SCIENZE - ELETTRONICA - LE REGISTRAZIONI

INTRODUZIONE

Fino agli anni Ottanta del XX secolo la memorizzazione delle informazioni mediante il principio magnetico ha costituito una delle tecniche più importanti per realizzare la memoria secondaria. Le informazioni venivano memorizzate su una superficie ferromagnetica e potevano essere lette o modificate mediante un'opportuna testina di scrittura e lettura.
A partire dalla fine degli anni Ottanta, si è diffusa anche la memoria di tipo ottico, con l'introduzione del CD-ROM. Questo tipo di memoria offre supporti con una notevole capienza, a un prezzo estrememamente contenuto. I primi supporti di tipo ottico erano scrivibili una sola volta; questi sono stati a poco a poco sostituiti dai dischi ottici riscrivibili.

I NASTRI MAGNETICI

I primi supporti magnetici apparvero nel 1935, quando la Telefunken mise in commercio il primo modello di registratore a nastro. Limitati per costo e dimensioni a un uso professionale, solo negli anni Sessanta, con la nascita delle musicassette, i supporti magnetici cominciarono ad avere una vera diffusione di massa.
Il nastro magnetico delle musicassette si compone di due elementi distinti: un supporto di plastica e uno strato di vernice magnetica che lo ricopre. La vernice magnetica è formata da una miscela di ossidi (ossido di ferro o biossido di cromo) che determinano le proprietà magnetiche del nastro. Essi sono lavorati per dare alle particelle che li compongono la forma e la dimensione desiderate. Più le particelle sono piccole, minore sarà il rumore di fondo introdotto dal registratore.
Gli ossidi sono trattati meccanicamente, miscelati a un legante e a dei solventi che permettono di stendere la vernice così preparata come una pittura su un film di plastica. Un agente plastificante assicura infine la flessibilità del nastro nel tempo. Con un'apposita macchina, il film di poliestere, precedentemente pulito, è ricoperto con la vernice magnetica in condizioni rigorosamente controllate: lo spessore del rivestimento depositato è misurato accuratamente con la precisione di un quarto di micron. Quando la vernice non è ancora secca, il nastro passa davanti a dei magneti che provvedono a orientare le particelle di ossido in senso longitudinale. Questo orientamento migliora le caratteristiche elettroacustiche del nastro.
Il film subisce poi un riscaldamento per far evaporare i solventi, che saranno recuperati e riciclati. Passa quindi tra due cilindri levigati e riscaldati per essere pressato; si provoca così un aumento della densità delle particelle e un miglioramento delle caratteristiche superficiali del nastro.
Prima di essere avvolto su grosse bobine, il film subisce un altro trattamento che fa scomparire ogni magnetizzazione residua. All'uscita dalla macchina, il film si presenta in grossi rotoli di parecchie migliaia di metri di lunghezza e di parecchi decimetri di larghezza. Non resta che tagliarlo in strisce di differente formato secondo l'uso cui sono destinati.
La memorizzazione a nastro permette la registrazione di dati in modo sequenziale: la modifica dei dati può, quindi, avvenire solo aggiungendo queste modifiche alla fine, senza poter intervenire nella parte già memorizzata. Allo stesso modo, l'accesso a un'informazione richiede lo scorrimento del nastro fino al punto in cui questa si trova.

I DISCHI MAGNETICI

Il supporto di memorizzazione a disco ha il vantaggio di consentire l'accesso diretto ai dati senza la necessità di scorrerli sequenzialmente.
Il disco magnetico è costituito da uno o più piatti di materiale metallico (alluminio o un'altra lega trasparente ai campi magnetici), plastico, o vetroso, ricoperti su entrambe le facce da un deposito di ossidi ferromagnetici (la stessa sostanza che ricopre il nastro magnetico delle cassette audio). Questi piatti vengono fatti ruotare a velocità angolare costante.
L'operazione di registrazione e rilettura dei dati viene effettuata da testine, una per ogni faccia dei piatti, le quali registrano e rileggono lungo tracce concentriche del disco. Le tracce magnetiche sono definite dalle testine stesse, durante una fase detta di inizializzazione o formattazione a basso livello. Le tracce sono suddivise a loro volta in settori di uguale dimensione contenenti un codice di identificazione.
Esistono due tipi di dischi magnetici: i dischi fissi (hard-disk), fissati stabilmente all'apparecchiatura che effettua le registrazioni e ne legge il contenuto, e i dischi rimovibili (floppy-disk), che possono essere asportati e quindi sostituiti.
Il disco fisso ha normalmente una capacità molto superiore a un disco rimovibile, permettendo di fare le operazioni di registrazione e rilettura dei dati molto più velocemente.
Il floppy-disk è un disco magnetico di piccola capacità; è portabile e viene usato per trasferire informazioni (file) tra computer diversi o per archiviare informazioni di piccola capacità. Il diametro dei floppy-disk è di 3,5 pollici. Per poter essere utilizzati, i floppy-disk devono essere formattati secondo degli standard determinati dal sistema operativo. La formattazione consiste nella scrittura magnetica, in punti predeterminati del supporto magnetico, di particolari segnali separatori di traccia e di settore, che consentiranno di ripartire logicamente la superficie magnetica disponibile. La formattazione dei floppy distrugge eventuali informazioni precedentemente registrate; quando la si esegue si dovrebbe prima controllare il contenuto del floppy-disk, affinché non vengano cancellate informazioni importanti.

I DISCHI MAGNETO-OTTICI

I dischi magneto-ottici (MO) sono dischi rimovibili in cui i dati sono registrati in forma magnetica, ma l'operazione di registrazione avviene previo riscaldamento da parte di un fascio laser. Si tratta generalmente di unità di memorizzazione di grande capacità, ma ad accesso piuttosto lento.
Il disco magneto-ottico ha una geometria analoga a quella dei dischi magnetici, anche se è costituito solo da un piatto.

I DISCHI OTTICI

I dischi ottici sono costituiti da un materiale riflettente ricoperto da una sostanza protettiva, dove l'informazione viene registrata realizzando modificazioni della superficie riflettente e viene letta mediante un raggio laser.
I dischi ottici sono i supporti di memoria secondaria più diffusi.
Richiedono una registrazione sequenziale, consentendo eventualmente un'aggiunta in coda. Al contrario, la rilettura non comporta limitazioni di accesso. Per questo sono registrati utilizzando un'unica traccia a spirale, come si faceva con i vecchi dischi musicali di vinile.
Ne esistono di riscrivibili (una volta scritti possono essere riscritti nuovamente) e di non riscrivibili (una volta immagazzinati dei dati sul disco, non se ne possono aggiungere altri).
I dischi ottici comprendono i CD, i CD-ROM e i DVD.

I CD

Il CD (acronimo di Compact Disc) è un supporto di memorizzazione digitale costituito da un disco di resina termoplastica trasparente, ricoperto da un sottile foglio di materiale metallico sul quale sono memorizzate le informazioni lette per mezzo di un laser. Ha un diametro di 12 centimetri.
L'origine del CD risale al 1979, quando fu inventato da Sony e Philips.

I CD-ROM

Introdotto nella seconda metà degli anni Ottanta del XX secolo, il CD-ROM (acronimo di Compact Disc - Read Only Memory) è un dispositivo di memorizzazione basato su un principio ottico che usa come supporto un Compact Disc (identico a quello musicale).
La superficie riflettente del disco viene scritta e letta da un sottilissimo raggio laser. Diversamente da quanto avviene nelle memorie magnetiche appena considerate, nel CD-ROM la registrazione avviene sempre in forma digitale.
L'unico modo per scrivere un CD-ROM è disporre di un masterizzatore.
I CD-ROM più diffusi hanno una capienza di 74 minuti/650 Mb e di 80 minuti/700 Mb, mentre più rari sono i formati da 90 minuti e da 100 minuti/870 Mb.
Struttura di un disco CD-ROM

I DVD

Il DVD (acronimo di Digital Versatile Disc - originariamente Digital Video Disc) è l'erede del CD-ROM. Nato nel 1995, sta progressivamente rimpiazzando i vari strumenti fino ad ora utilizzati per la memorizzazione di dati.
È un dispositivo di memorizzazione ottica che utilizza supporti fisicamente simili ai CD-ROM, ma che possono contenere una mole di dati decisamente maggiore. Può avere uno o due strati sovrapposti di informazioni e una o due facce di lettura.
La capienza del DVD in termini di dati dipende dal numero di strati e dal numero di facce utili. Combinando tutte queste possibilità si ottengono quattro configurazioni possibili: DVD a singola faccia e singolo strato, la cui capienza è di 4,7 Gb (è il più diffuso in Italia); DVD a singola faccia e a doppio strato, la cui capienza è di 8,5 Gb; DVD a due facce e singolo strato, la cui capienza è di 10 Gb (il disco non riporta alcuna serigrafia, se non sulla sottile corona centrale, poiché entrambi i lati sono occupati da dati); DVD a doppia faccia e doppio strato, la cui capienza è di 17 Gb (permette di memorizzare circa 9 ore di video, ma non ha ancora trovato una sostanziale diffusione).
La grande famiglia dei DVD si divide in quattro categorie principali: DVD Video, DVD Audio, DVD-ROM, DVD Riscrivibili.
Caratteristiche comuni a tutti i formati elencati sono la dimensione (il diametro è sempre di 12 centimetri), la possibilità di effettuare le operazioni di avanzamento e di "riavvolgimento" puntando direttamente al punto desiderato (come in un qualsiasi CD Audio), la resistenza al caldo e la non sensibilità ai campi magnetici.

I DVD VIDEO

I DVD Video, utilizzati per la distribuzione dei film, stanno sostituendo la classica cassetta VHS.
Per leggere un DVD Video è necessario disporre di un lettore (player) collegato, tramite una presa scart, alla televisione o al personal computer.
Il DVD Video contiene, all'interno del film, dei menù che offrono la possibilità di selezionare svariate funzioni quali la lingua dell'audio e la sua qualità, la visualizzazione o meno di sottotitoli in lingue diverse, l'accesso diretto a una certa sequenza del film o a contenuti extra, quali potrebbero essere informazioni addizionali sugli interpreti, riprese fuori dal set, interviste.
Il DVD Video contiene oltre due ore di video digitale ad alta qualità.

I DVD AUDIO

I DVD Audio, immessi sul mercato nel 1999, sono destinati a sostituire il CD audio grazie a una maggiore fedeltà.
Furono lanciati dalle case discografiche, che erano alla ricerca di uno strumento per evitare la duplicazione non autorizzata dei supporti distribuiti. Le capacità audio di un DVD Video garantiscono, infatti, un ascolto qualitativamente superiore a quello ottenibile con un normale CD. Il sistema di protezione inserito nei DVD Audio, chiamato "digital watermark", consiste nell'inserimento di un disturbo non percepibile dall'orecchio umano, ma che consente al player di capire se il disco è copiato.

I DVD-ROM

I DVD-ROM (ROM è acronimo di Read Only Memory) sono il formato DVD concepito per i computer. Il principale vantaggio dei DVD-ROM è la notevole capienza, che permette loro di essere un ottimo supporto per la distribuzione di software: già nella sua versione più semplice un disco di questo tipo può contenere fino a 4,7 Gb (4.700 Mb) di informazioni contro i 650 Mb di un CD-ROM.

I DVD RISCRIVIBILI

I DVD Riscrivibili permettono di archiviare su supporto ottico, per mezzo di appositi masterizzatori, enormi quantità di dati. Esistono quattro versioni registrabili del DVD: il DVD-R, che può essere scritto una sola volta sequenzialmente, come i CD-ROM; il DVD-Ram, il DVD-Rw e il DVD+Rw, che possono essere riscritti migliaia di volte.

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