple, care a utilizat-o in primele sisteme Macintosh in 1984, si de IBM, care a introdus aceasta unitate in prima linie de calculatoare personale lansate pe piata in 1986. Este demn de remarcat ca toate unitatile de discheta pentru PC-uri se bazeaza inca pe (si majoritatea sunt compatibile cu) modelele originale ale lui Shugart, inclusiv interfetele electrica si de comanda. Fata de alte componente ale PC-ului, unitatea de discheta a suferit foarte putine modificari in aceasta perioada.

Interfetele unitatii de discheta

Unitatile de discheta sunt interfatate cu PC-ul in mai multe moduri. Cea mai mare parte dintre ele folosesc interfata traditionala a controllerului pentru unitatea de discheta, care este analizata in acest capitol, insa in prezent exista si modele care folosesc interfata USB. Intrucat controllerul traditional al unitatii de discheta nu lucreaza decat intern, toate unitatile externe se conecteaza la calculator prin USB sau prin alte tipuri diferite de interfata. Chiar si unitatile USB sau celelalte modele de unitati includ adesea o unitate standard de discheta in interiorul unei casete externe impreuna cu un convertor USB-la-interfata unui controller de discheta. Sistemele mai noi, care nu mai mostenesc componente vechi, nu includ nici un controller traditional de discheta si utilizeaza de obicei USB ca interfata pentru unitatea de discheta. Au fost realizate si unitati cu interfete FireWire (IEEE-1394) sau chiar paralele.

Toate unitatile de discheta, indiferent de tip, au cateva componente de baza comune. Pentru instalarea si intretinerea corespunzatoare a unitatilor de disc, trebuie sa puteti identifica aceste componente si sa intelegeti functiile lor.

Capetele de citire/scriere

O unitate de discheta are de obicei doua capete de citire/scriere – cate unul pentru fiecare fata de disc, ambele capete fiind folosite pentru scriere si citire pe fetele respective ale discului.. Candva, erau disponibile pentru sistemele PC unitati cu o fata (modelul original de PC avea asemenea unitati) dar, in prezent, unitatile cu o fata sunt o umbra a trecutului. Nota Nu toata lumea stie ca primul cap al unei unitati de discheta (capul 0) este cel inferior. De fapt, unitatile cu o fata foloseau numai capul inferior; capul superior era inlocuit de un suport din fetru. Tot ca o curiozitate despre unitatea de discheta, capul superior (capul 1) nu se afla chiar deasupra celui inferior (capul 0): capul superior este situat cu patru sau opt piste mai spre interior decat capul inferior, in functie de tipul de unitate.

Mecanismul capului este actionat de un motor numit dispozitiv de actionare a capului. Capetele se pot deplasa spre interior si spre exterior pe deasupra suprafetei discului, pe o traiectorie dreapta, pentru a se plasa deasupra diverselor piste. intr-o unitate de discheta, capetele se misca inauntru si in afara tangential fata de pistele pe care le inregistreaza pe disc. Acesta este un aspect diferit fata de hard-discuri, la care capetele se deplaseaza pe un brat rotativ similar cu bratul de sunet al unui aparat de inregistrare (record player). Deoarece capul superior si cel inferior sunt montate pe acelasi cadru sau mecanism, ele se deplaseaza solidar si nu se pot misca independent unul de altul. Capetele superior si inferior definesc fiecare in parte pistele de pe partile respective ale suportului de disc, in vreme ce la orice pozitie a capetelor, pistele situate simultan intre capetele superior si inferior formeaza un cilindru. Cea mai mare parte a dischetelor sunt inregistrate cu cate 80 de piste pe fiecare fata (160 de piste in total), ceea ce inseamna ca exista 80 de cilindri. Capetele sunt realizate din feroaliaje moi care incorporeaza bobine electromagnetice. Fiecare cap este un model mixt, cu un cap de citire/scriere situat central, intre doua capete de stergere tunel, in acelasi ansamblu fizic.

Unitatile de discheta folosesc o metoda de inregistrare numita stergere tunel (tunnel erasure). in timp ce unitatea scrie pe o pista, capetele de stergere tunel din urma sa sterg marginile exterioare ale pistei, astfel incat marginile sale sunt mai precis conturate. Capetele forteaza datele de pe fiecare pista sa se incadreze intr-un „tunel“ de o latime specifica. Acest proces impiedica semnalul de pe o pista sa fie confundat cu semnalele de pe pistele adiacente, ceea ce s-ar intampla daca semnalul ar fi lasat sa se „rasfire“ de fiecare parte.

Alinierea

Alinierea reprezinta asezarea capetelor in raport cu pistele pe care trebuie sa le scrie si sa le citeasca. Alinierea capetelor poate fi verificata numai prin confruntare cu un anumit disc standard de referinta, inregistrat de catre o unitate perfect aliniata. Exista discuri de asemenea tip si puteti folosi unul pentru a verifica alinierea unitatii dumneavoastra. Totusi, aceasta verificare nu este practica pentru utilizatorul final, deoarece un disc calibrat de aliniere poate costa mai mult decat o unitate noua.

Cele doua capete ale unitatii de discheta sunt prevazute cu resorturi si strang fizic discul cu o presiune mica, ceea ce inseamna ca, in timpul citirii si scrierii pe disc, sunt in contact direct cu suprafata discului atunci cand citesc si scriu pe disc. Deoarece unitatile de discheta se invart numai la 300 sau 360 rpm, aceasta presiune nu pune probleme deosebite de frecare. Unele discuri mai noi au o acoperire speciala cu teflon sau alti compusi, pentru a reduce si mai mult frecarea si a permite discului sa alunece mai usor pe sub capete. Din cauza contactului dintre capete si disc, in cele din urma se formeaza pe capete o acumulare de material magnetic de pe disc. Acumularea trebuie inlaturata periodic de pe capete, ca parte a programului normal de intretinere sau verificare. Cea mai mare parte a producatorilor recomanda stergerea capetelor dupa fiecare 40 de ore de functionare a unitatii, care – luand in considerare frecventa redusa de utilizare a acestor unitati in prezent – ar putea fi o durata de viata. Pentru a citi si a scrie corect pe disc, capetele trebuie sa fie in contact direct cu suportul magnetic. Particule foarte mici de oxid desprins, praf, impuritati, fum, amprente sau fire de par pot pricinui probleme la citirea si scrierea pe disc. Testele producatorilor de unitati si de dischete au stabilit ca un spatiu de numai 0,000032 inci (32 milionimi de inci) intre capete si suport poate cauza erori de scriere/citire. Puteti intelege acum de ce este important sa manipulam dischetele cu atentie si sa evitam atingerea sau contaminarea in orice fel a suprafetei suportului discului.

Constructia compusa a unui cap obisnuit de unitate de discheta

Dischetele de 3 1/2 inci, camasa rigida si trapa de protectie pentru fereastra de acces a capului sunt excelente pentru prevenirea problemelor legate de contaminare. Dischetele de 5 1/4 inci nu au aceste elemente protectoare, acesta fiind unul din motivele pentru care au iesit din uz. Daca folositi inca dischete de 5 1/4 inci, trebuie sa le manevrati cu mai multa atentie.

Dispozitivul de actionare a capului intr-o unitate de discheta

Dispozitivul de actionare a capului este cel care deplaseaza capetele de-a lungul discului si este condus de un tip special de motor, un motor pas cu pas (stepper motor), care se misca in ambele directii cu un increment numit pas. Acest tip de motor nu se roteste continuu; se roteste o anumita distanta exacta si se opreste. Motoarele pas cu pas nu pot lua o infinitate de pozitii; ele se deplaseaza in incremente fixe (sau detente), si trebuie sa se opreasca la o anumita pozitie de detenta. Este o solutie ideala pentru unitatile de disc, pentru ca localizarea fiecarei piste pe disc este determinata de unul sau mai multe incremente ale miscarii motorului. Controllerul de discheta poate comanda motorul sa se pozitioneze la orice increment din raza de actiune a cursei sale. Pentru a pozitiona capetele la cilindrul 25, de exemplu, controllerul comanda motorului sa treaca pe a 25-a pozitie de detenta sau pas incepand de la cilindrul 0. Motorul pas cu pas poate fi legat de cadrul capetelor in doua moduri. in primul mod, legatura este o spirala din banda otelita. Banda se infasoara si se desfasoara de pe rotorul motorului pas cu pas, transformand miscarea de rotatie in miscare liniara. Alte unitati folosesc in locul benzii un angrenaj cu melc si roata melcata. in acest tip de unitate, ansamblul capului se sprijina pe surubul fara sfarsit care este antrenat chiar de axul motorului pas cu pas. Deoarece aceasta combinatie este mai compacta, in unitatile mai mici, de 3 1/2 inci, se gasesc dispozitive de actionare cu melc. Cea mai mare parte a motoarelor pas cu pas folosite in unitatile de discheta se pot deplasa in incremente specifice ce aflate in corelatie cu spatierea pistelor pe disc.

Unitatile mai vechi, de 48 de piste pe inci (TPI) aveau un motor care sarea in incremente de 3,6. Aceasta inseamna ca fiecare rotatie de 3,6 a motorului pas cu pas deplaseaza capetele de la o pista la urmatoarea. Cele mai multe unitati de 96 sau 135 TPI au un motor pas cu pas care se misca in incremente de 1,8, exact jumatatea pasului folosit de unitatile de 48 TPI. Uneori gasiti aceasta informatie imprimata chiar pe motorul pas cu pas, ceea ce va foloseste cand incercati sa descoperiti ce fel de unitate aveti. Unitatile de 5 1/4 inci, de 360 KB, erau singurele care foloseau un motor cu pas de 3,6. Celelalte tipuri de unitati folosesc in mod normal un motor de 1,8. Pentru cea mai mare parte a unitatilor, motorul pas cu pas este un mic obiect cilindric, plasat intr-un colt al unitatii. In mod normal, durata cursei unui motor pas cu pas este de 1/5 secunde – aproximativ 200 ms. in medie, o jumatate de cursa dureaza 100 ms, iar o treime de cursa dureaza 66 ms. Durata unei jumatati sau a unei treimi de cursa a mecanismului de actionare a capului este folosita adesea pentru a determina timpul mediu de acces raportat al unei unitati de disc. Timpul mediu de acces este durata normala a deplasarii capetelor de la o pista oarecare la alta.

Motorul de antrenare

Motorul de antrenare este dispozitivul care roteste discul. Viteza normala de rotatie este fie de 300, fie de 360 rpm, in functie de tipul de unitate. Unitatea de 5 1/4 inci de densitate mare (HD) este singura care se roteste la 360 rpm; toate celelalte, incluzand unitatile de 5 1/4 inci cu dubla densitate (DD), 3 1/2 inci DD, 3 1/2 inci HD si 3 1/2 inci cu densitate foarte mare (ED), se rotesc la 300 rpm. Aceasta este o viteza destul de mica fata de o unitate de hard-disc, ceea ce ne ajuta sa intelegem de ce unitatile de discheta au rate de transfer mult mai mici. Totusi, aceasta viteza scazuta permite capetelor unitatii sa fie in contact fizic cu discul in rotatie fara a pricinui defectiuni prin frecare. Cele mai multe dintre primele modele de unitati foloseau un mecanism prin care motorul de antrenare rotea axul discului printr-o curea de transmisie, dar toate unitatile moderne folosesc un sistem de antrenare direct, fara curele de transmisie. Sistemele de antrenare directe sunt mai fiabile si mai ieftin de fabricat, dar si mai mici in dimensiuni. Primele sisteme bazate pe curele de transmisie aveau mai multa putere de torsiune disponibila pentru a roti un disc mai aderent, datorita factorului de multiplicare a fortei introdus de curea. Pe de alta parte, cele mai multe dintre unitatile noi cu antrenare directa utilizeaza o facilitate automata de compensare a puterii de torsiune, care mentine viteza de rotatie la 300 sau 360 rpm si ofera o putere de torsiune mai mare pentru discuri mai aderente, respectiv mai mica pentru cele mai alunecoase. In ciuda compensarii a diferite valori de frictiune, aceasta combinatie elimina necesitatea de a ajusta viteza de rotatie a unitatii – o operatie necesara frecvent la unitatile mai vechi.

Placile cu circuite

O unitate de disc are intotdeauna una sau mai multe placi logice, care contin circuitele electronice pentru controlul dispozitivului de actionare a capului, al capetelor de citire/scriere, al motorului de antrenare, al senzorilor de disc si al altor componente ale unitatii. Placa logica implementeaza interfata unitatii cu placa de controller din sistem. Interfata standard folosita de toate unitatile de discheta pentru PC-uri este SA-400 de la Shugart Associates, care a fost inventata in anii '70 si se bazeaza pe cipul controller NEC 765. Toate controllerele moderne de discheta contin circuite compatibile cu cipul original NEC 765. Aceasta interfata standard industrial este motivul pentru care puteti cumpara unitati de la aproape orice producator, iar acestea vor fi compatibile.

Controllerul

Pe vremuri, controllerul unei unitati de discheta dintr-un calculator se prezenta sub forma unei placi de extensie dedicate, instalata intr-un slot de magistrala ISA (Industry Standard Architecture). Implementarile ulterioare foloseau o placa multifunctionala care cuprindea, pe langa controllerul unitatii de discheta, interfata IDE/ATA si interfetele porturilor paralel si serial. PC-urile din prezent au controllerul de discheta integrat in placa de baza, de obicei sub forma unui cip Super I/O care mai include interfetele porturilor paralel si serial si alte componente.

Desi controllerul de discheta se gaseste in cipul Super I/O de pe placa de baza, acesta este interconectat cu sistemul tot prin magistrala ISA si functioneaza ca si cand ar fi o placa instalata intr-un slot ISA. Aceste controllere integrate sunt configurate de obicei prin rutinele programului BIOS Setup al sistemului si pot fi dezactivate daca este instalata o placa adevarata cu controller de discheta. Indiferent daca este sau nu incorporat pe placa de baza, orice controller principal de discheta utilizeaza un set standard de resurse de sistem: intreruperea IRQ 6 (Interrupt Request) Canalul DMA 2 (Direct Memory Address) Porturile I/O 3F0-3F5, 3F7 (intrare/iesire) Aceste resurse de sistem sunt standardizate si in general nu pot fi modificate. in mod obisnuit, aceasta restrictie nu reprezinta o problema, deoarece nici un alt dispozitiv nu va incerca sa foloseasca aceste resurse (ceea ce ar genera un conflict). Spre deosebire de interfata IDE, controllerul unitatii de discheta nu s-a schimbat prea mult in ultimii ani. Practic, singurul lucru care s-a schimbat este viteza maxima a controllerului. La fel cum densitatea dischetelor (si capacitatea lor) a crescut de-a lungul anilor, a trebuit sa creasca si viteza controllerului. Aproape toate controllerele de discheta din calculatoarele existente in prezent ofera viteze de pana la 1 Mbit/s, ceea ce inseamna ca pot lucra cu toate unitatile de discheta standard. Controllerele cu 500 Kbiti/s permit utilizarea tuturor unitatilor de discheta, cu exceptia modelelor de 2,88 MB de densitate foarte mare. Calculatoarele mai vechi foloseau controllere cu 250 Kbiti/s, care puteau lucra numai cu unitati de 5 1/4 inci si 360 KB si de 3 1/2 inci si 720 KB. Ca sa instalati o unitate standard de 1,44 MB de 3 1/2 inci intr-un calculator mai vechi, s-ar putea sa fiti nevoit sa inlocuiti controllerul de discheta cu un model mai rapid.

Cel mai simplu mod de a afla viteza controllerului unitatii de discheta din calculatorul dumneavoastra este sa analizati optiunile pentru unitatea de discheta din sistemul BIOS al sistemului. Chiar daca nu intentionati sa folositi o unitate de 2,88 MB, tot e bine sa va asigurati ca aveti in calculatorul dumneavoastra cel mai rapid tip de controller posibil. Unele dintre unitatile de banda magnetica mai vechi existente pe piata folosesc interfata de discheta pentru conectarea la sistem si, in acest caz, controllerul are un efect profund asupra capacitatii globale de transfer a unitatii de banda.

Placa frontala

Placa frontala, sau masca, este piesa din plastic ce alcatuieste partea din fata a unitatii. Aceste piese, de obicei demontabile, sunt disponibile in mai multe forme si culori. Majoritatea producatorilor de unitati de discheta ofera unitati cu placi frontale potrivite colorate in gri, bej sau negru si cu optiunea de a alege ledurile de activitate de culoare rosie, verde sau galbena. Acesta permite unui realizator de sisteme sa adapteze mai bine unitatea la carcasa din punct de vedere estetic pentru a obtine un aspect integrat, dintr-o bucata si mai profesional.

Conectoarele

Aproape toate unitatile de discheta au doua conectoare – unul pentru alimentarea cu curentul necesar functionarii unitatii, iar celalalt pentru transmiterea semnalelor de control si de date catre si de la unitate. Aceste conectoare sunt destul de standardizate in industria calculatoarelor. Pentru alimentare se foloseste un conector cu patru pini in linie (numit Mate-N-Lock de catre AMP), in format mare sau mic (vezi figura 11.5), iar pentru semnalele de control si de date se foloseste un conector cu 34 de pini, model de margine sau cap cu pini. Unitatile de 5 1/4 inci folosesc de obicei conectorul de alimentare format mare si conectorul de margine cu 34 de pini, pe cand unitatile de 3 1/2 inci folosesc versiunea mica a conectorului de alimentare si conectorul logic cap cu 34 de pini. Controllerul de unitate si conectoarele logice cu semnalele pinilor sunt detaliate mai tarziu in acest capitol.

Stocarea pe dischete

Atat conectoarele model mare, cat si cele model mic ale sursei de alimentare sunt de tip mama. Ele se ataseaza la conectorul tata, care este fixat pe unitate. Retineti ca atribuirile pin-la-semnal din conectorul mic sunt opuse celor din conectorul mare. O problema curenta la modernizarea sistemelor vechi cu unitati de 3 1/2 inci, sau in unele cazuri la adaugarea celei de a doua unitati la sistemele mai noi, este aceea ca sursa de alimentare are numai cel mult un conector de alimentare model mic (cel utilizat de unitatile mai mici). Un cablu de adaptare care leaga conectoarele de alimentare model mare la cele model normal folosite la majoritatea unitatilor de 3 1/2 inci, se gaseste la Radio Shack (nr. de catalog 950-1030), dar si in alte parti. Cea mai mare parte a PC-urilor standard folosesc unitati de 3 1/2 inci cu conector de semnal cu 34 de pini si conector de alimentare model mic, separat. Pentru sistemele mai vechi, multi producatori de unitati vand si unitati de 3 1/2 inci instalate intr-un cadru de montaj de 5 1/4 inci, cu un adaptor incorporat special, care va permite sa folositi modelul mare de conector de alimentare si conectoarele de semnal model de margine, standard. Sunt disponibile si unitati de discheta externe cu interfete USB, FireWire sau chiar paralele. Cablul utilizat pentru conectarea unitatii (unitatilor) de discheta la controllerul de pe placa de baza este destul de ciudat. Pentru a permite diverse configuratii de unitati, cablul dispune, de obicei, de cinci conectoare – doua de margine, doua cu pini pentru conectarea unitatilor si un conector cu pini pentru conectarea la controller. Cablul are conectoare redundante pentru fiecare din cele doua unitati (A si B) acceptate de controllerul de discheta standard, deci puteti instala orice combinatie de unitati de 5 1/4 inci si 3 1/2 inci. Pe langa conectoare, in cele mai multe dintre sisteme, cablul are o incrucisare speciala care inverseaza semnalele firelor de la 10 la 16. Acestea sunt firele ce transmit semnalele „selectare unitate“ (Drive Select sau DS) si „activare motor“ (Motor Enable) pentru fiecare din cele doua unitati. Unitatile de discheta au jumpere DS care permit selectarea initialei unei anumite unitati, in speta A sau B. Probabil nici nu stiti de existenta jumperelor DS, pentru ca incrucisarea firelor din cablu elimina necesitatea de ajustare a acestora. Cand instalati doua unitati de discheta intr-un sistem (un caz rar in prezent, recunosc), cablul comuta electric configurarea DS a unitatii care este conectata dupa punctul incrucisarii. Astfel, o unitate setata fizic pe a doua pozitie DS (B) ii apare controllerului ca fiind setata pe prima pozitie DS (A) si viceversa. Adoptarea acestui cablu a facut posibila utilizarea unei singure configurari standard a jumperului pentru toate unitatile de discheta, indiferent daca instalati una sau doua unitati intr-un calculator. Daca instalati o singura unitate de discheta, folositi conectorul de dupa incrucisare, ceea ce va face ca unitatea sa fie recunoscuta ca avand initiala A.

Specificatiile fizice si functionarea unitatilor de discheta

Cea mai mare parte a PC-urilor vandute in prezent sunt echipate cu unitati de 3 1/2 inci de 1,44 MB. in situatii mai rare ati putea intalni un sistem mai vechi, care are o unitate de 5 1/4 inci de 1,2MBin locul unitatii de 3 1/2 inci sau in apropierea acesteia. Mai sunt si sisteme PC care au unitati de 2,88 MB de 3 1/2 inci, care pot citi si scrie si dischete de 1,44 MB. Tipurile mai vechi de unitati, de 5 1/4 inci de 360 KB si de 3 1/2 inci de 720 KB, sunt perimate, si rar le mai intalniti pe undeva. Functionarea fizica a unei unitati de discheta este destul de simplu de descris. Discul se roteste in unitate, fie la 300 rpm, fie la 360 rpm. Cea mai mare parte a unitatilor se invart la 300 rpm; numai unitatile de 5 1/4 inci si 1,2 MB se invart la 360 rpm. Discul aflandu-se in rotatie, capetele se pot deplasa spre interior si spre exterior cam 1 inci si pot scrie 80 de piste. Pistele sunt scrise pe ambele fete ale discului si de aceea sunt numite uneori cilindri. Un cilindru include pistele de pe fata superioara si de pe fata inferioara a discului. Capetele inregistreaza folosind o procedura de stergere tunel, care scrie o pista de o anumita latime si apoi sterge marginile pistei, pentru a preveni interferenta cu vreuna din pistele adiacente. Unitati diferite inregistreaza piste de diferite latimi.

Cum foloseste sistemul de operare o discheta

Pentru sistemul de operare, datele de pe dischetele dumneavoastra pentru PC sunt organizate in piste si sectoare, la fel ca pe unitatea de hard-disc. Pistele sunt cercuri inguste, concentrice, de pe disc; sectoarele sunt felii in forma de sector de cerc ale pistelor individuale. Puteti calcula diferentele de capacitate dintre diferite formate prin inmultirea numarului de sectoare pe pista cu numarul de piste pe fata si cu doua constante: doua fete si 512 octeti pe sector. Retineti ca se poate exprima in mai multe feluri capacitatea unei dischete. De exemplu, ceea ce noi numim discheta de 1,44 MB stocheaza in realitate 1,475 MB daca se respecta definitia corecta pentru prefixul zecimal pentru megaoctet. Discrepanta provine din faptul ca in trecut dischetele erau denumite in functie de capacitatile kilobinare (adica 1024 de octeti), care erau abreviate KB. in prezent, conform comisiei IEC (International Electrotechnical Commission), abrevierea curenta pentru kilobinar este KiB. in ciuda standardelor IEC, metoda traditionala in discutiile despre unitatile de discheta sau dischete este de a desemna capacitatea unei dischete in functie de numarul de octeti kilobinari (1.024 de octeti inseamna 1 KiB), insa de a folosi abrevierea incorecta KB. De asemenea, aceasta metoda a fost extinsa incorect si la abrevierea MB. Din acest motiv, o discheta cu capacitatea reala de 1.440 KiB este denumita discheta de 1,44 MB, chiar daca in realitate ar fi o discheta de 1,406 MiB (octeti megabinari) sau 1,475 MB (milioane de megaocteti) daca am utiliza definitiile corecte pentru MiB (mebioctet) si MB (megaoctet). in restul sectiunilor din acest capitol, voi face referire la capacitatea diferitelor dischete conform conventiilor utilizate anterior si nu folosind prefixele binare si zecimale, mai corecte din punct de vedere tehnic, definite de comisia IEC. Nota La fel ca in cazul unitatilor de hard-disc, megaoctetul si milioanele de octeti au fost abreviate incorect MB sau M, ceea ce genereaza adesea confuzie. Prefixele IEC pentru multiplii binari au fost definite cu scopul de a elimina aceasta confuzie. La fel ca niste foi albe de hartie, dischetele noi, neformatate, nu contin nici o informatie. Formatarea unui disc este similara cu adaugarea de linii pe o foaie, ca sa putem scrie randuri drepte. Formatarea discului scrie informatiile de care sistemul de operare are nevoie pentru a gestiona un 640.

Continutului de directoare si fisiere

In cazul unei dischete, nu exista nici o diferenta intre formatarea fizica si logica si nici nu trebuie sa creati vreo partitie. Cand formatati o discheta, cu programul Explorer din Windows sau cu programul FORMAT.COM de la promptul de comanda, se realizeaza in acelasi timp formatarea fizica si cea logica. Atunci cand formatati o discheta, sistemul de operare rezerva pista cea mai apropiata de marginea exterioara a discului (pista 0) aproape in intregime pentru folosinta proprie. Pista 0, fata 0, sectorul 1 contine inregistrarea de incarcare a volumului (Volume Boot Record sau VBR), sau sectorul de incarcare (Boot Sector) de care sistemul are nevoie pentru a incepe sa functioneze.

Urmatoarele cateva sectoare contin tabelele FAT, care pastreaza informatii despre unitatile de alocare de pe disc care contin date despre fisiere si despre unitatile fara continut. in sfarsit, urmatoarele cateva sectoare contin directorul radacina, in care sistemul de operare pastreaza informatii despre numele si punctele de inceput ale fisierelor de pe disc. Retineti ca in prezent cea mai mare parte a dischetelor sunt vandute preformatate. Aceasta va salveaza din timp, pentru ca formatarea poate dura unul sau mai multe minute pentru fiecare disc. Chiar daca discurile sosesc preformatate, ele pot fi oricand reformatate ulterior.

Cilindrii

Numarul cilindrului este folosit in mod normal in loc de numarul pistei, pentru ca toate unitatile de discheta existente in prezent sunt cu doua fete. Un cilindru de pe o discheta include doua piste: una pe partea inferioara a discului deasupra capului 0, iar cealalta deasupra discului, sub capul 1. Pentru ca o discheta nu poate avea mai mult de doua fete si unitatea are doua capete, cilindrii pe dischete au intotdeauna doua piste. Pe de alta parte, hard-discurile pot avea mai multe platane – fiecare cu doua capete – de unde rezulta mai multe piste pe un singur cilindru. Regula este ca exista atatea piste pe un cilindru cate capete sunt in unitate.

Clustere sau unitati de alocare

Un cluster mai este numit si unitate de alocare. Termenul este adecvat, deoarece un singur cluster este cea mai mica unitate de disc pe care sistemul de operare o poate aloca atunci cand scrie un fisier. Un cluster sau o unitate de alocare consta din unul sau mai multe sectoare – de obicei o putere a lui doi (1, 2, 4, 8 si asa mai departe). Utilizand mai mult de un sector pe cluster, se reduce dimensiunea tabelei FAT si se permite sistemului de operare sa functioneze mai rapid, pentru ca are de gestionat mai putine unitati de alocare. Dezavantajul este o risipa de spatiu pe disc. Pentru ca sistemul de operare poate gestiona spatiul numai in numere intregi de unitati de alocare, fiecare fisier consuma spatiu pe disc in multipli de cluster.

Semnalul Disk Change

Controllerul si unitatea de discheta standard pentru PC folosesc un semnal special pe pinul 34, numit Disk Change (schimbare discheta), pentru a determina daca discheta a fost inlocuita sau, mai exact, daca in unitate se gaseste inca aceeasi discheta incarcata in timpul ultimei operatii de acces la unitate. Disk Change este un semnal de tip impuls care schimba un registru de stare din controller pentru a semnala sistemului ca a fost introdus sau scos un disc. in mod prestabilit, acest registru este setat pentru a arata ca un disc a fost introdus sau scos (inlocuit). Registrul este sters cand controllerul trimite un impuls treapta catre unitate, iar unitatea raspunde, confirmand deplasarea capetelor. in acest moment, sistemul stie ca un anumit disc se gaseste in unitate. Daca semnalul de schimbare de disc (Disk Change) nu este receptionat inaintea urmatorului acces, sistemul poate considera ca in unitate se gaseste inca acelasi disc. Orice informatie citita in memorie in cursul operatiei precedate de acces poate fi deci refolosita, fara a reciti discheta. Datorita acestui proces, sistemul poate sa incarce continutul tabelei de alocare a fisierelor (FAT) sau structura de directoare a unei dischete intr-un buffer sau cache in memoria sistemului. Eliminand recitirile in plus ale acestor zone de pe disc, viteza aparenta a unitatii creste. Daca actionati levierul usii sau butonul de deschidere al unei unitati care suporta semnalul Disk Change, este trimis semnalul DC catre controller, resetand astfel registrul si indicand faptul ca discul a fost schimbat. Aceasta procedura determina sistemul sa epureze datele salvate in buffer sau in cache care au fost citite de pe disc, deoarece sistemul nu poate preciza daca in unitate se afla acelasi disc. O problema interesanta poate aparea atunci cand anumite unitati sunt instalate intr-un sistem pe 16 biti sau mai puternic.

Dupa cum am mai afirmat, unele unitati folosesc pinul 34 pentru semnalul „Ready“ (pregatit; RDY). Semnalul RDY este trimis ori de cate ori in unitate exista o discheta incarcata si aflata in rotatie. Daca instalati o unitate care are pinul 34 setat sa transmita semnalul RDY, sistemul „crede“ ca primeste permanent semnalul de schimbare de disc (Disk Change), ceea ce pricinuieste probleme. De obicei, unitatea esueaza cu eroarea Drive not ready (Unitatea nu este pregatita) si este inutilizabila. Singurul motiv pentru care unele unitati au semnalul RDY este acela ca intamplator acest semnal face parte din interfata de discheta standard Shugart SA-400; oricum, el nu a fost utilizat niciodata in sistemele PC. Cea mai mare problema apare cand unitatea nu trimite semnalul DC pe pinul 34, desi ar trebui sa-l transmita. Daca sistemului i se spune (prin setarile din CMOS) ca unitatea este de orice alt tip decat de 360 KB (acestea nu pot transmite niciodata semnalul DC), sistemul se asteapta ca unitatea sa transmita semnalul ori de cate ori este scoasa o discheta din unitate.

Daca unitatea nu este configurata corespunzator pentru a trimite semnalul, sistemul nu sesizeaza niciodata ca discheta a fost schimbata. De aceea, chiar daca schimbati discul, sistemul se comporta ca si cum primul disc este inca in unitate si pastreaza in memoria RAM informatiile despre tabela FAT si directoarele de pe primul disc. Acest lucru poate fi periculos, deoarece informatiile de FAT si directoare de pe prima discheta pot fi scrise partial pe oricare din urmatoarele dischete scrise de unitate. Daca ati intalnit vreodata un sistem cu o unitate de discheta care prezinta „directoare fantoma“ de pe discheta incarcata anterior, chiar dupa ce ati schimbat-o sau ati scos-o din unitate, v-ati confruntat direct cu aceasta problema. Consecinta negativa este ca dupa ce ati utilizat o discheta, urmatoarele sunt in mare pericol. Foarte probabil veti suprascrie directoarele si tabelele FAT de pe multe dischete cu informatii de pe prima discheta. Recuperarea datelor in urma unei asemenea catastrofe, daca mai este posibila, poate necesita multa munca, folosind programe utilitare precum Norton Utilities. Aceste probleme cu semnalul de schimbare a discului sunt legate de cele mai multe ori de o unitate incorect configurata. Daca unitatea pe care o instalati este o unitate de 5 1/4 inci si 1,2MBsau de 3 1/2 inci si 720 KB, 1,44 MB sau 2,88 MB, asigurati-va ca setati pinul 34 sa transmita semnalul de schimbare de disc.

Cea mai mare parte a unitatilor sunt predefinite in acest mod, insa pentru unele modele trebuie configurat un jumper (denumit de obicei DC) pentru setarea acestei optiuni.

Tabel .Tipuri de unitati de discheta

Diferite caracteristici ale unitatilor de discheta

Unitatile de 3 1/2 inci si 1,44 MB cu densitate mare (HD) au aparut initial la IBM in linia de produse PS/2 introdusa in 1987. Imediat dupa aceea, majoritatea celorlalti distribuitori de calculatoare au inceput sa ofere aceste unitati ca optiune in sistemele lor. Acest tip de unitate continua sa ramana cel mai raspandit in sistemele actuale. Unitatea inregistreaza 80 de cilindri constand din doua piste fiecare, cu 18 sectoare pe pista, rezultand o capacitate formatata de 1,44 MB. Unii producatori de dischete eticheteaza aceste discuri ca fiind de 2 MB, iar diferenta dintre aceasta capacitate neformatata si cea utilizabila dupa formatare se pierde in cursul formatarii.

Retineti ca acei 1.440 KB de capacitate totala formatata nu tin cont de zonele pe care sistemul de fisiere FAT le rezerva pentru gestionarea fisierelor, lasand numai 1.423,5 KB de spatiu propriu-zis pentru stocarea fisierelor. Unitatea lucreaza la 300 rpm si, de fapt, este obligata sa se invarta la aceasta viteza pentru a functiona corect cu controllerele de mare si mica densitate existente. Pentru a folosi rata de date de 500 KHz (valoarea maxima pentru cea mai mare parte a controllerelor de discheta standard de densitate mare si mica), aceste unitati trebuie sa se invarta cu maximum 300 rpm. Daca unitatile ar folosi turatia mai mare, de 360 rpm, a unitatilor de 5 1/4 inci, ar trebui sa reduca numarul de sectoare pe pista la 15, altfel controllerul nu ar putea face fata. Pe scurt, unitatile de 1,44 MB si 3 1/2 inci stocheaza de 1,2 ori mai multe date decat unitatile de 5 1/4 inci si 1,2 MB, iar unitatile de 1,2 MB se invart de exact 1,2 ori mai repede decat cele de 1,44 MB. Ratele de date folosite de ambele tipuri de unitati de densitate mare sunt identice si compatibile cu aceleasi controllere. De fapt, deoarece aceste unitati de 3 1/2 inci de densitate mare pot functiona la rata de date de 500 KHz, un controller care poate accepta o unitate de 1,2 MB si 5 1/4 inci poate accepta si unitatile de 1,44 MB. Unitatile de 2,88 MB si 3 1/2 inci Unitatea de 3 1/2 inci si 2,88 MB a fost realizata de Toshiba Corporation in anii '80 si a fost anuntata oficial in 1987.

Toshiba a inceput fabricarea in serie a unitatilor si dischetelor in 1989, iar cativa comercianti au inceput sa vanda unitatile ca modernizari ale sistemelor proprii. IBM a adoptat oficial aceste unitati in sistemele PS/2 in 1991, iar un numar de producatori au inceput sa le fabrice, intre acestia numarandu-se Toshiba, Mitsubishi, Sony si Panasonic. Pentru ca o unitate de 2,88 MB poate sa citeasca si sa scrie fara probleme dischete de 1,44 MB, trecerea este usoara. Din nefericire insa, din cauza costurilor mari ale suportului de stocare si a unei cresteri relativ mici a capacitatii de date, aceste unitati nu au avut succes la marele public, desi practic toate sistemele din prezent au suport incorporat pentru ele. Sistemele de operare DOS versiunea 5.0 si Windows 95 sau o versiune mai noua accepta unitatile de 2,88 MB. Pentru a atinge uriasa densitate liniara de 36 de sectoare pe pista, unitatea de 2,88 MB cu densitate foarte inalta (extra high-density sau ED) foloseste o tehnica numita inregistrare verticala. Aceasta tehnica mareste densitatea prin magnetizarea ariilor perpendicular pe suprafata de inregistrare. in esenta, prin asezarea verticala a domeniilor magnetice si stivuirea lor latura langa latura, densitatea dischetei creste enorm.

Tehnologia pentru producerea capetelor care pot efectua inregistrarea verticala, sau perpendiculara, exista de mai multa vreme; dar saltul tehnologic major nu il constituie capetele, si nici macar unitatea; ceea ce este deosebit este suportul. Discurile obisnuite au particule magnetice de forma unor ace minuscule care se gasesc pe suprafata discului. Orientarea acestor particule aciculare pe directie perpendiculara pentru realizarea inregistrarii verticale este foarte dificila. Pe de alta parte, particulele de pe o discheta cu ferita de bariu au forma unor minuscule plachete hexagonale, care pot fi aranjate mult mai usor cu axele de magnetizare perpendiculare pe planul de inregistrare. Toshiba a pus la punct un proces de cristalizare a sticlei pentru obtinerea plachetelor ultrafine folosite pentru acoperirea discurilor pe baza de ferita barica. Aceasta tehnologie, patentata de Toshiba, este folosita sub licenta de un numar de producatori de dischete, toti fabricand dischete de ferita barica prin procedeul firmei Toshiba.

Toshiba a realizat de asemenea cateva modificari ale capetelor de discheta obisnuite pentru a le permite sa citeasca si sa scrie noile discuri de ferita barica, precum si discurile obisnuite cu cobalt sau cu ferita. Aceasta tehnologie nu este utilizata numai pentru unitatile de discheta, ci apare si intr-o varietate de modele de unitati de banda magnetica. Dischetele sunt numite dischete de 4 MB, referitor la capacitatea lor neformatata. Capacitatea formatata este de fapt de 2.880 KB sau 2,88 MB. Din cauza spatiului pierdut in cursul formatarii – precum si a spatiului ocupat de sectorul de incarcare al volumului, tabelele FAT si directorul radacina – spatiul total de stocare utilizabil este de 2.863 KB. Pentru a lucra cu unitatea de 2,88 MB, au fost necesare modificari in circuitele electronice ale controllerului de discheta, pentru ca aceste unitati au aceeasi turatie de 300 rpm, dar si uimitorul numar de 36 de sectoare pe pista. Deoarece toate dischetele sunt formatate cu numere de sectoare consecutive (intercalare 1:1), unitatea trebuie sa citeasca si sa scrie 36 de sectoare in acelasi interval. Stocarea pe dischete de timp in care o unitate de 1,44MB scrie si citeste 18 sectoare. Aceasta cere controllerului sa aiba o rata de transmisie a datelor mult mai mare, de 1 MHz (1 milion de biti/sec). Cea mai mare parte a controllerelor de discheta mai vechi suporta numai rata de date maxima de 500 KHz folosita de unitatile de 1,44 MB. Pentru a moderniza sistemul cu o unitate de 2,88 MB, controllerul trebuie inlocuit cu unul care accepta rata mai mare de date de 1 MHz. inca un aspect al modernizarii este sistemulROMBIOS. BIOS-ul trebuie sa contina suport pentru controller si sa poata specifica si accepta unitatea de 2,88 MB ca o valoare de configurare de CMOS. Practic toate PC-urile moderne au controllere de discheta incorporate si rutine software de BIOS care accepta integral unitatile de 2,88 MB. Adaugarea sau modernizarea la o unitate de 2,88 MB in aceste sisteme nu cere altceva decat conectarea unitatii si rularea programului de configurare a sistemului CMOS.

Pentru sistemele care nu ofera acest suport, procesul de modernizare este mult mai dificil. Cateva companii ofera controllere noi si BIOS-uri actualizate, ca si unitati de 2,88 MB special pentru modernizarea sistemelor mai vechi. Unitatile de 720 KB si 3 1/2 inci Unitatile de 720 KB si 3 1/2 inci DD au aparut prima data intr-un sistem IBM o data cu sistemul laptop IBM Convertible, introdus in 1986. De fapt, toate sistemele IBM introduse de atunci pe piata furnizeaza unitati standard de 3 1/2 inci. Nota in afara domeniului de compatibilitate PC, distribuitorii altor sisteme de calcul (Apple, Hewlett-Packard si altii) au oferit unitati de 3 1/2 inci cu doi ani inaintea sistemelor compatibile PC. Unitatea de 720 KB si 3 1/2 inci DD inregistreaza in mod normal 80 de cilindri de cate doua piste fiecare, cu 9 sectoare pe pista, rezultand o capacitate formatata de 720 KB. Sistemele compatibile PC au folosit unitatile de 720 KB si 3 1/2 inci DD in principal in sistemele din clasa XT, pentru ca aceste unitati functioneaza cu orice controller de densitate mica.

Unitatile se invart la 300 rpm si, prin urmare, necesita o rata de date a controllerului de numai 250 KHz pentru a functiona corespunzator. Aceasta rata de date este aceeasi cu a unitatilor de discheta de 360 KB, ceea ce inseamna ca orice controller care accepta o unitate de 360 KB accepta si unitati de 720 KB. Unitatile de 1,2 MB si 5 1/4 inci Unitatea de 1,2 MB de densitate mare a aparut initial in sistemul IBM AT, introdus in august 1984. Unitatea necesita utilizarea unui nou tip de discheta pentru a obtine capacitatea formatata de 1,2 MB, dar putea totusi sa citeasca si sa scrie (desi nu intotdeauna foarte bine) dischetele de densitate mica, de 360 KB. Unitatea de 1,2 MB si 5 1/4 inci inregistra in mod normal 80 de cilindri de cate doua piste, incepand cu cilindrul 0, dinspre exteriorul discului.O prima diferenta fata de unitatea de 5 1/4 inci de densitate mica este capacitatea de a inscrie de doua ori mai multi cilindri in aproximativ acelasi spatiu. Aceasta proprietate singura ar sugera ca discheta va avea o capacitate dubla, insa fiecare pista este inregistrata in mod normal cu 15 sectoare de cate 512 octeti fiecare, sporind si mai mult capacitatea de stocare. De fapt, aceste unitati stocheaza aproape de patru ori mai multe date decat dischetele de 360 KB.

Cresterea densitatii pentru fiecare pista a necesitat folosirea unor dischete speciale, cu un suport modificat, destinat sa faca fata acestui tip de inregistrare. Pentru ca aceste discuri erau initial scumpe si greu de gasit, multi utilizatori au incercat sa foloseasca incorect dischete de densitate mica in unitatile de 1,2 MB si 5 1/4 inci si sa le formateze pentru 1,2 MB pe densitate mare, de aici rezultand pierderi de date si operatiuni inutile de recuperare a datelor. O problema de compatibilitate cu unitatile de 360 KB este generata de capacitatea unitatilor de 1,2 MB de a scrie de doua ori mai multi cilindri in acelasi spatiu ca si cel al unitatilor de 360 KB. Unitatile de 1,2 MB isi pozitioneaza capetele deasupra acelorasi 40 de pozitii de cilindri folosite de unitatile de 360 KB, prin parcurgere pas cu pas din doi in doi, o procedura prin care capetele sunt mutate din 2 in 2 cilindri pentru a ajunge la pozitiile corecte pentru citirea si scrierea celor 40 de cilindri ai dischetei de 360 KB. Problema este ca, deoarece unitatea de 1,2 MB are de scris in mod normal 80 de cilindri in acelasi spatiu in care unitatea de 360 KB scrie 40, capetele unitatilor de 1,2 MB au trebuit sa fie realizate la dimensiuni mai mici. Aceste capete inguste pot intampina probleme la suprascrierea pistelor inregistrate de o unitate de 360 KB, care are un cap mai lat, deoarece capetele mai inguste ale unitatii de 1,2 MB nu pot „acoperi“ intreaga suprafata a pistei scrisa de unitatea de 360 KB. Unitatile de 1,2 MB si 5 1/4 inci se invart la 360 rpm, sau 6 rotatii pe secunda, sau 166,67 ms pe rotatie.

Unitatile utilizeaza aceasta turatie indiferent ce tip de disc este inserat – de densitate mica sau mare. Pentru a trimite si receptiona 15 sectoare (plus informatiile suplimentare necesare) de sase ori pe secunda, un controller trebuie sa utilizeze o rata de transmisie a datelor de 500.000 bps (500 KHz). Toate controlerele standard de mica si mare densitate accepta aceasta rata de date si, prin urmare, aceste unitati. Acest accept depinde si de suportul corect oferit de BIOS controllerului in acest mod de operare. Cand o discheta standard de 360 KB este citita intr-o unitate de mare densitate, ea se invarte tot la 360 rpm; prin urmare, pentru functionarea sa corespunzatoare este necesara o rata de transfer de 300.000 bps (300 KHz). Toate controllerele standard model AT de mica si mare densitate accepta ratele de date de 250 KHz, 300 KHz si 500 KHz. Rata de 300 KHz este folosita insa numai pentru unitatile de 5 1/4 inci de mare densitate, care citesc sau scriu dischete de 5 1/4 inci de densitate mica.

Unitatile de 360 KB si 5 1/4 inci Unitatea de 5 1/4 inci dubla densitate a fost destinata sa creeze o discheta in format standard cu capacitate de 360 KB. Termenul „dubla densitate“ a aparut o data cu folosirea termenului „simpla densitate“, pentru a indica un tip de unitate care folosea codificarea prin modularea in frecventa (FM) pentru a stoca pe o discheta aproximativ 90 KB. Acest tip perimat de unitate nu a fost utilizat niciodata in vreun sistem compatibil PC, dar a fost folosit in unele sisteme mai vechi, cum ar fi modelul original de calculator portabil Osborne-1. Cand producatorii au trecut la unitati care foloseau codificarea prin modulare in frecventa modificata (MFM), au inceput sa foloseasca termenul „dubla densitate“ pentru a denumi metoda, ca si cresterea (aproape) dubla a capacitatii realizata prin aceasta metoda de codificare.

Unitatile de 360 KB si 5 1/4 inci se invart la 300 rpm, ceea ce inseamna exact cinci rotatii pe secunda sau 200 ms pe rotatie. Toate controllerele de discheta standard suporta un factor de intercalare de 1:1, in care sectoarele unei anumite piste sunt numerotate (si citite) consecutiv. Pentru citirea si scrierea pe un disc la viteza maxima, controllerul trimite datele cu rata de 250.000 bps. Analiza constructiei unei dischete Dischetele de 5 1/4 inci si 3 1/2 inci au fiecare proprietati fizice si constructive aparte. Discul flexibil (sau discheta) este introdus(a) intr-o anvelopa de plastic. Dischetele de 3 1/2 inci sunt protejate de o anvelopa mai rigida decat cele de 5 1/4 inci; totusi, discurile din anvelopa sunt practic identice, fireste, cu exceptia dimensiunii. Atunci cand priviti o discheta de 5 1/4 inci obisnuita, observati cateva detalii (a se vedea figura 11.7).

Cel mai evident este orificiul mare si rotund din centru. Atunci cand inchideti „usa“ unitatii de discheta, o clema in forma de con apuca si centreaza discul prin gaura din centru. Multe discuri sunt prevazute cu inele de intarire a butucului – inele subtiri, din plastic, ce ajuta discul sa reziste fortelor mecanice ale mecanismului de apucare. De obicei, discurileHD nu au asemenea intarituri, deoarece, din cauza dificultatii de a le plasa precis pe disc, ele pot cauza probleme de aliniere. In partea dreapta, chiar sub centrul orificiului central, este un orificiu mai mic, numit orificiu de index (index hole). Daca rotiti cu atentie discul in anvelopa sa protectoare, puteti observa un orificiu chiar in disc. Unitatea foloseste orificiul de index ca punct de pornire pentru toate sectoarele de pe disc – ca un fel de „meridian zero“ pentru sectoarele de pe disc. O discheta cu un singur orificiu de index este o discheta cu sectoare soft; numarul concret de sectoare de pe disc este stabilit de software (sistemul de operare).

Unele echipamente mai vechi, precum procesoarele de text Wang, folosesc dischete cu sectoare hard, care au orificii de index pentru demarcarea sectoarelor individuale. Nu utilizati dischete cu sectoare hard intr-un PC. Sub orificiul central se afla o fanta cam de forma unei piste de stadion alungite, prin care se poate vedea suprafata discului. Prin acest orificiu de acces la suport, capetele unitatii de disc citesc si scriu date pe suprafata discului. in partea dreapta, cam la un inci de marginea superioara, este un decupaj dreptunghiular pe latura invelisului dischetei. Daca acest decupaj pentru protectia la scriere este prezent, este permisa scrierea pe discheta. Dischetele fara acest decupaj (sau cu decupajul acoperit cu banda) sunt protejate la scriere. Decupajul poate lipsi la unele dischete, in special la cele cu programe preexistente. Pe partea ventrala a anvelopei dischetei, la baza, fereastra capetelor este incadrata de doua fante ovale foarte mici. Aceste fante elimina tensionarea discului si contribuie la prevenirea alunecarii acestuia. Unitatea poate folosi si ea aceste fante pentru a mentine discul in pozitia corespunzatoare in unitate. Deoarece dischetele de 3 1/2 inci folosesc o anvelopa din plastic, mult mai rigida, care imbunatateste stabilitatea suportului magnetic din interior, aceste dischete pot inregistra la densitati de piste si de date mai mari decat cele ale dischetelor de 5 1/4 inci.

Orificiul de acces la suport este protejat de o inchizatoare de metal. Unitatea manevreaza inchizatoarea, lasand-o inchisa cand discheta nu se gaseste in unitate. Suportul de stocare este astfel complet izolat de mediul inconjurator si de degetele dumneavoastra. inchizatoarea elimina necesitatea unui plic pentru discheta. Deoarece inchizatoarea nu este indispensabila functionarii discului, o puteti indeparta din carcasa de plastic, daca se indoaie sau se deterioreaza. Fortati carcasa dischetei; se va detasa cu un zgomot sec. Trebuie sa indepartati si resortul care o tine inchisa. In plus, dupa indepartarea unei inchizatori defecte, este recomandabil sa copiati datele de pe discheta afectata pe una noua. in locul unui orificiu de index in disc, dischetele de 3 1/2 inci folosesc un butuc metalic central prevazut cu un orificiu de aliniere. Unitatea „apuca“ butucul de metal, iar orificiul din butuc permite unitatii sa pozitioneze corespunzator discul. in partea inferioara-stanga a dischetei este un orificiu cu un cursor de plastic – orificiul de protectie/activare a scrierii. Cand cursorul este pozitionat astfel incat orificiul este vizibil, discheta este protejata la scriere – unitatea este impiedicata sa scrie pe disc. Cand cursorul este pozitionat pentru a acoperi orificiul, scrierea este permisa si puteti salva date pe discheta. Pentru o protejare mai persistenta la scriere, unele programe comerciale sunt furnizate pe dischete care nu au cursor, ca sa nu puteti activa cu usurinta scrierea pe disc. Aceasta situatie este exact opusa fata de unitatea de 5 1/4 inci, unde acoperirea inseamna protectie la scriere, nu permisiunea de a scrie. Pe cealalta latura (dreapta) a dischetei fata de orificiul de protectie la scriere, se gaseste de obicei alt orificiu, numit orificiu selector al densitatii suportului. Daca acest orificiu este prezent, discheta este construita cu un suport magnetic special, adica este o discheta HD sau ED. Daca orificiul senzorului de suport este localizat exact in dreptul celui de protectie la scriere, el indica o discheta HD de 1,44 MB. Daca orificiul senzorului de mediu este localizat inspre partea superioara a dischetei (inchizatoarea de metal este in partea superioara a dischetei), indica un disc ED. Daca nu este prezent nici un orificiu pe latura din dreapta, inseamna ca discheta este de densitate mica. Cea mai mare parte a unitatilor de 3 1/2 inci au un senzor de suport care controleaza capacitatea de inregistrare pe baza prezentei sau absentei acestor orificii.

Atat in dischetele de 3 1/2 inci, cat si in cele de 5 1/4 inci, suportul magnetic propriu-zis este construit din aceleasi materiale de baza. Ele folosesc un substrat de plastic (de obicei mylar) acoperit cu un compus magnetic. Dischetele de densitate mare folosesc un compus cu fier si cobalt, iar dischetele de densitate foarte mare folosesc drept suport un compus din fier si bariu. Anvelopa rigida a dischetelor de 3 1/2 inci ii face pe unii sa creada in mod fals ca aceste dischete sunt un fel de „hard-discuri“, si nu niste discuri flexibile propriu-zise. „Rondeaua“ discului din carcasa de 3 1/2 inci este la fel de flexibila ca si versiunea de 5 1/4 inci.

Densitatea in termenii cei mai simpli

Densitatea este o masura a cantitatii de informatie care poate fi concentrata cu fiabilitate intr-o anumita zona a suprafetei de inregistrare. Cuvantul cheie, aici, este fiabilitatea. Dischetele au doua tipuri de densitati: densitate longitudinala si densitate liniara. Densitatea longitudinala este indicata de numarul de piste care pot fi inregistrate pe discheta si este exprimata adesea ca numar de piste pe inci (TPI). Densitatea liniara este capacitatea unei anumite piste de a stoca date si este exprimata adesea ca numar de biti pe inci (BPI). Din nefericire, aceste tipuri de densitati sunt adesea confundate atunci cand sunt comparate diferite discuri si unitati. Coercitivitatea si grosimea suportului Specificatia de coercitivitate a unui disc se refera la puterea campului magnetic necesar pentru a realiza o inregistrare corespunzatoare. Coercitivitatea, masurata in oerstezi, este o valoare care indica puterea campului magnetic. Un disc cu o valoare mai mare a coercitivitatii necesita un camp magnetic mai puternic pentru a realiza inregistrari pe acest disc. Pentru o valoare mai mica, discul poate fi inscriptionat cu un camp magnetic mai slab. Cu alte cuvinte, cu cat este mai mica valoarea coercitivitatii, cu atat discul este mai sensibil. Suporturile HD necesita valori mai mari ale coercitivitatii pentru ca domeniile magnetice adiacente sa nu interfereze intre ele. Din acest motiv, suportulHDeste de fapt mai putin sensibil si necesita un semnal de inregistrare mai puternic. Un alt factor este grosimea discului. Cu cat discul este mai subtire, cu atat o regiune a discului influenteaza mai putin o alta regiune vecina. Prin urmare, discurile mai subtiri pot accepta mai multi biti pe inci, fara deteriorarea calitatii inregistrarii.

Protejarea si manipularea unitatilor de discheta si a dischetelor

Majoritatea utilizatorilor de calculatoare cunosc fundamentele protejarii dischetelor. Dischetele pot fi deteriorate cu usurintå de urmåtoarele evenimente:

Atingerea suprafetei de inregistrare cu degetele sau cu orice altceva;

Scrierea pe o eticheta de discheta (atasata pe discheta) cu pixul sau cu creionul;

Indoirea dischetei;

Stropirea dischetei cu cafea sau alte substante;

Supraincalzirea dischetei (lasand-o la soare sau langa un radiator, de exemplu);

Expunerea unei dischete la campuri magnetice parazite;

Cu toate aceste precautii, dischetele sunt mijloace de stocare destul de robuste; nu pot spune ca am stricat vreuna doar scriind cu pixul pe ea, pentru ca procedez mereu asa. Sunt totusi atent sa nu apas prea tare, astfel incat sa nu creez o cuta pe disc. De asemenea, atingerea suprafetei unei dischete nu o distruge neaparat, dar duce la murdarirea dischetei si a unitatii cu grasime si praf. Pericolul real pentru dischetele dumneavoastra vine din campurile magnetice pe care, fiind invizibile, le puteti intalni in cele mai neasteptate locuri. De exemplu, toate monitoarele color (si televizoarele color) care utilizeaza tehnologia cu tub catodic (CRT) au o bobina de demagnetizare in jurul fetei tubului, care demagnetizeaza masca de luminozitate cand aprindeti monitorul. Daca tineti dischetele undeva in apropiere (in limita a 30 cm) de ecranul monitorului color, le expuneti la un camp magnetic foarte puternic, de cate ori deschideti monitorul. Pastrarea dischetelor in aceasta zona nu este recomandabila, deoarece campul este destinat sa demagnetizeze obiectele si functioneaza foarte bine si pentru demagnetizarea discurilor. Efectul este cumulativ si ireversibil. Retineti ca displayurile LCD sau cu plasma nu au bobine de demagnetizare si nu vor afecta suporturile de stocare magnetice.

O alta sursa de campuri magnetice puternice este motorul electric, intalnit in aspiratoare, radiatoare, aparate de aer conditionat, ventilatoare, ascutitori electrice pentru creioane si asa mai departe. Nu asezati aceste dispozitive langa locurile unde pastrati dischete. Boxele audio contin de asemenea magneti, dar majoritatea boxelor destinate sistemelor PC sunt ecranate, pentru a minimiza alterarea dischetelor. Pastrati dischetele de 3 1/2 inci la temperaturi cuprinse intre 40 si 127 Fahrenheit, iar dischetele de 5 1/4 inci la temperaturi cuprinse intre 40 si 140 Fahrenheit. in ambele cazuri, umiditatea nu ar trebui sa depaseasca 90%. Aparatele cu raze X si detectoarele de metale din aeroporturi Unul din miturile favorite pe care ma straduiesc sa le inlatur este acela ca aparatul cu raze X de la aeroport deterioreaza dischetele. Am foarte multa experienta in acest domeniu, pentru ca am calatorit mult in ultimii 20 de ani cu dischete si calculatoare portabile. Zbor cam 250.000 de km pe an, iar calculatorul meu portabil si dischetele au trecut prin aparate cu raze X de sute de ori. Razele X sunt doar o forma de lumina, iar discurile si calculatoarele nu sunt nici pe departe afectate de razele X la intensitatile intalnite in aceste aparate. Cel care poate deteriora suporturile magnetice este detectorul de metale. Detectoarele de metal functioneaza urmarind deformarile intr-un camp magnetic slab. Un obiect de metal introdus in zona campului face sa se schimbe forma campului, fenomen pe care detectorul il percepe. Acest principiu, datorita caruia detectoarele sunt sensibile la obiecte de metal, poate fi periculos pentru dischetele dumneavoastra; aparatul cu raze X, in schimb, este cea mai sigura zona de trecere pentru calculatorul sau dischetele dumneavoastra. Aparatul cu raze X nu este periculos pentru suportul magnetic, deoarece nu face decat sa expuna suportul unei radiatii magnetice la o anumita frecventa (foarte inalta). Lumina albastra este un exemplu de radiatie electromagnetica, de o frecventa diferita. Singura diferenta dintre razele X si lumina albastra este frecventa sau lungimea de unda a emisiei. 650 Capitolul 11 – Stocarea pe dischete Unele persoane isi fac griji in legatura cu efectul radiatiei X asupra cipurilor EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) din sistemele proprii. Aceasta ingrijorare poate fi considerata mai justificata decat cea legata de deteriorarea discurilor, pentru ca EPROM-urile sunt sterse de anumite forme de radiatie electromagnetica. Totusi, in realitate, nu trebuie sa va ingrijorati nici in legatura cu acest efect. Memoriile EPROM sunt sterse prin expunerea directa la lumina ultravioleta foarte intensa. Mai exact, pentru a fi sters, un cip EPROM trebuie expus la o sursa de lumina UV de 12.000 uw/cm2, cu o lungime de unda de 2.537 angstromi, intre 15 si 20 de minute si la o distanta de 1 inci. Cresterea puterii sursei de lumina sau scaderea distantei fata de sursa pot scurta timpul de stergere la cateva minute. Aparatul cu raze X de la aeroport difera ca lungime de unda cu un factor de 10.000, iar intensitatea, durata si distanta de la sursa emitatoare nu sunt nici pe departe cele necesare pentru stergerea memoriei EPROM.

Multi producatori de placi electronice chiar folosesc inspectia cu raze X a placilor de circuite (avand instalate componente intre care si cipuri EPROM) pentru a testa controlul calitatii in timpul fabricatiei. Acum cativa ani, a fost publicat un studiu de catre doi oameni de stiinta, dintre care unul proiecteaza tuburi cu raze X pentru un producator important. Studiul lor se intituleaza „Aparatele cu raze X de pe aeroport si discurile flexibile: nici un motiv de ingrijorare“ si a fost publicat in 1993 in revista Computer Methods and Programs in Biomedicine. Conform materialului: A fost efectuat un studiu controlat pentru a testa posibilele efecte ale razelor X asupra integritatii datelor stocate pe dischete de capacitati obisnuite. Dischetele au fost expuse la doze de raze X de pana la 7 ori nivelul la care ne putem astepta in cursul unei examinari a bagajelor pe aeroport. Lizibilitatea a aproape 14 megaocteti de date nu a fost afectata de iradierea X, indicand faptul ca dischetele nu necesita o manipulare deosebita in cursul unei inspectii cu raze X a bagajelor. De fapt, aceste dischete au fost testate din nou, dupa doi ani de stocare, si nu s-a gasit nici o degradare masurabila din momentul expunerii. Proceduri de instalare a unitatii in majoritatea cazurilor, instalarea unei unitati de discheta consta in montarea unitatii pe sasiul sistemului si apoi conectarea cablurilor de alimentare si de semnal la unitate. Pentru a monta unitatea pe sasiu, sunt necesare in mod normal anumite tipuri de coltare si suruburi. Acestea sunt incluse in mod normal impreuna cu sasiul sau carcasa. Exista o serie de companii specializate in carcase, cabluri, coltare, suruburi si alte articole utile in asamblarea sistemelor si instalarea unitatilor.

Bibliografie

Naaji A., Arhitectura calculatoarelor, Editura Goldis Arad, 2006

Naaji A., Arhitectura calculatoarelor, Facultatea de informatica, http://bb.uvvg.ro/online

Brookshear G., Introducere in Informatica, Ed. Teora 1998

www. regielive.ro