Įtaisai informacijai saugoti
Duomenys yra saugomi įvairiuose kaupikliuose: diskuose ir diskeliuose, pastoviosiose ir laikinosiose atmintinėse. Kompiuterio operacinė sistema, visos darbinės programos, tarpiniai ir galutiniai darbo rezultatai dažniausiai saugomi diskiniuose kaupikliuose. Nedideli kiekiai duomenų, kuriuos norime perkelti iš vieno kompiuterio į kitą arba saugoti kaip atsarginę kopiją, įrašomi į 1,44 MB talpos diskelius. Daugumoje kompiuterių dar yra CD-ROM kaupikliai (Compact Disk – Read-Only Memory), į kuriuos galima įdėti ir išimti diskus su tik skaitomais duomenimis ir programomis. Palaipsniui šiuos diskus turėtų pakeisti talpesni DVD (Digital Versalile Disk) diskai. Kai reikia pernešti didelius duomenų kiekius, naudojami diskai su įrašymo ir skaitymo galimybe: MO (magnetiniai-optiniai), CD-RW (Read-Write) ir kt. Informacijos archyvams saugoti dar naudojami kaupikliai su magnetine juosta.
Kaupikliai pagal informacijos įrašymo ir skaitymo technologiją skirstomi į magnetinius, optinius ir magnetinius-optinius. Į magnetinių kaupiklių laikmenas informacija (1 arba 0) įrašoma permagnetinant laikmenos paviršių dengiančios feromagnetinės medžiagos mikrosritis. Į optinių kaupiklių laikmenas informacija įrašoma mechaniškai arba lazerio spinduliu pakeičiant laikmenos paviršiaus mikrosričių šviesos atspindžio koeficientą, o į magnetinių-optinių kaupiklių laikmenas – lazerio spinduliu ir magnetiniu lauku pakeičiant laikmenos mikrosričių įmagnetinimo kryptį ir šviesos poliarizacines savybes.
Magnetiniai kaupikliai skaito informaciją matuodami laikmenos mikrosričių įmagnetinimo kryptį, optiniai kaupikliui – atsispindėjusio nuo laikmenos mikrosričių lazerio spindulio intensyvumą, o magnetiniai optiniai kaupikliai – atsispindėjusios šviesos poliarizaciją. Informacija įrašoma į vieną arba į abi laikmenos puses, kai kada net į kelis jos sluoksnius (pvz., DVD).
Dauguma kaupiklių turi laikmenos sukimo mechanizmą, galvute, informacijai skaityti ir rašyti, labai tikslų galvutės perstūmimo (pozicionavimo) mechanizmą ir elektroninį valdiklį kaupiklio ir kompiuterio darbui suderinti.
Diskuose duomenys įrašomi į apskritiminius takelius, kurie yra suskirstyti į sektorius. Nuo laikmenos spindulio ir informacijos įrašymo tankio priklauso, kiek bus takelių ir sektorių, koks bus sektorių dydis. Pavyzdžiui, 1,44 MB talpos diskelio vienoje pusėje yra 80 takeliu, sudarytų iš 18 sektorių. Kiekvieno sektoriaus takelyje telpa 512 baitų informacijos. Kai laikmeną sudaro keli diskai, pavyzdžiui, diskiniame kaupiklyje, vietoj takelių skaičiaus nurodomas cilindrų skaičius.
Cilindrą sudaro tie palys visų laikmenos diskų takeliai.
Nauja laikmena prieš rašant į ją informaciją yra formuojama. Formuojant laikmeną joje pažymimi takeliai (cilindrai) ir sektoriai bei įrašomi tarnybiniai duomenys (pvz., takelių ir sektorių adresai). Anksčiau kiekvienas vartotojas naują 3,5 colio skersmens diskelį turėdavo suformuoti savo kompiuteryje esančia programa, dabar diskeliai parduodam jau parengti rašyti duomenis.
Informacija į laikmeną rašoma vienodais fragmentais, kuriuos sudarančių sektorių skaičius priklauso nuo kaupiklio tipo. Fragmentų įrašymo laikmenoje vietos (adresai) nurodomos specialioje lentelėje (FAK – File Allocation Table). Skaitant informaciją, pirmiausia lentelėje randamas fragmento adreso kodas, paskui jis iššifruojamas ir paverčiamas signalais, kurie valdo informacijos rašymo ir skaitymo įrangą.
Informacijos rašymo ir skaitymo galvutės pritvirtintos prie laikiklių, su kuriais jos juda disko centro
link ir atgal. Gavęs duomenis apie tai, kur įrašyti arba skaityti informaciją, perstūmimo įtaisas nustumia galvutes ties nurodytu takeliu (cilindru). Informacijos rašymo ar skaitymo sparta yra tiesiog proporcinga diskų sukimo greičiui, informacijos įrašymo tankiui ir galvučių perstūmimo įtaiso veikimo spartai.
Kaupiklio gebėjimas sparčiai rasti reikiamą informaciją apibrėžiamas vidutine informacijos paieškos ir perdavimo trukme – kreipimosi trukme (Average Access Time), o našumas (Transfer Rate) – informacijos perdavimo sparta (KB arba MB per sekundę). Populiariųjų 3,5 colio skersmens 1,44 MB talpos diskelių kaupiklis veikia labai lėtai. Jo kreipimosi trukmė yra 100 – 500 ms, o informacijos perdavimo sparta – tik apie 30 KB/s. Įtaisas išliko beveik visuose kompiuteriuose, nes yra pigus ir patogus, kai reikia nedidelius informacijos kiekius pernešti iš vieno kompiuterio į kitą. Diskelis į kaupiklį įstumiamas pro plyšį, o išimamas paspaudžiant kaupiklio mygtuką. Įdedant diskelį reikia žiūrėti, kad jis būtų įdedamas tinkama puse. Išimti diskelį galima tik užgesus kaupiklio indikatoriui. Jeigu norite apsaugoti diskelį, kad į jį nebūtų įrašyta informacija, diskelio kampe esančiu skląsteliu uždarykite blokatoriaus skylutę. Diskelius reikia saugoti nuo dulkių, aukštų temperatūrų, elektromagnetinių laukų, neliesti jų darbinio paviršiaus.
Stacionarių kaupiklių diskuose duomenys įrašomi daug tankiau, diskai sukami daug greičiau (5000 – 10000 apsukų per minutę), todėl informacijos perdavimo sparta siekia dešimtis MB/s. Diskinio kaupiklio laikmeną sudaro keli diskai. Labai tankiai duomenis įrašyti ir perskaityti gali tik labai arti diskelio paviršiaus esančios bei labai tiksliai valdomos rašymo ir skaitymo galvutės. Diskiniame kaupiklyje galvutes nuo diskelio paviršiaus skiria tik besisukančių diskų sukuriama oro pagalvė. Patekusi į šį tarpą net mažiausia dulkelė sužalotų disko paviršių, todėl kaupiklis yra hermetiškas ir pripildytas labai švarių dujų. Diskinį kaupiklį, ypač dirbantį, reikia saugoti nuo sutrenkimų ir vibracijų.
CD kaupiklių laikmenoje telpa apie 600 MB, o DVD – nuo 3 iki 17 GB informacijos. CD-ROM ir DVD-ROM kaupikliai gali tik perskaityti optiniame diske įrašytą informaciją. CD-R ir DVD-R kaupikliai gali daug kartų skaityti optiniame diske įrašytą informaciją ir vieną kartą duomenis įrašyti į CD-R arba DVD-R diskelį. CD-RW ir DVD-RW įtaisai skaito optinių diskų informaciją ir gali daug kartų perrašyti CD-RW ir DVD-RW diskų duomenis.
CD (DVD)-ROM diskuose saugoma programinė įranga, enciklopedijos, žaidimai ar kitokia nekeičiama informacija. Juos gaminant pirmiausia parengiama matrica. Pavyzdžiui, į CD-ROM disko matricą informacija įrašoma spirale, pradedant nuo disko centro ir kas 1,6 mm padarant 0,15 mm gylio bei 0,6 mm pločio duobutes. Duobučių ilgis būna nuo 1 iki 3 mm. Į darbinį diską informacija įspaudžiama presuojant matricą, todėl jame vietoj duobučių yra kauburėliai. Skaitant diską atsispindėjusio lazerio spindulio intensyvumas sumažėja apšvietus kauburėlio kraštą. Intensyvumo pokytis atitinka įrašytą vienetą, į DVD-ROM diskus informacija rašoma tankiau ir skaitoma trumpesnės bangos lazerio spinduliu.
CD (DVD)-R diskai yra nebrangūs, duomenys juose saugomi labai patikimai. Į tuščius diskus informacija įrašoma negrįžtamai lazerio spinduliu pradeginant veidrodinį disko sluoksnį dengiančius dažus, o skaitoma taip pat, kaip iš ROM tipo diskų. CD (DVD)-RW diskai naudojami informacijai laikinai saugoti ir perrašyti. Juose esančią informaciją galima keisti lazerio spinduliu laikinai pakeitus kristalinę disko paviršiaus mikrosrities būseną (atspindinčią lazerio spindulį) į amorfinę (sugeriančią lazerio spindulį) ir atvirkščiai. Informacija skaitoma matuojant atsispindėjusio lazerio spindulio intensyvumo pokyčius. Magnetinių-optinių (CD-MO) kaupiklių diskuose yra temperatūrai jautrių, tam tikra kryptimi įmagnetintų oksidų sluoksnis. Informacija įrašoma įkaitinant lazerio spinduliu disko mikrosritis iki Kiuri taško ir stipriu magnetiniu lauku pakeičiant dalelių įmagnetinimo kryptį. Dalelių įmagnetinimo kryptis ir poliarizacinės mikrosrities savybės parodo, kas buvo įrašyta – vienetas ar nulis. Įrašyta informacija skaitoma optiniu imtuvu, analizuojančiu atsispindėjusio lazerio spindulio poliarizaciją.
Be diskinių kaupiklių, kurių trūkumas yra judančios dalys, plačiai naudojamos puslaidininkinės pastoviosios atmintinės. Kiekvieno kompiuterio pagrindinėje plokštėje ir daugelyje papildomų plokščių yra mikroschemų (lustų), kuriose saugomi pradinei kompiuterio įkrovai (automatiškai atliekamiems veiksmams įjungus kompiuterį) reikalingi duomenys.
Pastoviosios atmintinės, į kurias informacija įrašoma jas gaminant, žymimos angliška santrumpa ROM (Read-Only-Memory). Jose esančios informacijos negalima pakeisti. Atmintinės, į kurias informaciją galima įrašyti ir perrašyti elektriniais signalais, žymimos EPROM (Electrically Programmable ROM). Patogiausios yra tos pastoviosios atmintinės, kuriose esančią informaciją galima perrašyti kompiuterio signalais. Tokiose atmintinėse gali tilpti šimtai ir tūkstančiai megabaitų duomenų, jos yra spartesnės ir ekonomiškesnės už diskinius kaupiklius, todėl, nežiūrint didesnės kainos, jos dažnai naudojamos kišeniniuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose, fotoaparatuose.
