Магнитни ленти


Категория на документа: Други


Магнитните ленти са първите устройства за съхраняване на компютърни данни.През 50-те и 60-те години те играят основна роля като външно запомнящо устройство.В по-късен период изпълняват само помощни функции за архивиране и прехвърляне на данни между компютри.До края на 20 век капацитетът на магнитните ленти е по-голям от дисковете,а цената на единица записан бит по-ниска.Но след 2005г. тези показатели се изравниха и значението им днес е по-скоро символично.През 2008г. максималният капацитет на лентов картридж е 1 TB ,колкото е на HDD.Същевременно архивирането и възстановяването на данни е по-бързо и по-евтино чрез дискове.
Принцип на магнитен запис върху лента
Механизмът на запис и четене върху магнитна лента е подобен на магнитните дискове.Обикновено лентите записват и четат паралелно и едновременно няколко писти.Набор от записващи и четящи глави(по една за всяка писта) са разположени перпендикулярно на движението и.В записващата глава електрическите импулси се превръщат в магнитно поле,чрез което домени от магнитния материал се намагнетизират в една или друга посока.При четене магнитните преходни между намагнетизираните области индуцират в четящата глава електрически импулси.Точно както при дисковете.
Макар и работещи по един и същ принцип,между двете устройства има поне две съществени разлики.Магнитната лента е във физически досег с главата,за разлика от плаващата глава в твърдия диск.Достъпът до блоковете с данни при лентата е последователен и търсенето изисква физическо преминаване през много блокове ,докато при диска достъпът е произволен и блоковете на файла могат да са разпръснати в произволни области.
Паралелен запис
На фигурата е показан форматът на паралелен запис.Данните са разположени в 9 паралелни писти(1 байт данни и 1 бит за контрол по четност).В по-модерните ленти едновременно се записват 18,36 и повече писти.Данните са групирани в блокове с обем 2-16 KB(обикновено 4KB).Един блок е минималното количества данни,които могат да бъдат записани или прочетени с едно обръщение.Блоковете са разделени чрез празни междублокови междини с дължина примерно 12-15 мм.Както в дисковете,това разпределение се извършва предварително по време на форматирането.
Големите размери на междублоковите интервали са необходими при по-старите старт-стопни ленти,за да има възможност лентата да бъде спирана след всеки блок.Неизбежната инерция при спирането и ускоряването и изисква известен физически интервал.В модерните ленти междублоковите интервали са няколко байта.
Файлът от данни се състои от блокове.Записани маркери посочват началото и края му.Началото и краят на лентата са означени чрез физически маркери от фоточувствителен материал.
Серпентинен запис
Модерните ленти записват битовете серийно.Този начин се нарича серпентинен .Блоковете се разполагат последователно върху пистите.В случая на една глава първо се записва цялата дължина на писта 0.След това тя се премества върху писта 1 и лентата се задвижва в обратна посока .Така главата върви напред-назад,докато се запише цялата лента.
За да се изпълни контролното четене и сравнение след записа на данните ,четящата глава е поставена след записващата.Поради смяната на движението на лентата са необходими две четящи глави около записващата,както е показано на фигурата една глава.Търсенето на данни при четене се ускорява ,като главата се мести бързо между пистите.
В същевременните ленти най-често се използва комбинация между паралелен и серпентинен запис фигура две паралелни глави .Паралелно работещи глава записват върху съседни писти серийно данните от два последователни блока.Броят на пистите достига хиляда ,а броят на главите - 8-16.
Тази висока плътност изисква специални серво писти за синхронизация на работата,чрез които главите се поддържат на точните си места.Те се записват от производителя на лентата.На фиг.10.4 е показано примерно разположение.Информационните писти са групирани в 4 ивици .Около тях са разположени 5-те серво писти.Главите обхождат първо вътрешните две ивици ,а след това външните две(2 и 3).
Хеликоидално-сканиращ запис
И паралелният ,и серпентинният са линейна форма на запис на данните ,което означава ,че пистите с магнитните домени са разположени по дължината на носителя.В някои типове ленти се използва заимствания от видеозаписа начин,наречен хеликоидално сканиране или спирално-развиващ се запис.
Записването на видеосигнал във видеомагнетофоните принципно не е различно от записа на аудиосигнал,освен че изисква много по-широка честотна лента.Бавно-движещата се лента при аудиозаписващите устройства позволява запис на честоти в звуковия обхват до 20 kHz.За по-високи честоти е необходима много по-висока скорост на движение на лентата ,което технически е много трудно и изисква много дълга лента.Решението е комбинация между бавнодвижеща се лента и бързовъртяща се записваща глава.
Първият магнетофон на принципа на линейно движеща се лента с ширина 2 инча (50 мм) и въртяща се перпендикулярно на лентата глава ,е разработен през 1956г- от фирмата Ampex Corporation.Съвременният вариант на херикидално сканиране е разработен през 1975-76г- и демонстриран от фирмите Bosch,Ampex и Sony върху 1 инч лента.Днес всички видеомагнетофони прилагат този начин на запис.Стандартният формат за аналогов видеозапис се нарича VHS и използва 0.5 инча лента.Във фотокамери се употребява и по-тясна 8 мм лента.
На фиг.10.5 е показан схематично принципът на хеликодалното сканиране.Лентата се движи бавно със скорост 0,5 - 1 ips(Inch Per Second) ,а барабанът с главите се върти бързо със скорост около 2000 RPM(Revolutions per minute).Оста на въртене е изместена спрямо посоката на движение с 5-6 градуса.След вкарване на касетата специален механизъм я изтегля и увива около половинката от барабана с главите (под формата на грацката буква омега).
При всеки оборот главата записва върху лентата по една къса част от пистата .С придвижването на увитата около барабана лента в посока ,обратна на въртенето ,се оформя щрих от записи ,разположен диагонално .Записаният диагонал е примерно 8 пъти по-дълъг от ширината на лентата.
За да се увеличи плътността на записа,върху първия щрих се записва втори под достатъчно голям ъгъл (примерно 40 градуса).Това става чрез вградените симетрично на 90 градуса върху барабана два комплекта глави запис/четене (A и B).Посоката им е разместена спрямо оста на въртене,така че те записват и метат под различен ъгъл.След като глава А запише щрих ,намираща се след нея четящата глава А прочита и сравнява записаните с изходните данни.Ако има съвпадение,записът продължава.Ако няма,се извършва нов.На следващия полуоборот се записва и чете щрих B.При това застъпване не настъпва объркване,тъй като магнитните домени А и В са с различно направление.Четящата глава реагира силно на данните,записани на същия ъгъл и слабо - на данните от другия ъгъл.
Обикновено върху лентата са записани една или повече успоредни на движението писти със серво информация за управление на скоростта и и въртенето на главата.Това компенсира неточностите на механиката и позволява по-висока плътност и надеждност на записа.Успоредно на лентата са разположени и аудио-пистите ,придружаващи видеозаписа.
Като недостатък на този метод може да се посочи много по-сложният транспортен механизъм.Високата скорост на въртене на барабана води до бързо износване на главите и лентата.Те трябва да са изключително добре полирани и направени от устойчив на износване материал.





Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Магнитни ленти 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.