Контрольная работа. Внешняя память Вопросы для размышления

Презентация на тему: Магнитный принцип записи/считывания информации

1 из 13

Презентация на тему:

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Магнитный принцип записи и считывания информации Для долговременного хранения информации, её накопления и передачи из поколения в поколение используются материальные носители информации. Материальная природа носителей информации может быть различной: молекулы ДНК, которые хранят генетическую информацию; бумага, на которой хранятся тексты и изображения; магнитная лента, на которой хранится звуковая информация; фото- и киноплёнки, на которых хранится графическая информация; микросхемы памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере и т.д.

№ слайда 3

Описание слайда:

Запись/считывание информации В процессе записи информации на гибкие и жёсткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожёсткого носителя (большая остаточная намагниченность). В процессе записи информации на магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя. При считывании информации, наоборот, намагниченные участки носителя вызывают в магнитной головке импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.

№ слайда 4

Описание слайда:

Жёсткие магнитные диски Накопитель на жёстких магнитных дисках, НЖМД, жёсткий диск, хард, харддиск, HDD, HMDD или винчестер, (англ. Hard (Magnetic) Disk Drive, HDD, HMDD) - энергонезависимое, перезаписываемое компьютерное запоминающее устройство. Является основным накопителем данных практически во всех современных компьютерах. В отличие от «гибкого» диска (дискеты), информация в НЖМД записывается на жёсткие (алюминиевые или стеклянные) пластины, покрытые слоем ферромагнитного материала, чаще всего двуокиси хрома.

№ слайда 5

Описание слайда:

Характеристики Ёмкость- количество данных, которые могут храниться накопителем. Ёмкость современных устройств достигает 2000 Гб. Физический размер (форм-фактор) (англ. dimension) - почти все современные (2002-2008 гг.) накопители для персональных компьютеров и серверов имеют размер либо 3,5, либо 2,5 дюйма. Время произвольного доступа (англ. random access time) - время, за которое винчестер гарантированно выполнит операцию чтения или записи на любом участке магнитного диска. Скорость вращения шпинделя (англ. spindle speed) - количество оборотов шпинделя в минуту. Надёжность (англ. reliability) - определяется как среднее время наработки на отказ. Количество операций ввода-вывода в секунду - у современных дисков это около 50 оп./сек при произвольном доступе к накопителю и около 100 оп./сек при последовательном доступе.

№ слайда 6

Описание слайда:

Характеристики Потребление энергии - важный фактор для мобильных устройств. Уровень шума - шум, который производит механика накопителя при его работе. Сопротивляемость ударам (англ. G-shock rating) - сопротивляемость накопителя резким скачкам давления или ударам, измеряется в единицах допустимой перегрузки во включённом и выключенном состоянии. Скорость передачи данных (англ. Transfer Rate): Внутренняя зона диска: от 44,2 до 74,5 Мб/с Внешняя зона диска: от 60,0 до 111,4 Мб/с Объём буфера: Буфером называется промежуточная память, предназначенная для сглаживания различий скорости чтения/записи и передачи по интерфейсу.

№ слайда 7

Описание слайда:

Жёсткий диск состоит из следующих основных узлов: корпус из прочного сплава, собственно жесткие диски (пластины) с магнитным покрытием, блок головок с устройством позиционирования, электропривод шпинделя и блок электроники. Устройство позиционирования головок состоит из неподвижной пары сильных, как правило неодимовых, постоянных магнитов и катушки на подвижном блоке головок. Вопреки расхожему мнению, жесткие диски не герметичны. Внутренняя полость жесткого диска сообщается с атмосферой через фильтр, способный задерживать очень мелкие (несколько мкм) частицы. Это необходимо для поддержания постоянного давления внутри диска при колебаниях температуры корпуса.

№ слайда 8

Описание слайда:

Принцип работы: Принцип работы жестких дисков похож на работу магнитофонов. Рабочая поверхность диска движется относительно считывающей головки (например, в виде катушки индуктивности с зазором в магнитопроводе). При подаче переменного электрического тока (при записи) на катушку головки, возникающее переменное магнитное поле из зазора головки воздействует на ферромагнетик поверхности диска и изменяет направление вектора намагниченности доменов в зависимости от величины сигнала. При считывании перемещение доменов у зазора головки приводит к изменению магнитного потока в магнитопроводе головки, что приводит к возникновению переменного электрического сигнала в катушке из-за эффекта электромагнитной индукции.

№ слайда 9

Описание слайда:

Пластиковые дискеты Первые дискеты представляли собой гибкие пластиковые диски диаметром 8 дюймов, покрытые оксидом железа и помещенные в защитную оболочку, к которой с внутренней стороны была приклеена специальная ткань, очищающая поверхность диска при его вращении. Эти давно устаревшие диски были выпущены корпорацией IBM в 1971 году специально для компьютеров с операционной системой System 370. Действительно, цветные квадраты из пластика со стороной 3,5 дюйма (а именно так выглядит большинство современных гибких дисков) на первый взгляд не имеют ничего общего со своим названием, однако следует помнить, что термин этот обозначает предмет, который выпускался много лет назад, а теперь давно уже скрыт от глаз и помещен в пластиковый корпус. Первые дискеты были в виде гибких пластиковых дисков диаметром 8 дюймов

№ слайда 10

Описание слайда:

По мере того как компьютеры становились все более компактными, то же самое происходило и с дисками. Дискета диаметром 5,25 дюйма появилась в 1976 году. Говорят, что ее размеры соответствуют размерам салфеток для коктейля, которыми пользовались разработчики, обсуждавшие детали нового проекта в одном из бостонских баров. Сегодня же наиболее популярными являются дискеты диаметром 3,5 дюйма, выпущенные корпорацией Sony в 1981 году. Несмотря на то что они уже практически не применяются для переноса файлов с одного компьютера на другой, большинство машин по-прежнему оснащено отсеками для размещения этих небольших накопителей. В результате некоторые мудрые (или, наоборот, сумасшедшие) пользователи до сих пор продолжают копировать на дискеты содержимое своих жестких дисков.

Логическое устройство Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

№ слайда 13

Описание слайда:

Принцип работы Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин-1. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

Устройство экстренного уничтожения информации с магнитных носителей 2С-994 «Прибой»

Видимо, уже и ребенку понятно, что в наш новый информационный век огромные капиталы вкладываются не столько в «основные средства производства» (то есть в оборудование, топливо, расходные материалы и прочие вполне вещественные субстанции), сколько в невещественные понятия данных, информации, интеллектуальной собственности и прочей «ерунды». О которой, ввиду ее невещественности, нередко еще судят весьма легкомысленно - особенно по причине широкой распространенности пиратства и «открытости», публичности многих информационных ресурсов. Вместе с тем, объемы и роль «просто информации» в современном мире растут с угрожающей скоростью, а важность и стоимость ее для лиц заинтересованных порой несравнимо выше стоимости субстанций вполне материальных. И развитие вычислительной техники сыграло в этом огромную роль, к настоящему моменту почти полностью вытеснив с рынка неэлектронные источники хранения, обработки и передачи информации. Эти тенденции развития современного мира, с одной стороны, требуют неуклонно повышать качество и надежность электронных систем хранения данных. А с другой - позаботиться о том, чтобы в случае экстренной ситуации ваши драгоценные данные не попали в нежелательные руки. И сегодня в нашем поле зрения оказалось устройство, как раз способствующее последнему положению - то есть уничтожитель информации с магнитных носителей данных, пригодный как для корпоративного, так и для «персонального» использования в том числе, в составе обычного ПК.

Сразу укажем, что рассматриваемое здесь устройство экстренного уничтожения информации с магнитных носителей «Прибой» (2С-994), производимое отечественной компанией « » и рекомендуемое как средство защиты отдельных рабочих мест для работы с информацией, не составляющей государственную тайну, не продается в обычных компьютерных магазинах. Но его там все же можно встретить - в составе «самых обычных» персональных компьютеров (системных блоков) IRBIS компании « », которая и предоставила нам его для испытаний.

Такой компьютер, соответственно, имеет повышенную защищенность и оптимален для госорганов, финансовых структур и просто «хороших людей». :) Устройство экстренного уничтожения информации с жесткого диска предназначено, как вы уже догадались, для экстренного уничтожения информации и вывода из строя установленного в компьютер жесткого диска по инициативе пользователя при попытке несанкционированного доступа. После этого производитель гарантирует, что ни один компьютер не сможет распознать ваш диск, и никто не сможет прочесть/восстановить информацию, хранившуюся на нем. Устройство не оказывает никакого влияния на работу компьютера - как в режиме ожидания, так и в режиме уничтожения. А импульс уничтожает информацию и выводит из строя только данный жесткий диск, не оказывая никакого воздействия на другие компоненты компьютера. Применение устройства возможно независимо от режима работы компьютера, даже если ПК отключен от сети.

Внешний вид и устройство «Прибоя»

Можно только порадоваться чувству юмора создателей «Прибоя», давшего такое игривое название устройству, способному «прибить» жесткий диск на корню - заокеанские коллеги наверняка бы придумали что-то пострашнее типа «терминатора-элиминатора» или, что еще хуже, назвали бы его именем своей жены/подруги/собаки. :)

Поскольку данное устройство является частью компьютеров компании «К-Systems», то говорить о фирменной упаковке и комплекте retail-поставки, очевидно, смысла нет. Поэтому скажем, что сам уничтожитель транспортируется в небольшой картонной коробке с идентифицирующей наклейкой.

Комплектация «Прибоя» включает в себя сам блок уничтожителя, несколько крепежных винтов (для фиксации винчестера в блоке и самого блока в корпусе ПК), краткое описание, комплект из радиоприемника и дистанционного пульта управления (радиопередатчика, 2 шт.), планку на заднюю панель корпуса ПК с необходимыми органами управления, индикации и шнуром питания от сети переменного тока.

Уничтожитель «Прибой» представляет собой тяжелый металлический прямоугольный блок, предназначенный для установки в пятидюймовый отсек системного блока ПК, внутри которого расположена электроника и управляемый электромагнит.

На верхней части корпуса предусмотрено посадочное место для крепления уничтожаемого («прибиваемого») винчестера форм-фактора 3,5 дюйма, причем жесткий диск предполагается устанавливать «вверх ногами», то есть платой наружу и верхней крышкой вниз - почти вплотную к вырезу в металлическом корпусе «Прибоя», который (вырез) закрыт пластиком (см. фото выше).

В таком виде уничтожитель с установленным винчестером занимает по высоте два стандартных пятидюймовых отсека системного блока компьютера (на фото - два нижних отсека),

и благодаря соответствующему расположению боковых крепежных отверстий может быть скрыт спереди обычными передними фальшпанелями отсеков этого корпуса (как будто там ничего и нет;)).

«Передняя» часть корпуса уничтожителя имеет только отверстия для вентиляции, зато задняя часть оснащена двумя «проприетарными» разъемами,

один из которых служит для подвода питания (напрямую от сети переменного тока 220 вольт; «Прибой» не использует никакого питания от компьютера!), а к другому подключаются сигналы управления и индикации. Оба кабеля (питание и сигналы) подводятся к блоку от планки, укрепляемой на задней панели корпуса ПК.

Через нее в корпус вводится сетевой шнур, а на самой планке находится светодиод для индикации текущего состояния устройства и кнопка, нажатием которой можно «прибить» винчестер, то есть уничтожить на нем все данные. Впрочем, лезть «в тыл» корпуса для этого может оказаться и не очень удобно (особенно, если действовать нужно оперативно, а системный блок под столом или в тумбе; кстати, случайного нажатия этой кнопки нужно опасаться и во время прочих действий, например, подключения кабелей сзади). Поэтому для облегчения уничтожения данных в комплекте с «Прибоем» идет радиоблок дистанционного управления, который (по заявлению производителя) способен подать сигнал об уничтожении с расстояния до 100 метров.

Радиоблок состоит из небольшого передатчика, подключаемого внутри корпуса ПК к контактам сигнального разъема уничтожителя и снабженного 15-сантиметровым отрезком провода в качестве антенны, и пульта-передатчика с четырьмя кнопками, которые нужно нажать последовательно для получения нужного эффекта.

Приемник также снабжен служебным светодиодом, мигающим в такт нажатиям кнопок на передатчике (если у последнего исправна батарейка, о чем лучше позаботиться заранее, поскольку здесь применяется не очень широко распространенная 12-вольтовая батарея формата A23 - длиной 28 мм при диаметре 10 мм). Сама плата передатчика использует распространенную микросхему , один транзистор и менее десятка пассивных радиоэлементов.

Корпус уничтожителя, к сожалению, скреплен заклепками, поэтому не разрушающе разобрать его с целью изучения внутренностей нам не удалось. Очевидно, там находится сетевой блок питания, простейшая управляющая электроника и управляемый электромагнит, который выдает мощный размагничивающий импульс на винчестер.

Принцип действия

Принцип действия «Прибоя» достаточно очевиден: если данные на винчестере хранятся в виде намагниченных участков ферромагнитной поверхности, то надо эти участки перемагнитить или размагнитить (сориентировать магнитные домены случайным образом). Необходимо локально воздействовать на диск мощным магнитным импульсом. В технике давно и широко известны устройства размагничивания, и дело осталось только за тем, чтобы адаптировать одно из таких устройств для компьютерных винчестеров и подобрать нужные режимы размагничивания/перемагничивания.

Именно по этому пути и пошел изготовитель «Прибоя» - компания « » (КСУ). Основной и единственный вид деятельности этой компании - разработка и производство различных устройств экстренного уничтожения информации с магнитных носителей (жестких дисков, дискет, стримерных картриджей, аудио и видео кассет):

во время работы с информацией (защита любых типов серверов, в том числе Rackmount 19″) с помощью устройств «Прибой» и «2С-994В» в ручном режиме, и комплекса «Цунами» в автоматическом.
во время транспортировки - кейс «Тень».
во время хранения - информационный сейф «Миг».
при утилизации носителей, содержащих конфиденциальную информацию - утилизатор «2С-994У».

КСУ имеет лицензию ФСБ России на право использования сведений, составляющих государственную тайну, лицензии Гостехкомиссии России, Министерства обороны РФ на деятельность в области разработки и производства средств защиты информации.

Производство устройств уничтожения данных имеет заключение по системе качества ISO-9001.

(Кстати, и производитель компьютеров «К-Системс» также имеет различные лицензии и сертификаты на производство оборудования для оборонных ведомств.)

Авторские права на производимую аппаратуру подтверждены патентами России и Украины. Базовые блоки уничтожения сертифицированы Гостехкомиссией России, Министерством обороны, Военным регистром и Госстандартом России на соответствие единственному документу, регламентирующему на данный момент уничтожение информации с магнитных носителей - Приказу Министерства обороны Российской Федерации №306 от 10 августа 2002 г.

Среди клиентов КСУ можно назвать Сбербанк и Центральный банк России, Министерства обороны и внутренних дел, крупнейшие коммерческие структуры.

Для лучшего понимания происходящих процессов позволим себе привести выдержки из описания производителем принципа работы уничтожителя.

«Отличительной особенностью ферромагнетиков является наличие макроскопических объемов вещества - доменов, в которых магнитные моменты атомов (ионов) ориентированы одинаково. Домены обладают самопроизвольной намагниченностью (магнитными моментами) даже при отсутствии внешнего намагничивающего поля. В ферромагнетике, не подвергавшемся воздействию внешних магнитных полей, магнитные моменты различных доменов обычно взаимно скомпенсированы, и их результирующее магнитное поле близко к нулю. Для ферромагнетиков характерен гистерезис при перемагничивании внешним магнитным полем, то есть запаздывание изменений намагниченности вещества от изменений намагничивающего поля. На рисунке приведена основная характеристика ферромагнетиков - зависимость магнитной индукции В от напряженности Н намагничивающего поля (так называемая петля гистерезиса).

Петля гистерезиса ферромагнетика.

«Под воздействием внешнего магнитного поля происходит ориентация элементарных магнитных полей, создаваемых круговым движением электронов в атомах и молекулах ферромагнетика. В результате увеличиваются размеры магнитных доменов, ориентированных по направлению внешнего поля. После прекращения внешнего воздействия изменения, происшедшие в размерах и ориентации магнитных доменов, частично сохраняются. Появляется остаточная намагниченность вещества - след, оставленный в ферромагнетике внешним воздействием. Именно эту остаточную намагниченность материала носителя регистрируют затем устройства, считывающие записанную информацию.

«Зависимость намагниченности ферромагнетика от изменений внешнего магнитного поля носит нелинейный характер. Величина В s характеризует состояние насыщения материала, при котором возрастание внешнего магнитного поля уже не приводит к изменениям в его доменной структуре, к дальнейшему росту его намагниченности. В этом состоянии магнитные поля всех доменов под воздействием внешнего магнитного поля ориентируются одинаково, и их суммарное магнитное поле достигает максимально возможной величины. Величина Вr характеризует предельное остаточное магнитное поле (намагниченность) материала после прекращения воздействия на него внешнего поля, достаточного для насыщения ферромагнетика.

«Использование зависимости остаточного намагничивания ферромагнитных материалов от величины внешнего намагничивающего поля и лежит в основе процесса записи информации на магнитные носители. Запись информации осуществляется путем последовательного воздействия внешнего магнитного поля, изменяющегося по закону информативного сигнала, на различные участки носителя, выполненного в виде проволоки, ленты или диска, а ее считывание - путем последовательной регистрации остаточного намагничивания этих участков.

«Понимание физики этих процессов позволяет легко представить себе стандартную для различных устройств процедуру «стирания» записанной информации. Обычно стирание осуществляется за счет воздействия на носитель внешнего магнитного поля путем относительного перемещения магнитного носителя и специальной стирающей магнитной головки, на которую подается постоянный ток или ток высокой частоты. В первом случае стирание осуществляется перемагничиванием всех участков носителя информации постоянным магнитным полем, а во втором - путем их перемагничивания переменным магнитным полем. Этот способ уничтожения информации довольно прост, но требует значительного времени, сопоставимого с продолжительностью уничтожаемой записи. Что касается надежности уничтожения информации, то она невысока. Это связано с тем, что обычно штатные стирающие устройства записывающей аппаратуры не обеспечивают требуемый для магнитного насыщения материала носителя уровень внешнего магнитного поля. Как правило, на участках рабочей поверхности носителя остаются микрообласти (магнитные домены малого объема), ориентированные по направлению предшествующего внешнего магнитного воздействия. Остаточное намагничивание этих областей сравнительно невелико и может не регистрироваться штатным устройством. Однако при детальном анализе тонкой структуры магнитного поля, создаваемого исследуемым участком рабочей поверхности носителя, следы предшествующих внешних магнитных воздействий обнаруживаются довольно легко. Эти следы и позволяют при необходимости восстановить уничтоженную процедурой стирания информацию.

«Несколько более высокую надежность уничтожения информации обеспечивает запись новой информации поверх уничтожаемой. Однако и в этом случае первоначальная информация может быть восстановлена специальными методами. В настоящее время в распоряжении специалистов имеется несколько методов восстановления уничтоженной информации, различающихся физическими подходами к регистрации тонкой структуры полей намагниченности носителя информации. Эти методы, применимые как к целому носителю, так и к его отдельным фрагментам, позволяют анализировать записи, уничтоженные в результате многократной перезаписи (до пяти слоев) на этот носитель новой информации.

«Во многих случаях приемлемую надежность уничтожения компьютерной информации обеспечивает переформатирование магнитного носителя информации: дискеты или жесткого диска компьютера. Однако эта операция отнимает довольно много времени, не всегда удобна и тоже не дает гарантии невосстановимости информации. Те же методы исследования тонкой структуры полей намагниченности позволяют специалистам при необходимости восстановить запись, уничтоженную переформатированием. Таким образом, стандартные операции стирания и перезаписи информации в обычной аудио- и видеозаписывающей аппаратуре, а также известные программные способы уничтожения компьютерной информации требуют больших затрат времени и способны обеспечить приемлемую надежность уничтожения информации лишь от такого потенциального «реставратора информации», в распоряжении которого имеется только стандартные средства обработки информации: ПЭВМ, аудио- или видеомагнитофон и т. п.

«В то же время, к качеству уничтожения информации высокого уровня секретности (например, сведений, составляющих государственную тайну) предъявляются особые требования. Для такой информации уже недостаточно обывательских представлений о ее «надежном» стирании. Необходимы вполне определенные гарантии ее уничтожения. Под «гарантированным» уничтожением защищаемой информации обычно понимается невозможность ее восстановления квалифицированными специалистами (экспертами) с применением любых известных способов реставрации. Для уничтожения такой информации приходится прибегать к специально разработанным устройствам или другим, более радикальным по сравнению с уже рассмотренными способам ее уничтожения.

«Большинство известных на сегодня промышленных разработок в области уничтожения информации на магнитных носителях основываются на доведении материала носителя информации до состояния магнитного насыщения. В качестве примера можно указать на производящееся в Японии устройство SR1, предназначенное для быстрого стирания аудиозаписей со стандартных диктофонных микрокассет. По своей конструкции оно представляет собой мощный постоянный магнит, между полюсами которого необходимо вручную протянуть стираемую микрокассету. Следует отметить, что исследований, подтверждающих гарантированное уничтожение этим устройством записанной на микрокассету информации, нам обнаружить не удалось. Однако, совершенно очевидно, что для быстрого уничтожения аналогичными устройствами информации, записанной на крупноразмерных носителях (например, на видеокассете стандарта VHS), потребуются постоянные магниты гораздо больших весов и габаритов. Во многих случаях использование таких магнитов может оказаться неприемлемым даже по соображениям экологии.

«Значительно более перспективным следует признать применение для уничтожения информации кратковременно создаваемого мощного электромагнитного поля, достаточного для магнитного насыщения материала носителя. Такой способ стирания записей за счет намагничивания носителя импульсным магнитным полем определенной величины и ориентации запатентован отечественными специалистами. С использованием этого способа разработан и налажен выпуск различных изделий, предназначенных для быстрого (экстренного) стирания информации, записанной на магнитных носителях различных типов».

И именно этот способ применяется в описываемом здесь устройстве. О серьезности подхода создателей «Прибоя» говорит хотя бы то, что его разработчиками в 2003 году получен российский патент на полезную модель за номером 32628:

В описании к патенту, в частности, говорится, что устройство стирания записи с магнитного носителя информации состоит из блока управления процессом стирания, по меньшей мере, двух контуров формирования магнитного поля и двух датчиков амплитудно-временных параметров магнитного поля. Каждый контур содержит источник питания, ключ, конденсатор, катушку индуктивности, причем катушки индуктивности двух указанных контуров образуют соленоид, внутри которого размещается магнитный носитель информации. Катушки установлены так, что векторы магнитных полей этих контуров параллельны друг другу и перпендикулярны вектору магнитного поля, сформированного при записи на магнитный носитель.

Дополнительно в устройстве могут быть использованы катушки разной формы и взаиморазмещения, охлаждение накопителя с датчиком температуры и диодный мост в каждом из контуров, а угол между векторами магнитного поля контуров для некоторых случаев может быть изменен до прямого (за деталями желающие могут обратиться к первоисточнику - описанию патента).

Так, например, согласно Сертификату соответствия Министерства обороны РФ, устройства серии 2 C-994 соответствуют специальным требованиям, предъявляемым к устройствам уничтожения информации на магнитных носителях с ориентацией вектора магнитной индукции, стирающего магнитного поля продольно плоскости носителя. Между тем, мы хорошо знаем, что в эксплуатацию уже стали поступать жесткие диски с перпендикулярной магнитной записью, где для стирания информации потребуется прилагать иной вектор магнитного поля. Интересно, «Прибой» будет адаптирован и для этих новых дисков с указанием новой специфики применения? Или пользователю самому придется додумывать, что новые диски с перпендикулярной магнитной записью лучше не использовать в качестве «экстренно уничтожаемых» для хранения особо важной информации? ;)

К сожалению, на данный момент нам не удалось проверить, насколько надежно «Прибой» работает с винчестерами, использующими новую перпендикулярную магнитную запись - по причине отсутствия подходящих для этой цели сэмплов. :) Будем надеяться, что сможем это сделать в скором будущем. А пока мы детально испытали «Прибой» на традиционных трехдюймовых винчестерах с продольной магнитной записью.

Испытания

Процесс тестирования уничтожителя занимает считанные секунды. :) Хотя подготовка испытаний и потребовала много времени.

Как вы уже поняли, блок имеет собственно питание от сети 220 вольт (кстати, именно поэтому его настоятельно рекомендуется питать от источника бесперебойного питания, который в случае экстренной ситуации обеспечит достаточно времени для уничтожения ваших данных). При включении в сеть светодиод на выносной планке уничтожителя (расположенной на задней панели корпуса компьютера) начинает мигать красным.

Это означает, что уничтожитель приходит в рабочий режим, который и устанавливается менее чем за минуту, о чем сигнализирует несколько коротких звуковых сигналов и изменение свечения светодиода на постоянный зеленый.

Теперь блок готов к выполнению функций Терминатора вашего жесткого диска. :)

Производить экзекуцию можно как в прямом контакте (нажав кнопку на выносной планке уничтожителя), так и бесконтактно - при помощи радиопультика, действующего, как утверждает производитель, на расстоянии до 100 метров. Для приема радиосигнала служит небольшой пластмассовый блок с 15-сантиметровым проводом-антенной и светодиодом, мигающим при нажатии кнопок на пульте ДУ. Во избежание случайного срабатывания порядок нажатия кнопок для срабатывания уничтожителя нетривиален: сперва следует нажать большую кнопку (при этом блок «Прибой» начинает постоянно пищать), а следом - нажать последовательно три остальные кнопки.

Во время срабатывания уничтожителя раздается один весьма громкий механический удар (вызывающий короткий магнитный импульс), после чего прибор начинает прерывисто пищать и мигать зеленым светодиодом до тех пор, пока его не выключить из сети. Жесткий диск при этом может быть подключен к работающему компьютеру и даже сам работать - компьютер при этом не пострадает (проверено лично), хотя после срабатывания уничтожителя диск начинает бешено щелкать головками, пытаясь отыскать хоть какую-то информацию на пластинах, а операционная система, если она была загружена с этого накопителя и использовала своп-файл на нем, разумеется, повиснет.

В этом файле (100 секунд, 500 Кбайт) записаны звуки работы уничтожителя от момента его включения в сеть, сигнала готовности, импульса-щелчка и до визга убитого винчестера. :)

Итак, что происходит с самим диском? Запускаем, например, программу Victoria (более продвинутый аналог популярной MHDD) и видим, что все то, что нужно было считывать с магнитных пластин, считать уже невозможно, включая имя модели, серийный номер, объем и конфигурацию накопителя (производитель, имя серии и старый номер версии firmware по-прежнему считываются - уже из платы контроллера накопителя).

Накопитель в программе Victoria до уничтожения

Разумеется, нет никакой информации и о существовавших до этого разделах на диске. Более того, информацию на диске (сектора) нельзя прочитать даже такими низкоуровневыми программами как, например, MHDD и Victoria, поскольку они не видят на нем никаких секторов (например, отсутствует адресация LBA и CHS, и, видимо, потеряна вся служебка и даже серворазметка).

Очевидно, диск при этом не виден и в BIOS Setup хост-контроллера (и материнской платы). Применение платы контроллера от такого же точно, но исправного винчестера не спасает.

Понятно, что в нашей тестовой лаборатории мы не обладаем всеми богатыми профессиональными возможностями по восстановлению данных с магнитных носителей. Оптимально было бы, конечно, пойти с уничтоженными винчестерами в специальный «секретный отдел» ФАПСИ (которая теперь и называется иначе) и «по былой дружбе» (в чем нас некоторые до сих пор упорно подозревают;)) попросить проверить, насколько хорошо все стерлось («прибилось»). И выдать на этот счет письменное заключение. :) Однако мы не стали отвлекать столь серьезных спецов нашей ерундой, тем более что подобные испытания и заключения на «Прибой» уже были проведены и получены - самим производителем, см. сертификаты выше. Мы поступили проще - отнесли диски в широко известные частные (коммерческие) отечественные лаборатории по восстановлению данных с жестких дисков (постарались выбрать одни из лучших) и под обычным предлогом (то есть, не посвящая их в наши изыскания) предложили восстановить данные с убиенных винтов. Ответ, думаю, вы уже угадали - им ничегошеньки не удалось сделать! (А с каким матерком они чесали репу по поводу полной нечитаемости служебки и серворазметки при исправной механике и электронике, думаю, вы тоже можете себе представить… :) Просим их простить нас за это. ;))

С одним диском разобрались. А что происходит с предметами, находящимися поблизости во время этого магнитного импульса? Для этого я провел испытания, расположив винчестеры вплотную по бокам уничтожителя, а также прямо под ним - ведь в реальном системном блоке еще один диск может располагаться в трехдюймовом отсеке или мобайл-рэке прямо под «терминатором»…

Проверка показала, что винчестер, расположенный прямо под уничтожителем, совсем не пострадал - информация на нем прочиталась без каких-либо затруднений в обычном проводнике Windows, а побайтовое сравнение содержимого секторов до и после экзекуции над его «верхним» соседом показало полное совпадение записей. Тем более не пострадали диски, размещенные вплотную по бокам устройства уничтожения.

Следующий эксперимент заключался в попытке поджарить «бутерброд» - то есть когда второй диск расположен прямо сверху над основным уничтожаемым. Ведь в реальной системе, например, мобайл-рэк с винчестером может оказаться прямо над уничтожителем в системном блоке.

Проверка показала, что тот диск, который служит «икрой», то есть, положен сверху на первый уничтожаемый, остается в полной сохранности, какой бы стороной (вверх или вниз дном) он не лежал (речь идет о дисках стандартной для этого форм-фактора толщины 25,4 мм).

Более того, еще один эксперимент я провел, расположив уничтожаемый винчестер в «Прибое» не платой вверх (как это требуется), а платой вниз.

После первого магнитного импульса этот диск остался цел и невредим! И информация на нем не пострадала. Однако после повторного «выстрела» магнитным импульсом по работающему (просто вращающемуся) накопителю неожиданно сгорел его контроллер - обуглились злополучный (для серии DiamondMax Plus 9) драйвер Smooth L7250E, а также микросхема-регулятор наплатного преобразователя напряжения.

Возможно, виной тому была московская жара и перегрев и без того разгоряченных корпусов этих двух микросхем. Впрочем, замена контроллера у этого диска аналогичным исправным показала, что информация на диске опять оказалась цела! Импульс был повторен и на восстановленном винчестере (с новым контроллером, уже охлажденным). И контроллер снова сгорел (на этот раз обуглился и задымился только Smooth)! Впрочем, очередная замена контроллера исправным показала, что и на этот раз информация на диске не уничтожена! Наконец, диск был перевернут вверх дном (как и положено для уничтожения) и импульс повторен (снова при вращающемся винчестере): на сей раз, все встало на свои места - информация на диске была благополучно уничтожена, а контроллер не пострадал и был успешно возвращен на исправный диск, с которого был снят для экспериментов. Таким образом, для правильной работы (а также пожаробезопасности и целостности электроники винчестера) диск с уничтожаемой информацией обязательно надо располагать на «Прибое» вверх контроллером, как показано в начале статьи. А винчестеру, случайно расположенному над уничтожаемым, в принципе, практически ничего не грозит, и информация на нем при магнитном импульсе с «Прибоя» пострадать не должна.

Честно говоря, в связи с последним экспериментом может возникнуть вопрос, насколько надежно будет уничтожаться информация на современных винчестерах, насчитывающих, скажем, 4-5 магнитных пластин, часть из которых гораздо ближе к контроллеру, чем к верхней крыше диска? Видимо, на ближних к «Прибою» блинах будет все ОК, но на дальних-то пластинах мощность магнитного импульса будет заметно ниже, и они могут пострадать меньше. К сожалению, проверить это положение, пустив «под нож» дорогие 400-500-гигабайтные монстры, а потом, попытавшись прочесть отдельно «дальние» пластины, у меня не было возможности (эксперимент на многопластинных дисках прошлого века, маломерных по нынешним временам, думаю, в данном случае лишен актуальности).

Разумеется, магнитный импульс «Прибоя» может действовать не только на винчестеры, но и на другие магнитные носители. Так, если вместо винчестера положить обычную флоппи-дискету, то и на ней ничего не останется. :) Что и было тут же проверено. Причем, если дискеты находятся сверху, снизу или сбоку уничтожителя (см. фото),

то с информацией на них ничего не происходит (что еще раз подтверждает «ближнедействие» магнитного поля уничтожителя). Кстати, в отличие от винчестера, дискету после такого полного стирания легко заново отформатировать (например, под DOS). Мне даже удалось таким образом восстановить несколько нерабочих прежде дискет. ;)

Заключение

Итак, испытания подтверждают, что патентованное устройство экстренного уничтожения информации с магнитных носителей «Прибой» (2С-994), произведенное отечественными умельцами и используемое в отечественных персональных компьютерах IRBIS компании «К-Системс» (и, видимо, некоторых других), справляется со своими обязанностями и «прибивает» информацию на жестком диске до уровня полной нечитаемости. Устройство имеет достаточно продуманную и удобную функциональность с собственным электропитанием (хотя встроенный аккумулятор оказался бы не лишним) и возможностью как контактного, так и дистанционного (до 100 м) экстренного удаления данных. Видимо, некоторые мелкие моменты можно было бы и доработать (например, сделать не столь легко доступной механическую кнопку уничтожения на задней панели, добавить аккумулятор, уменьшить габариты и пр.). И даже подумать над улучшениями (например, особо важные данные все чаще хранят на массивах RAID 1, а один «Прибой» пока не сможет уничтожить оба диска одновременно). Но в целом устройства данного класса могут оказаться весьма полезными в ряде случаев и прибавят привлекательности персональным компьютерам, предназначенным для работы с информацией, составляющей определенную тайну.

Благодарим компанию « » за предоставленный для испытаний уничтожитель «Прибой» и лично Сергея Давыдова (Maxtor) за предоставленные для уничтожения жесткие диски:)

Внешняя (долговременная) память

Основной функцией внешней памяти компьютера является способность долговременно хранить большой объем информации (программы, документы, аудио- и видеоклипы и пр.). Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем , или дисководом , а хранится информация на носителях (например, дискетах).

Магнитный принцип записи и считывания информации. В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положено намагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явлении электромагнитной индукции.

В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнито-мягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя.

В отсутствие сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет и десятилетий).

При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.

Гибкие магнитные диски. Гибкие магнитные диски помещаются в пластмассовый корпус. Такой носитель информации называется дискетой. В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.

При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об. /мин).

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Жесткие магнитные диски. Жесткий магнитный диск представляет собой несколько десятков дисков, размещенных на одной оси, заключенных в металлический корпус и вращающихся с большой угловой скоростью (рис. 4.6).

За счет гораздо большего количества дорожек на каждой стороне дисков и большого количества дисков информационная емкость жесткого диска может в сотни тысяч раз превышать информационную емкость дискеты и достигать 150 Гбайт. Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика (может достигать 133 Мбайт/с) за счет быстрого вращения дисков (до 7200 об./мин).

Рис. 4.6. Жесткий магнитный диск

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Оптический принцип записи и считывания информации. В лазерных дисководах CD-ROM и DVD-ROM используется оптический принцип записи и считывания информации.

В процессе записи информации на лазерные диски для создания участков поверхности с различными коэффициентами отражения применяются различные технологии: от простой штамповки до изменения отражающей способности участков поверхности диска с помощью мощного лазера. Информация на лазерном диске записывается на одну спиралевидную дорожку (как на грампластинке), содержащую чередующиеся участки с различной отражающей способностью.

При соблюдении правил хранения (в футлярах в вертикальном положении) и эксплуатации (без нанесения царапин и загрязнений) оптические носители могут сохранять информацию в течение десятков лет.

В процессе считывания информации с лазерных дисков луч лазера, установленного в дисководе, падает на поверхность вращающегося диска и отражается. Так как поверхность лазерного диска имеет участки с различными коэффициентами отражения, то отраженный луч также меняет свою интенсивность (логические 0 или 1). Затем отраженные световые импульсы преобразуются с помощью фотоэлементов в электрические импульсы и по магистрали передаются в оперативную память.

Лазерные дисководы и диски. Лазерные дисководы (CD-ROM и DVD-ROM - рис. 4.7) используют оптический принцип чтения информации.

На лазерных CD-ROM (CD - Compact Disk, компакт-диск) и DVD-ROM (DVD - Digital Video Disk, цифровой видеодиск) дисках хранится информация, которая была записана на них в процессе изготовления. Запись на них новой информации невозможна, что отражено во второй части их названий: ROM (Read Only Memory - только чтение). Производятся такие диски путем штамповки и имеют серебристый цвет.

Информационная емкость CD-ROM диска может достигать 650 Мбайт, а скорость считывания информации в CD-ROM-накопителе зависит от скорости вращения диска. Первые CD-ROM-накопители были односкоростными и обеспечивали скорость считывания информации 150 Кбайт/с. В настоящее время широкое распространение получили 52-скоростные CD-ROM-накопители, которые обеспечивают в 52 раза большую скорость считывания информации (до 7,8 Мбайт/с).

DVD-диски имеют гораздо большую информационную емкость (до 17 Гбайт) по сравнению CD-дисками. Во-первых, используются лазеры с меньшей длиной волны, что позволяет размещать оптические дорожки более плотно. Во-вторых, информация на DVD-дисках может быть записана на двух сторонах, причем в два слоя на одной стороне.

Рис. 4.7. CD-ROM и DVD-ROM

Первое поколение DVD-ROM-накопителей обеспечивало скорость считывания информации примерно 1,3 Мбайт/с. В настоящее время 16-скоростные DVD-ROM-дисководы достигают скорости считывания до 21 Мбайт/с.

Существуют CD-R и DVD-R-диски (R - recordable, записываемый), которые имеют золотистый цвет. Информация на такие диски может быть записана, но только один раз. На дисках CD-RW и DVD-RW (RW - ReWntable, перезаписываемый), которые имеют "платиновый" оттенок, информация может быть записана многократно.

Для записи и перезаписи на диски используются специальные CD-RW и DVD-RW-дисководы, которые обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска. Такие дисководы позволяют записывать и считывать информацию с дисков с различной скоростью. Например, маркировка CD-RW-дисковода "40x12x48" означает, что запись CD-R-дисков производится на 40-кратной скорости, запись CD-RW-дисков - на 12-кратной, а чтение - на 48-кратной скорости.

Flash-память. Flash-память - это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Карты flash-памяти (рис. 1.8) не имеют в своем составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах (портативных компьютерах, цифровых камерах и др.).

Рис. 4.8. Карты flash-памяти

Flash-память представляет собой микросхему, помещенную в миниатюрный плоский корпус. Для считывания или записи информации карта памяти вставляется в специальные накопители, встроенные в мобильные устройства или подключаемые к компьютеру через USB-порт. Информационная емкость карт памяти может достигать 512 Мбайт.

К недостаткам flash-памяти следует отнести то, что не существует единого стандарта и различные производители изготавливают несовместимые друг с другом по размерам и электрическим параметрам карты памяти.

Вопросы для размышления

1. Каковы основные правила хранения и эксплуатации различных типов носителей информации?

Практические задания

4.4. Составить сравнительную таблицу основных параметров устройств хранения информации (емкость, скорость обмена, надежность хранения информации, цена хранения одного мегабайта).

В XIX веке была изобретена магнитная запись. Первоначально она использовалась только для хранения звука.

На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. На одну катушку с магнитной лентой помещалось приблизительно 500 Кб информации.

С начала 1960-х годов появляются магнитные диски: алюминиевые или пластмассовые диски, покрытые тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам.

Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем информации или дисководом. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в дисковод компьютера (традиционно называются винчестерами).

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положенонамагничивание ферромагнетиков в магнитном поле , хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явленииэлектромагнитной индукции .

В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя. При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.

Гибкие магнитные диски

Персональные компьютеры до недавнего времени комплектовались накопителем на гибких магнитных дисках (НГМД), который в прайс-листах называется FDD – Floppy Disk Drive (дисковод для флоппи-дисков). Сами флоппи-диски называют дискетами. Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма (89 мм) вмещает 1,44 Мб информации.

Сам 3.5-дюймовый гибкий диск с нанесенным на него магнитным слоем заключен в жесткий пластмассовый конверт, который предохраняет дискету от механических повреждений и пыли.

Для доступа магнитных головок чтения-записи к дискете в ее пластмассовом корпусе имеется прорезь, которая закрывается металлической задвижкой. Задвижка автоматически отодвигается при установке дискеты в дисковод.

В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает ее с постоянной угловой скоростью. При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска (трек), на которую и производится запись или с которой производится считывание информации.

О бе стороны дискеты покрыты магнитным слоем и на каждой стороне имеется по 80 концентрических дорожек (треков) для записи данных. Каждая дорожка разбита на 18 секторов, и в каждый сектор можно записать блок данных размером 512 байт .

При выполнении операций чтения или записи дискета вращается в дисководе, а головки чтения-записи устанавливаются на нужную дорожку и получают доступ к указанному сектору.

Скорость записи и считывания информации составляет около 50 Кбайт/с. Дискета вращается в дисководе со скоростью 360 оборотов/мин.

Гибкие диски в настоящее время выходят из употребления.

Жесткие магнитные диски

Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) или, как его чаще называют, винчестер или жесткий диск (Hard Disk ), является основным местом хранения данных в персональном компьютере. В прайс-листах винчестеры указываются как НDD - Hard Disk Drive (Дисковод жесткого диска).

Происхождение названия «винчестер» имеет две версии. Согласно первой, фирма IВM разработала накопитель на жестком диске, на каждой из сторон которого умещалось по 30 Мбайт информации, и который имел кодовое название 3030. Легенда гласит, что винтовка типа «Винчестер 3030» завоевала Запад. Такие же намерения были и у разработчиков устройства.

По другой версии, название устройства произошло от названия города Винчестер в Англии, где в лаборатории IBM была разработана технология изготовления плавающей головки для жестких дисков. Изготовленная по этой технологии головка чтения-записи благодаря своим аэродинамическим свойствам как бы плывет в потоке воздуха, который образуется при быстром вращении диска.

Винчестер представляет собой один или несколько жестких (алюминиевых, керамических или стеклянных) дисков, размещенных на одной оси, покрытых магнитным материалом, которые вместе с головками чтения-записи, электроникой и всей механикой, необходимой для вращения дисков и позиционирования головок заключены в неразборный герметичный корпус.

Укрепленные на шпинделе электродвигателя, диски вращаются с высокой скоростью (7 200 оборотов в минуту), а информация читается/записывается магнитными головками, количество которых соответствует числу поверхностей, используемых для хранения информации.

Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика – может достигать 300 Мбайт/с.

Ёмкость современных жёстких дисков (на ноябрь 2010 г.) достигает 3 000 ГБ (3 Терабайт).

Существуют переносные винчестеры – они устанавливаются не внутри системного блока, а подключаются к компьютеру через параллельный порт или через порт USB.

Пластиковые карты

В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.

В настоящее время распространены три типа накопителей с магнитной записью информации: на жестких (несъемных) магнитных дисках (НЖМД или " винчестеры "), на гибких магнитных дисках (НГМД или флоппи-дисководы) и на магнитной ленте (НМЛ или стримеры ).

НЖМД содержит один или несколько жестких алюминиевых или стеклянных дисков, покрытых слоем ферромагнитного материала, которые смонтированы на оси-шпинделе. Считывающие головки в рабочем режиме не касаются поверхности пластин благодаря тонкой прослойке воздуха (доли микрон), образуемой при быстром вращении дисков. Скорость вращения современных винчестеров составляет 5400-15000 об/мин. Информация записывается на диск в результате изменения ориентации магнитных доменов на участке поверхности диска под записывающей головкой. Для кодирования информации в первых винчестерах использовался метод MFM 13 . В этом случае "1" переводится в комбинацию "01", а "0" - в комбинацию "10", если следует за битом "0", или в "00", если следует за битом "1", что обеспечивает не более трех нулей подряд. При записи этой последовательности на диск логическая "1" кодируется сменой намагниченности на соответствующем участке, а логический "0" - отсутствием смены (рис. 16.3). Это означает, что один переход намагниченности соответствует 1-3 битам.

Рис. 16.3. Схема кодирования MFM

Впоследствии стала использоваться схема кодирования RLL 14 . Алгоритмы RLL обеспечивают такую закодированную последовательность, что длина поля записи (количество бит между переходами от "0" к "1" или от "1" к "0") ограничена определенным диапазоном . Параметры d и k задаются модификацией алгоритма (обозначается RLL d,k). Для винчестеров использовался RLL 2,7: 8 бит данных перекодируются в 16 так, чтобы в последовательности встречалось не менее двух и не более семи нулей. Затем был внедрен RLL 3,9 (Advanced RLL ) и т.п. Большинство современных накопителей используют ту или иную модификацию RLL .

Поверхность магнитного носителя в ее первозданном виде - это всего лишь магнитное покрытие, которое не готово к работе. Структура диска, включающая в себя дорожки (концентрические полоски, но которые разделена каждая сторона пластины), цилиндры (дорожки на обеих сторонах пластины, расположенные на окружностях с одинаковым радиусом) и сектора (участки дорожки, представляющие собой наименьший размер порции данных, которая может быть изменена в результате перезаписи), формируется при физическом (низкоуровневом) форматировании. В ходе этой операции контроллер накопителя записывает на носитель служебную информацию: байты синхронизации, указывающие на начало каждого сектора, идентификационные заголовки, состоящие из номеров головки, сектора и цилиндра, байты контрольной суммы CRC (Cyclic Redundancy Check ) и коды обнаружения ошибок ECC (Error Correction Code); при этом происходит также маркировка дефектных секторов для исключения обращения к ним в процессе эксплуатации диска.

Все современные винчестеры поддерживают технологию SMART (Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology), которая предполагает выполнение внутренней диагностики винчестера , определяющей состояние двигателя, магнитных головок, рабочих поверхностей носителя и контроллера.

Определенный интерес представляют также накопители со сменным носителем: НГМД и НМЛ (последние реже используются в настольных системах).

Обычно дискета (floppy disk ) представляет собой гибкую пластиковую пластину, покрытую ферромагнитным слоем. Эта пластина помещается в гибкую или жесткую оболочку, защищающую магнитный слой от физических повреждений. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства - дисковода (флоппи-дисковода). Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения.

Первая дискета диаметром в 200 мм (8 дюймов) с соответствующим дисководом была представлена фирмой IBM в 1971. В первых моделях IBM PC использовались дискеты диаметром 133 мм (5 дюйма). В 1982 году фирма Sony представила дискеты диаметром 90 мм (3 дюйма) и дисководы для них. Широкое распространение этот тип дискет получил в 1984 году, когда Apple использовала новый формат для компьютеров Macintosh. Фирма IBM приняла решение использовать 3,5-дюймовые дисководы только в 1987 году в компьютерах серии PS/2. Наиболее популярные форматы дискет представлены в табл. 16.3. При записи на дискету используется кодирование MFM .

Внутренние дисководы подключаются при помощи интерфейса SA-400, разработанного в начале 1970-х годов компанией Shugart Associates. Интерфейс относится к категории интерфейсов на уровне устройства, т.к. содержит сигналы, характерные для функций устройства (Motor On - включить мотор, Index - проход индексной метки, Side 1 Select - выбор головки и т.п.) Интерфейс обеспечивает скорость порядка 300 Кбит/с.