Types de dispositifs de stockage magnétiques Essai d’informatique

Les dispositifs de stockage magnétiques sont utilisés pour stocker des données dans un support magnétique.

Dans cet article, nous discuterons de ses types et de son principe de fonctionnement.

La logique principale est que les données seront sécurisées dans ces périphériques de stockage et que les données seront stockées rapidement dans ces périphériques. Dans cet article, nous discuterons également de l’avenir de ces appareils.

DISPOSITIFS DE STOCKAGE MAGNÉTIQUE

Le stockage magnétique et l’enregistrement magnétique sont des termes de l’ingénierie se référant au stockage de données sur un support aimanté. Le stockage magnétique utilise différents modèles d’aimantation dans un matériau magnétisable pour stocker des données et constitue une forme de mémoire non volatile. Les informations sont accessibles à l’aide d’une ou plusieurs têtes de lecture/écriture. Depuis 2009, les supports de stockage magnétiques principalement les disques durs sont largement utilisés pour stocker des données informatiques ainsi que des signaux audio et vidéo.

HISTORIQUE

Avant le stockage magnétique pour les ordinateurs, le support de stockage principal était les cartes perforées (cartes en papier avec des trous perforés pour indiquer des caractères ou des données binaires) inventées à l’origine dans les années 1890. Bien que longtemps obsolètes dans l’utilisation informatique, les cartes perforées sous diverses formes sont encore utilisées dans les équipements de vote plus anciens.

CARTE PERFORÉE

L’histoire du stockage magnétique remonte à juin 1949, lorsqu’un groupe d’ingénieurs et de scientifiques d’IBM a commencé à travailler sur un nouveau périphérique de stockage. Ce sur quoi ils travaillaient était le premier dispositif de stockage magnétique pour ordinateurs, et il a révolutionné l’industrie. Le 21 mai 1952, IBM a annoncé l’unité de bande IBM 726 avec le calculateur de défense IBM701, marquant la transition des calculatrices à cartes perforées aux ordinateurs électroniques.

Quatre ans plus tard, le 13 septembre 1956, une petite équipe d’ingénieurs d’IBM à San Jose, en Californie, a introduit le premier système de stockage sur disque informatique dans le cadre des ordinateurs 305 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control).

IBM 305 RAMAC

Le lecteur 305 RAMAC ne pouvait stocker que 5 Mo de données sur 50 disques d’un diamètre de 24  » chacun. Contrairement aux lecteurs de bandes, les têtes d’enregistrement de RAMAC pouvaient aller directement à n’importe quel emplacement sur une surface de disque sans lire toutes les informations entre les deux. Cette accessibilité aléatoire a eu un effet profond sur les performances de l’ordinateur à l’époque, ce qui a permis de stocker et de récupérer des données beaucoup plus rapidement que si elles étaient sur bande.

Depuis ces débuts, l’industrie du stockage magnétique a progressé de telle sorte qu’aujourd’hui, vous pouvez stocker 500 Go ou plus sur de minuscules lecteurs de 3 1/2  » qui s’intègrent dans une seule baie de lecteur d’ordinateur.

Les contributions d’IBM à l’histoire et au développement du stockage magnétique sont incroyables. IBM a non seulement inventé le stockage sur bande magnétique pour ordinateur ainsi que le lecteur de disque dur, mais il a également inventé le lecteur de disquettes. Le premier lecteur de disquettes a été créé en 1971.

EXEMPLES DE PÉRIPHÉRIQUES DE STOCKAGE MAGNÉTIQUES

DISQUE DUR

LECTEUR DE DISQUETTES

BANDE Mini DV

SAUVEGARDE DE BANDE DE DONNÉES

BANDE AU DOS DU DÉBIT.CARTE DE CRÉDIT

ENREGISTREMENT MAGNÉTIQUE

L’enregistrement magnétique est la méthode d’écriture des données sur disque.

ENREGISTREMENT ANALOGIQUE

L’enregistrement analogique est basé sur le fait que l’aimantation résiduelle d’un matériau donné dépend de l’amplitude du champ appliqué. Le matériau magnétique est normalement sous forme de ruban, le ruban sous sa forme vierge étant initialement démagnétisé. Lors de l’enregistrement, la bande tourne à une vitesse constante. La tête d’écriture magnétise la bande avec un courant proportionnel au signal. Une distribution d’aimantation est obtenue le long de la bande magnétique. Enfin, la distribution de l’aimantation peut être lue en reproduisant le signal d’origine. La bande magnétique est généralement fabriquée en incorporant des particules magnétiques dans un liant plastique sur une bande de film de polyester. Les particules magnétiques couramment utilisées sont des particules d’oxyde de fer ou d’oxyde de chrome et des particules métalliques d’une taille de 0,5 micromètre. L’enregistrement analogique était très populaire dans l’enregistrement audio et vidéo. Au cours des 20 dernières années, cependant, l’enregistrement sur bande a été progressivement remplacé par l’enregistrement numérique.

ENREGISTREMENT NUMÉRIQUE

Au lieu de créer une distribution d’aimantation dans l’enregistrement analogique, l’enregistrement numérique ne nécessite que deux états magnétiques stables, qui sont les +Ms et -Ms sur la boucle d’hystérésis. Des exemples d’enregistrement numérique sont les disquettes et les disques durs. L’enregistrement numérique est le processus principal de nos jours et probablement dans le futur.

DISQUE DUR

Un disque dur est un dispositif de stockage non volatil qui stocke des données codées numériquement sur des plateaux rigides (c’est-à-dire durs) à rotation rapide avec des surfaces magnétiques.

FONCTIONNEMENT

Un disque dur utilise des plateaux rotatifs rigides. Chaque plateau possède une surface magnétique plane sur laquelle des données numériques peuvent être stockées. Les informations sont écrites sur le disque en transmettant un flux électromagnétique à travers une tête de lecture-écriture très proche d’un matériau magnétique, qui à son tour change de polarisation en raison du flux. Une conception typique de disque dur se compose d’un axe central ou d’une broche sur laquelle les plateaux tournent à une vitesse de rotation constante. L’électronique associée contrôle le mouvement de l’armature de lecture-écriture et la rotation du disque et effectue des lectures et des écritures à la demande du contrôleur de disque. Le boîtier étanche protège les composants internes de l’entraînement de la poussière, de la condensation et d’autres sources de contamination. Contrairement à la croyance populaire, un disque dur ne contient pas de vide. Au lieu de cela, le système repose sur la pression de l’air à l’intérieur de l’entraînement pour soutenir les têtes à leur hauteur de vol appropriée pendant que le disque est en mouvement.

LECTEUR DE DISQUETTES

Une disquette est un support de stockage de données composé d’un disque de support de stockage magnétique mince et flexible enfermé dans une coque en plastique carrée / rectangulaire.

FONCTIONNEMENT

Voici un aperçu de la façon dont un lecteur de disquette écrit des données sur une disquette. La lecture des données est très similaire.

Le programme informatique transmet une instruction au matériel informatique pour écrire un fichier de données sur une disquette, ce qui est très similaire à un seul plateau dans un lecteur de disque dur, sauf qu’il tourne beaucoup plus lentement, avec beaucoup moins de capacité et un temps d’accès plus lent.

Le matériel informatique et le contrôleur du lecteur de disquettes démarrent le moteur du lecteur de disquettes pour faire tourner la disquette. Le disque comporte de nombreuses pistes concentriques de chaque côté. Chaque piste est divisée en segments plus petits appelés secteurs, comme des tranches d’une tarte.

Un deuxième moteur, appelé moteur pas à pas, fait tourner un arbre à vis sans fin (une version miniature de l’engrenage à vis sans fin dans un étau de table) par incréments de minutes qui correspondent à l’espacement entre les chenilles.

Le temps nécessaire pour accéder à la bonne piste est appelé « temps d’accès. »Cette action pas à pas (tours partiels) du moteur pas à pas déplace les têtes de lecture/ écriture comme les mâchoires d’un étau de table. L’électronique du lecteur de disquettes sait combien de pas le moteur doit tourner pour déplacer les têtes de lecture / écriture sur la bonne piste. Les têtes de lecture/écriture s’arrêtent sur la piste. La tête de lecture vérifie l’adresse pré-écrite sur la disquette formatée pour s’assurer qu’elle utilise le bon côté de la disquette et qu’elle est sur la bonne piste. Cette opération est très similaire à la façon dont un tourne-disque passe automatiquement à un certain groove sur un disque vinyle.

Avant que les données du programme ne soient écrites sur la disquette, une bobine d’effacement (sur le même ensemble tête de lecture/ écriture) est activée pour « effacer » un large secteur « table rase » avant d’écrire les données de secteur avec la tête d’écriture. Le secteur effacé est plus large que le secteur écrit — de cette façon, aucun signal provenant de secteurs situés sur des pistes adjacentes n’interférera avec le secteur de la piste en cours d’écriture.

La tête d’écriture sous tension met les données sur la disquette en magnétisant des particules de minute, de fer et de barre-aimant intégrées dans la surface de la disquette, très similaire à la technologie utilisée dans la bande magnétique au dos d’une carte de crédit.Les particules magnétisées ont leurs pôles nord et sud orientés de manière à ce que leur motif puisse être détecté et lu lors d’une opération de lecture ultérieure.

La disquette cesse de tourner. Le lecteur de disquette attend la commande suivante.

Mémoire vive Magnétorésistive

Un nouveau type de stockage magnétique, appelé Mémoire vive magnétorésistive ou MRAM, est en cours de production et stocke les données en bits magnétiques sur la base de l’effet TMR (Tunnel Magneto resistance). Son avantage est la non-volatilité, une faible consommation d’énergie et une bonne robustesse aux chocs.

FONCTIONNEMENT

Contrairement aux technologies de puces RAM classiques, les données MRAM ne sont pas stockées sous forme de charge électrique ou de flux de courant, mais par des éléments de stockage magnétiques. Les éléments sont formés de deux plaques ferromagnétiques, chacune pouvant contenir un champ magnétique séparé par une fine couche isolante. L’une des deux plaques est un aimant permanent réglé sur une polarité particulière le champ de l’autre peut être modifié pour correspondre à celui d’un champ externe pour stocker de la mémoire. Cette configuration est connue sous le nom de vanne de rotation et est la structure la plus simple pour un bit MRAM. Un dispositif de mémoire est construit à partir d’une grille de telles « cellules ».

La méthode de lecture la plus simple est réalisée en mesurant la résistance électrique de la cellule. Une cellule particulière est (typiquement) sélectionnée en alimentant un transistor associé qui commute le courant d’une ligne d’alimentation traversant la cellule vers la masse. En raison de l’effet tunnel magnétique, la résistance électrique de la cellule change en raison de l’orientation des champs dans les deux plaques. En mesurant le courant résultant, la résistance à l’intérieur d’une cellule particulière peut être déterminée, et à partir de là la polarité de la plaque inscriptible. Typiquement, si les deux plaques ont la même polarité, cela signifie « 1 », alors que si les deux plaques sont de polarité opposée, la résistance sera plus élevée et cela signifie « 0 ».