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磁帶怎樣儲存數字數據

發布時間: 2023-04-19 12:48:40

1. 磁帶,磁碟運用什麼物質儲存數據

硬碟的存儲原理和錄音磁帶、磁卡等等非常類似,使用磁性介質來保存數據。以錄音磁帶為例,磁帶表面有一層特殊的顆粒狀磁性物質,在錄制聲音(寫入數據)時,磁頭會產生相應的磁場,途經磁頭部分的磁帶上的磁性物質(磁粉)會被磁化,迅攜磁化後的磁粉會帶有與磁頭相同的極性和一定的磁場強度。當需要播放聲音(讀取數據)時,磁帶勻速經過放音磁頭,磁頭就像一個小的發電機,當磁粉從磁頭上經過時磁頭內線圈的磁通量會發生變化,因此線圈會感應出電流,感應電流的強度和方向與磁粉的磁極和磁場強度有關,這樣就把信號重新還原出來了。數據被保存在磁帶中後,除非人為的消磁,否則能夠保存很久很久不會丟失。硬碟的工作原理枝逗與錄音磁帶類似,但要比錄音磁帶復雜的多。它的磁性物質分布在一個硬質圓盤(硬磁碟)上,工作時這個磁碟會在主軸電機的驅動下高速旋轉,而磁頭則被固定在磁頭臂上,懸浮在磁碟表面(磁頭與磁碟之間的距離非常非常近,有些硬碟的磁頭距離不足1μm,比一個酵母菌還要小,作為對比,成年人的一根頭發絲直徑大約為70μm。硬碟磁頭一旦與磁碟接觸,就會將磁碟刮傷而產生無法修復的物理壞道,這就是為什麼機械硬碟非常害怕震動),工作時磁頭臂在音圈電機的控制下移動,從而帶動磁頭移動,來讀取磁碟表面不同區域的數據。下圖為機械硬碟的拆解圖(機械硬碟內是無塵超凈空間,千萬不要在普通的空氣中打開,否則拆開就意味著硬碟報廢)。目前市場上除了機械硬碟之外,還有一種固態硬碟(SSD)。固態硬碟嚴格來說並不屬於硬碟,因為它裡面根本沒有磁碟,只是由於它畝搭伏一般用來代替機械硬碟,所以很多時候都將它視為硬碟的一種了。固態硬碟的存儲原理與U盤、SD卡等存儲設備類似,是利用某些元件的特殊電容來存儲電荷,進而保存數據。

2. 運用於電子計算機的磁帶存儲器的工作原理是什麼

磁帶的工作原理如同錄音帶、錄像帶一樣。磁帶存儲器由磁帶機和磁帶兩部分組成。磁帶分為開盤式磁帶和盒式磁帶兩種,前者多用於大中型機,後者多用於微型機。
磁帶機對於普通用戶可能顯得有些遙遠,但對於UNIX系統來說,磁帶機是伴隨UNIX伺服器成長的重要設備。在磁碟容量還以MB計算的年代,磁帶機就已經發展到GB級的容量(單盤磁帶)。與磁碟設備相比,磁帶存儲器更多地被應用在備份領域中,這是與其獨特的技術特徵分不開的。磁帶設備是線性存儲產品,不利於高速存取,但因悔橋其單位存儲成本低、容量擴展靈活方便、介質尺寸小以及可靠性高且宜於保存等優點,吸引了大量對數據備份有迫切要求的用戶。互聯網的發展使磁帶記錄功能重新煥發了「青春」掘前物,而各種磁帶判液記錄規格的齊頭並進也顯示了其良好的發展勢頭和應用的多元化。

3. 錄音磁帶能否存儲數據

你可以用單片機實現。
先找磁帶的相關原理資料。
然後了解USB通信編程實現,但是USB協議比較復雜,建議買個USB晶元如CH375。
然後加個小單片機。
從磁帶讀數據到電腦:利用ADC晶元,將磁帶機的電信號轉換成數字信號通過單片機的USB轉換送入電腦當中。
從電腦寫數據到磁帶:用DAC晶元,將電腦的數字信號通過單片機轉換成電信號,然後再經磁帶機送入磁帶。
軟體一寫燒錄進去一個自製USB磁帶機就OK啦!
不過這個東西速度我可以跟你說—談襲—那速度可以說慢不死你。
我玩過一台古董袖珍電腦,用磁帶作外存的,一段100行的乎迅BASIC要讀幾十秒吧,100行也就2KB的樣子吧。歲侍此
容量真不敢恭維,一盤90分鍾的磁帶大概能存20首歌的樣子,按高保真算吧,也就100M左右。

4. 如何把數字信號錄在磁帶上

您好,視頻採集卡將模擬信號轉換成數字信號,然後傳至板卡自帶的臨時存儲器中,再由卡咐冊野上自帶視頻姿悄壓縮晶元執行壓縮演算法,計算機的CPU基本不參與視頻的壓衡喊縮處理,所以對計算機的配置要求並不高。視頻採集卡,有內置和外置兩種,內置需要安裝在主板上,外置直接插上USB介面上,所以比較方便。如同磁碟記錄數據的原理,在電流影響下讓磁體發生n或者s的磁偏轉,代表記錄的數字信號0或者1。謝謝。

5. 磁帶存儲器的記錄方式

形成不同寫入電流波形的方式,稱為記錄方式。記錄方式是一種編碼方式,它按某種規律將一串二進制數字信息變換成磁層中相應的磁化元狀態,用讀寫控制電路實現這種轉換。在磁表面存儲器中,由於寫入電流的幅度、相位、頻率變化不同,從而形成了不同的記錄方式。常用記錄方式可分為不歸零制(NRZ),調相制(PM),調頻制(FM)幾大類。這些記錄方式中代碼0或1的寫入電流波形。 (NRZ):
不歸零制(NRZ0)其特點是磁頭線圈中始終有電流,不是正向電流(代表1)就是反向電流(代表0),因此不歸零制記錄方式的抗干擾性能較好。就翻不歸零制(NRZ1)與NRZ0制的相同處:磁頭線圈中始終有電吵燃流通過。不同處:記錄0時電流方向不變,只有遇到1時才改變方向。 (PM):
調相制(PM)其特點是在一個位周期的中間位置,電流由負到正為1,由正到負為0,即利用電流相位的變化進行寫1和0,所以通過磁頭中的電流方向一定要改變一次,這種記錄方式中1和0的讀出信號相位不同,抗干擾能力較強。另外讀出信號經分離電路可提取自同步定時脈沖,所以具有自同步能力。磁帶存儲器中一般採用這種記錄方式。? (FM):
調頻制(FM)其特點如下:(1)無論記錄的代碼是1或0,或者連續寫1或寫0,在相鄰兩個存儲元交界處電流都要改變方向;(2)記錄1時電流一定要在位周期中間改變方向,寫1電流的頻率者碰哪是寫0電流頻率的2倍,故稱為倍頻法。這種記錄方式的優點是記錄密度高,具有自同步能力。FM可用於單密度磁碟存儲器。改進調頻制(MFM)與調頻制的區別在於只有連續記錄兩個或兩個以上0時,才在位周期的起始位置翻轉一次,而不是在每個位周期的起始首碼處都翻轉,因而進一步提高了記錄密度。MFM可用於雙密度磁碟存儲器。

6. 錄音機的磁帶和計算機的磁碟通過什麼方法來記錄信息

錄音機的磁帶和計算機的磁碟都是通過磁化的方法來記錄信息的。
一些物體在磁體或電流的作用下會顯現磁性,這種現象叫做磁化。
磁化方法:
1.用磁體的南極或北極,沿物體向一個睜旅方向摩擦幾次。
2.在物體上繞上絕緣導線,通入直流電,經過一段時間後取下即可。
3.使物體與磁體吸引,一段時間後物體將具有磁性。
磁化原理:
磁性材料裡面分成很多微小的悉配凳區域,每一個微小區域就叫一個磁賣物疇,每一個磁疇都有自己的磁距(即一個微小的磁場)。一般情況下,各個磁疇的磁距方向不同,磁場互相抵消,所以整個材料對外就不顯磁性。當各個磁疇的方向趨於一致時,整塊材料對外就顯示出磁性。

7. 手機數據怎麼存磁帶里

普通磁帶是可以存儲數據的,20世紀70到80年代這么做過,而且在當時是很普遍的做法。

問題在於普通磁帶是模擬信號,要將計算機使用的數字化的數據轉換為模擬信號後才能記錄到普通磁帶上面,而且這么做之後磁帶的容量也不大,大約數百KB到2MB,視磁帶能錄音的時長而定。

1987年的時候,索尼發明了「數字音頻磁帶」(Digital Audio Tape)來作為CD的競品,這個磁帶有個顯著的技術區別,就是它用數字信號取代了模擬信號。而且這個磁帶是全封閉罩閉的結構,不像普通卡帶那樣會有開口裸露一段磁帶,比較皮實。於是,惠普一看,覺得光用DAT來記錄數字音頻有點大材小用,於是在1989年推出了「數字數據存儲」(Digital Data Storage)磁帶,本質上就是用DAT磁帶來存儲計算機數據。

以下是DDS磁帶的規格:

DDS1(1989) 1.3GB

DDS2(1993)4GB

DDS3(1996)12GB

DDS4(1999)20GB

DAT-72(2003)36GB

DAT-160(2009)80GB

你可以看到,這些容量在當年都是屬於比較大的,而且磁帶的製造成本較低,數據留存期限也很長(建立在妥善保存的前提下);確實很適合備份冷數據。

現在當然DDS已經過了氣了,但是磁帶還是廣泛被有數據保存意識的企業使用的。取代DDS的是LTO磁帶(Linear Tape Open)。

LTO篇幅太長,我先不細說了,粗略來講,就是一種專用於數據備份的磁帶,最新的物迅裂標準是去年面世的LTO-9(18TB)。我自己用的是LTO-5(1.5TB),由於LTO驅動器的價格比較高昂,個人使用的話,需要按預算量力而行(就LTO-5的驅動器我都花了1k,要知道LTO-5是2010年面世的……)

你應該會比較關心使用,這里就講一下:

1、昌頃使用磁帶進行備份需要專門的軟體,比如Iperius Backup(該軟體的帶有磁帶操作功能的版本授權高達200歐元,當然也可以用「學習版」)

2、LTO-5及以上支持LTFS,這是一種文件系統,可以把磁帶格式化後掛到資源管理器裡面像硬碟一樣操作,這樣省掉了專用軟體的麻煩,你可以直接把要備份的文件打包後拷貝到磁帶裡面,但是如果你的磁帶不支持LTFS(比如DDS磁帶、LTO-4及以下),那麼就只能用專業的備份軟體操作磁帶

3、磁帶不是硬碟,也取代不了硬碟,即使有了LTFS,也不要想著直接對磁帶上的文件進行操作

4、磁帶很長,倒帶要花點時間,要有耐心

5、驅動器磁頭要定期清潔,所以你需要買清潔帶,清潔帶新的一般能用個30到50次,然後得扔(重要:任何情況下,你都不應該手動對清潔帶進行倒帶)

6、磁帶驅動器很吵,機械硬碟屬於小巫見大

8. 「古董級」儲存技術——LTO/LTFS磁帶技術

姓名:孫賓

學號:17011210280

學院:通信工程學院

轉自:微信公眾號EDN電子技術設計

【嵌牛導讀】本文介紹早期的存儲技術,並與現在存儲技術進行對比

【嵌牛鼻子】LTO/LTFS

【嵌牛提問】古董級的存儲技術在當今還有用處嗎

【嵌牛正文】

只要與技術有關,對於看來似乎是過時的技術也「永遠不要說不可能」。等到有一天「改朝換代」了,它可能會「卷土重來」,甚至變得更可用或更具吸引力,成為解決新問題的好辦法。

不會吧?我們現在是一腳踏進時光機了嗎?大家都知道「磁帶」是……「古董級」技術了啊!現在所有的儲存應用不是都採用固態硬碟(SSD)或硬碟驅動器(HDD)內存嗎?

答案說對也不完全對。最近在《華爾街日報》(The Wall Street Journal)上有一篇文章——「企業尋求傳統技術對抗新的威脅」(Companies Look to an Old Technology to Protect Against New Threats)中提到,許多公司為了預防萬一,再度將數據儲存於磁帶上。這並不僅僅是一種軼事趣聞:市場上還有一些強力的數據左證磁帶單位出貨量增加,以及有越來越多的數據量被儲存在磁帶上。

磁帶雖然不像SSD或HDD內存那麼容易存取,但這種屬性也是它的一項優點,尤其是當遇到「最糟糕」的情況發生時,它能展現其強勁且緩慢恢復的機制。此外,由於磁帶無法「陸搭聯機」,所旅悉羨以黑客也不太可能存取。《華爾街日報》的這篇文章指出,「政府、金融服務公司、醫療保險公司以及其他受監管的產業仍然將磁帶作為數字記錄的備援系統。現在,還有一些公司開始回頭尋求磁帶技術,因為黑客在滲透其防範措施方面變得越來越厲害了。」

如果你還停留在磁帶就是那種一大卷磁碟的老舊想法,那才真是落伍了;事實上,現在只剩下一些檔案磁碟還能幸運地找到播放拆拍設備。目前,磁帶產業已在易於操作的磁帶盒上進行標准化,使其得以在磁帶驅動「場」的較大數組配置下,透過機械手臂播放與倒帶,如表中所示。甚至在國際磁帶儲存委員會(Tape Storage Council)的協助下,也開始出現一些標准,致力於定義外形尺寸與格式等等。Tape Storage Council是2012年成立的業界組織,旨在促進磁帶儲存產業的技術創新與應用。

兩項關鍵標准:LTFS與LTO

磁帶技術的兩項關鍵標準是線性磁帶文件系統(Linear Tape File System;LTFS)——能讓磁帶「幾乎」像是HDD一樣使用;以及1990年代晚期開發的線性磁帶開放(LTO)標准,用於作為當時專有磁帶格式的替代開放標准。在Tape Storage Council最近發表的「技術進步推動磁帶擴展新市場」(Technology Advances Propel Tape to New Markets)報告中,簡單扼要地敘述了磁帶技術的最新進展與應用。

對於磁帶與SDD或HDD的比較並不僅限於安全性;Tape Storage Council認為可靠性和誤碼率(BER)方面也值得關注。如下圖,Quantum LTO-7每1019位出現一次錯誤,而頂規的HDD平均1016位出錯一次,這之間高達3個數量級的差異著實令人印象深刻。磁帶和HDD之間的其他性能比較也值得注意,甚至可能破解傳統的迷思。

磁帶系統同時也是一種微型的模擬訊號、無線傳輸鏈路,即使所儲存的數據是數字的。從很多方面來看,它類似於RF通道,除了RF被磁場取代為能量傳輸。此外,它還存在著抖動、訊號雜訊比(SNR)、符號間干擾、訊號強度變化等影響RF「無線」鏈路的所有問題。

當然,讀取通道從模擬前置放大器(盡可能靠近讀取頭本身進行安裝)以及可變增益放大器(VGA)開始。但那隻是模擬訊號處理的開始,因為先進的磁帶系統使用具有部份響應、最大似然(PRML)訊號檢測電路的讀取信道,從而使實現成功與零錯誤數據還原的機會最大化(盡管信道不規則)。雖然實體尺度可能遠比RF鏈路更小,但訊號路徑區塊是類似的。

在此似乎存在有悖於「回到未來」的發展元素。磁帶不僅是第一個高密度的數據儲存機制(比起HDD更早的多),也是早期的「業余愛好者」——個人計算機(PC)採用飛利浦的消費級音頻磁帶盒作為低成本儲存媒體(當然是低速且低容量),透過「開機載入程序」(boot loader)載入操作系統以及儲存程序與數據。而今,對於業余愛好和商業應用而言,現在使用磁帶並不劃算,特別是高密度的HDD價格更合理且可隨機存取,但潛在的磁帶技術仍然具有至關重要的作用——甚至還有「卷土重來」的發展趨勢。

老樣子,我想再次重申:只要與技術有關,對於看來似乎是過時的技術也「永遠不要說不可能」。等到有一天「改朝換代」了,它可能會「重現江湖」,甚至變得更可用或更具吸引力,成為解決新問題的好辦法。