SZAKDOLGOZAT Zsoldos János NYÍREGYHÁZA, 2009.
NYÍREGYHÁZI FŐISKOLA TERMÉSZETTUDOMÁNYI FŐISKOLAI KAR MATEMATIKA ÉS INFORMATIKA INTÉZET Technika oktatóprogram készítése - A Floppytól a Blu-Ray lemezig, adathordozók fejlődése napjainkig Konzulens: Dr. Nagy Mihály főiskolai tanár Készítette: Zsoldos János számítástechnika - technika szakos hallgató Nyíregyháza, 2009.
TARTALOMJEGYZÉK 1. BEVEZETÉS...2 2. A NEMZETI ALAPTANTERV TECHNIKA ÉS ÉLETVITEL TANTÁRGYRA VONATKOZÓ RENDELKEZÉSEI...3 2.1 NAT-ról néhány szóban...3 2.2 A NAT rendelkezései az Életvitel és gyakorlati ismeretek műveltségi területhez...5 3. OKTATÓPROGRAMOKRÓL...6 3.1 Digitális pedagógia...6 3.2 Taneszköz fogalma...7 3.3 Taneszközök csoportosítása...7 3.4 Digitális taneszközök csoportosítása...10 3.5 Digitális oktatás hátrányai...11 4. ADATHORDOZÓK...12 4.1 Adat...12 4.2 Adathordozó...12 4.3 Adathordozók történelme a mágneses adathordozók megjelenéséig...13 4.4 Mágneses adathordozók...14 4.4.1 Sorfolytonos elérésű adathordozók...14 4.4.1.1 Mágnesszalag (4.1.1 ábra)...14 4.4.1.2 Mágneskazettás adathordozók...15 4.4.2 Véletlen elérésű adathordozók...16 4.4.2.1 Hajlékonylemez...16 4.4.2.2 Merevlemez...20 4.5 Optikai adathordozók...22 4.5.1 Optikai adathordozók története...22 4.5.2 Az optikai adathordozók elve...22 4.5.3 CD (Compact Disc)...23 4.5.4 DVD...25 4.5.6 HD DVD...26 4.5.6 Blu-Ray disc...26 4.6 Elektronikus elvű adathordozók...28 4.7 A jövő adathordozói...30 5. A KÉSZÍTETT OKTATÓPROGRAM...31 5.1 Miért éppen PowerPoint?...31 5.2 A program bemutatása...33 6. ÖSSZEGZÉS...36
IRODALOMJEGYZÉK 1. Nemzeti Alaptanterv: http://www.okm.gov.hu/letolt/kozokt/nat_070926.pdf 2. http://www.mozaik.info.hu/homepage/nat2003/doc/technika5-8.doc 3. http://www.oki.hu/oldal.php?tipus=cikk&kod=1999-04-ta-karpati-digitalis 4. http://edutech.elte.hu/jegyzet/oktatastechnologia.pdf 5. http://www.remenyikzs.sulinet.hu/segedlet/addatar/adattar.html 6. http://www.machines.hu/cgi-bin/machines/new/cikk.cgi?cikk=48 7. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki Kar: Informatika I. Szerkesztette: Németh Gábor Műegyetemi Kiadó, 2000 8. Claus Biaesch-Wiebke: CD lemezjátszó és digitális magnó Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1991 9. Dr. Iszáj Ferenc Kató Gábor Dr. Nagy Mihály: Számítástechnika Alapoktól az internetig Bessenyei György Könyvkiadó 2000 10. Pétery Kristóf: Számítástechnikai Alapismeretek B Műszaki Könyvkiadó, Budapest 2002 11. http://www.rentit.hu/cikk/44/lyukkartya-floppy-cd-winchester-ssd.aspx 12. http://www.philips-blog.hu/component/content/117.html?task=view 13. http://szerver3.moragimi.sulinet.hu/informatika/intro/hattertar.html 14. http://web.axelero.hu/eszucs7/komputervilag/m-r.htm 15. http://ecdlweb.hu/index.php?title=optikai_t%c3%a1rol%c3%b3k
1. BEVEZETÉS Szakdolgozatom témájának azért az adathordozók fejlődését választottam, mert az utóbbi évtizedekben annyira felgyorsult ezeknek az eszközöknek a fejlődése, hogy szinte napról napra nyomon kell őket követni, ha nem szeretnénk lemaradni a változásukról. A technika és életvitel valamint a számítástechnika, rendelkezik közös tananyaggal így kézenfekvőnek tűnik egy technika oktatóprogram készítése számítástechnikából az adathordozók fejlődéséről. Annál is inkább, mivel ma már az oktatásban is jelentős szereppel bír a számítástechnika, és a számítástechnikai eszközök szerepe. Mindezek ellenére, a technika és életvitel, valamint egyéb számítástechnikán kívüli tantárgyakban, a tanárok többsége nem szívesen használ számítástechnikai eszközöket, pedig ezen eszközök által kínált lehetőségek száma meglehetősen tágas, valamint szemléletes oktatást lehet velük tartani. Ezt a kínálkozó lehetőséget megragadva döntöttem szakdolgozatom témája mellett, aminek keretében célom, egy olyan oktatóprogram készítése, amivel jól szemléltetve a diákok számára élvezetessé tehető, a technika és életvitel tantárgy információtechnológiai részében szereplő adathordozók fejlődése, azon belül is történetük, működésük, jellemző tulajdonságaik. Mivel úgyis a számítástechnika és a technika és életvitel tantárgy közös részeit kihasználva készítem a szakdolgozatomat és az oktatóprogramot, így az oktatóprogram nem csak technika oktatóprogram kíván lenni, hanem számítástechnikában is jól használható oktatóprogram. Valószínűleg a tantárgyi követelmények keretein túlmenő ismeretekkel és információkkal bővített oktatóprogram fog elkészülni, amit otthon a diákok a tanóra keretein kívül használhatnak és hasznosíthatnak tudásuk szintjének fejlesztésére. 2
2. A NEMZETI ALAPTANTERV TECHNIKA ÉS ÉLETVITEL TANTÁRGYRA VONATKOZÓ RENDELKEZÉSEI 2.1 NAT-ról néhány szóban A Nemzeti alaptanterv (NAT) Magyar Köztársaságnak a közoktatásról szóló 1993. évi LXXIX. törvény és 1995. évi módosítása által meghatározott alapdokumentuma, amelyet többször módosítottak. A törvény kiterjed az iskolai oktatás első tíz évfolyamára. Az iskolák önállóságát szem előtt tartva, a közoktatásra országosan érvényes általános célokat, tartalmi szakaszokat és az azokban megvalósítani kívánt fejlesztési feladatokat, valamint a közvetítendő műveltség fő területeit alapozza meg. A NAT által megfogalmazott célok, feladatok, elvek, minden intézmény sajátosságainak megfelelően kidolgozott dokumentumok révén jutnak érvényhez az oktatásban. Az általános rendelkezéseken felül a NAT rendelkezik: o A tanórai foglalkozások iskolai megszerezésével o A tanítási órákon való részvétel rendjével o Az iskolai oktatásszervezés egyes feladatival: Az angol nyelvre történő felkészüléssel A kiegészítő kisebbségi oktatással Az iskolaotthonos neveléssel és oktatással A képesség-kibontakozató felkészítéssel Az alapfokú művészetoktatást folytató egységes iskolával A Hátrányos Helyzetű Tanulók Arany János Programjával A közoktatási típusú sportiskolai neveléssel és oktatással Az oktatási program kiadással A 243/2003. (XII.17.) Kormányrendelet mellékletében a NAT eddigi meghatározásai közt, megjelennek a kulcs kompetenciák is, amelyek azok a kompetenciák, amelyekre minden egyénnek szüksége van személyes boldogulásához, az aktív állampolgári léthez, a társadalmi beilleszkedéshez és a munkához. Kulcskompetenciák: o Anyanyelvi kommunikáció o Idegen nyelvi kommunikáció o Matematikai kompetencia 3
o Természettudományos kompetencia o Digitális kompetencia o A hatékony, önálló tanulás o Szociális és állampolgári kompetencia o Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia o Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség Ezen felül a NAT rendelkezik kiemelt fejlesztési feladatokról, amelyek a kulcskompetenciákra épülnek és összekötik a műveltségi területeit fejlesztési feladatait és bevezetőit. Kiemelt fejlesztési feladatok: - Énkép, önismeret - Hon- és népismeret - Európai azonosságtudat egyetemes kultúra - Aktív állampolgárságra, demokráciára nevelés - Gazdasági nevelés - Környezettudatosságra nevelés - A tanulás tanítása - Felkészülés a felnőtt lét szerepeire A NAT az egységesítés mellett kiemelten figyel a tanulók differenciált nevelésére is. Biztosítva van a lehetőség a szülők, iskolafenntartók, tanulók érdekeinek és értékeinek, a pedagógusok törekvéseinek érvényhez juttatására. A Nemzeti alaptanterv és a helyi szintű, iskolai szabályozás erősen kötődik egymáshoz. Közös szabályok révén biztosítja, hogy a különböző, helyi iskolák szabályozása ne legyen eltérő. Közös szabályokban rögzíti: - A közös értékek meghatározását - A tanulói értékelést - A magasabb évfolyamra lépést - A házi feladatot - A nem szakrendszerű oktatást - A személyiség- és közösségfejlesztés feladatait - A nyitott iskolát Bizonyos oktatási feladatokra külön szabályok vonatkoznak. 4
A NAT szakaszokra osztja fel a képzési célokat. A közoktatási törvényben is jelen vannak a képzési szakaszok, de más felosztásban. A nemzeti alaptanterv műveltségi területeket vezet be, amelyek az alábbi módon rendeződnek az oktatásban: (I./1 Nemzetiségi nyelv és irodalom Nemzetiségi iskolákban) I. Magyar nyelv és irodalom II. Élő idegen nyelv III. Matematika IV. Ember és társadalom V. Ember a természetben VI. Földünk Környezetünk VII. Művészetek VIII. Informatika IX. Életvitel és gyakorlati ismeretek X. Testnevelés és sport 2.2 A NAT rendelkezései az Életvitel és gyakorlati ismeretek műveltségi területhez A műveltségi terület feladata és célja, hogy a tanulók tudjanak boldogulni a technikai világban. Ehhez szükséges, hogy ismerjék szűkebb és tágabb környezetüket, és használni tudják ezekben a környezetekben előforduló eszközöket. Fontos, hogy ne csak ismerjék környezetüket és használni tudják eszközeiket, hanem elemezni is képesek legyenek ezeket és az ezekhez kapcsolódó problémákat, döntéseket képesek legyenek mérlegelni, meghozni. A fejlesztési feladatok: 1. A munka és technika szükségessége, jelentősége és szerepe az emberi életben, haszna és veszélyei: a fenntartható fejlődés és fenntartható fogyasztás. 2. Dokumentumismeret (tárgy, könyv, hálózati dokumentum) 3. Az alkotás folyamata, a gyakorlati probléma-felismerési és problémamegoldó folyamat részei: Probléma-felismerés Tervezés Konstruálás, kivitelezés A tevékenység és eredményének értékelése 4. Munkavégzési és tanulási szokások 5
3. OKTATÓPROGRAMOKRÓL 3.1 Digitális pedagógia A számítógéppel segített oktatás, még a mai napig sem terjedt el eléggé. Ennek fő okai közt említhetjük: - a jelenlegi pedagógusok nagy része még a digitális pedagógia korszaka előtt végezte tanulmányait. A pedagógusok nagy arányban még mindig, valamilyen káros és ármánykodó szerkezetnek látja a számítógépet és a számítógéppel való oktatást. - az legtöbb intézményben az oktatási eszközök többsége, a régről megmaradt oktató eszközök, amelyeket vagy anyagi megfontolásból, vagy megszokásból nem cserélnek le, mert a pedagógus már megszokta annak kezelését, ahhoz megfelelően készítette el a tanítás során felhasználni kívánt segédanyagokat. Még a digitális oktatást is használó iskolák illetve pedagógusok közt is találunk olyat, hogy a számítógéppel való oktatást használva is a megszokott módszerekkel oktatnak. A jól bevált XX. századi technikákat használják kicsit más formába burkolva. 1997-ben készült egy felmérés, mely során a számítógéppel segített tanulási és tanítási eredményességet vizsgálták. Ebből a felmérésből megállapításra került, hogy: - A diákok jobban tanulnak számítógéppel segített oktatási környezetben - Kevesebb idő alatt érnek el azonos eredményt a hagyományos oktatással szemben - Nagyobb kedvvel dolgoznak a diákok - Sokkal szívesebben tanulnak - Kedvezőbb viszony alakul ki a számítógép használattal kapcsolatban - Nem lehet minden tantárgy eredményeit javítani ezáltal - A tantárgyi integrációt elősegíti a számítógéppel való oktatás A megállapított eredmények újabb problémát vetettek fel, mégpedig a tanárok viszonyát ezzel az oktatási formával kapcsolatban. Kiderült ugyanis, hogy a tanárok alapvetően három csoportba sorolhatók, a számítógéppel segített tanulási és tanítási módszerhez való viszonyulás alapján: A. kezdő felhasználó aki számítógépet új szemléltető eszköznek tekinti B. haladó felhasználó aki a digitális taneszközök lehetőségeit ismeri és kihasználja C. profi felhasználó aki a taneszközök önálló fejlesztésére is vállalkozik 6
3.2 Taneszköz fogalma A taneszközök fogalma meglehetősen tág fogalom, ugyanis minden olyan tárgy taneszköz, amely az oktatás céljainak elérését elősegíti, az oktatás folyamatában felhasználható. Tehát nagyon sokféle, különböző funkciójú eszközt és tárgyat sorolhatunk a taneszközök közé. A legtöbb taneszköz szinte egyidős magával az oktatással. A meghatározás alapján azt gondolnánk, hogy szinte adja a lehetőséget a tanároknak, hogy minél változatosabb taneszközöket használjanak az oktatásban, ezzel is biztosítva a változatos, szemléletes tanítást. A valóság azonban cáfolni látszik ezt az elgondolást. Taneszközök közé sorolhatjuk: o a médiumokat, amennyiben az általuk közvetített információ elősegíti az oktatás célját pl. oktatási médium o szemléltetőeszközöket o tanítási eszközöket o tanszert o minden oktatási segédeszközt A mai oktatásban jelen vannak a régi típusú taneszközök (pl. összefoglaló táblázatok) és a modern taneszközök (pl. számítógépek) egyaránt. 3.3 Taneszközök csoportosítása A taneszközöket többféleképpen csoportosíthatjuk. Technika történeti szempontból Schramm 1997-ben az alábbi módon sorolta be őket: v 1. nemzedékbe sorolta azokat a tárgyakat, amelyek elkészítése nem igényel technikai eszközt, ilyen tárgy pl. kép, makett, modell v 2. nemzedéke a taneszközöknek azok, amelyek előállításához szükséges a technikai eszköz, de az információ közvetítéséhez nem szükséges technikai eszköz pl. könyv, munkafüzet, fénykép v 3. nemzedékbe kerültek az előállításuk és használatuk során is technikai eszközöket igénylő taneszközök pl. hang és videofelvételek v 4. nemzedékbe tartoznak azok, amelyeknek a szemléltetés mellett a tanulásirányítás is a feladatuk pl. oktatóprogramok, oktatógépek v 5. nemzedék: interaktív kapcsolat van az ember és a gép között pl. internet és multimédia 7
A csoportosításból jól kivehető, hogy az első nemzedékbe tartozó tárgyakat használjuk a legrégebbi taneszközökként, ezek már az oktatás megjelenése óta jelen vannak, már az ősember is használta ezeket a tárgyakat nevelésre, oktatásra. A második generációs taneszközök jóval később jelentek meg, hiszen az előállításukhoz szükséges eszközök feltalálásával, még csak az első lépést tették meg a taneszközzé válás irányába. Ebbe a két generációba tartozó eszközöket hívhatjuk hagyományos taneszközöknek, hiszen elég régóta jelen vannak az oktatásban. A harmadik nemzedék szintén váratott magára, már a feltalálás tekintetében is. Taneszközként való felhasználásuk a XX. század második felére valósult meg. A generációk megjelenése közötti időkülönbségek innentől kezdtek el lecsökkenni. A negyedik nemzedék taneszközére már nem sokat kellett várni, hiszen az oktatóprogramok már a XX. század végére megjelentek az oktatásban. Itt már szinte alig észrevehető az eltelt idő az ötödik nemzedék megjelenéséig. Még a múlt században elkezdtek beszivárogni az oktatás egyes területeire, de igazán csak a XXI. században kezdhettek el teret hódítani. Még a mai napig sem mondható általánosan elterjedtnek az interaktív kapcsolat gép és ember között taneszközként, de egyre inkább kezdik felismerni és kiaknázni az ötödik nemzedék lehetőségeit. Csoportosíthatjuk a taneszközöket fizikai megjelenésük szerint is, így kétdimenziós vagy háromdimenziós taneszközöket ismerünk. A csoportosítások szempontjait folytatva, csoportosítási szempontként a tanuló érzékszerveire gyakorolt hatást is figyelembe vehetjük, és így az alábbi csoportokat kapjuk: Auditív taneszköz Vizuális taneszköz Audiovizuális taneszköz Taktilis Komplex taneszköz Az ingerek 80% - át látásunk segítségével fogjuk fel, ezért a vizuális taneszköznek nagyon fontos jelentősége van. Az információ nagy részét az emberek látás útján gyűjtik be és jegyzik meg. Bármennyire is a vizuális taneszköz felé billen a mérleg nyelve érzékelési szempontból, van ahol az auditív taneszköz nem helyettesíthető és nem elhanyagolható pl. az énekzene tantárgynál. A vizuális és auditív taneszközöket szokták párban használni, ekkor kapjuk az audiovizuális taneszközt, amely a két legfőbb érzékszervünkre egyszerre hatva a legjobb tanulási hatásfokot váltja ki. A taktilis (tapintással kapcsolatos) taneszközök pl. a technika és életvitel tantárgynál sokszor nélkülözhetetlen ismeretszerzési módot biztosítanak. 8
Komplex taneszköznek nevezhetünk bármilyen taneszközt, amely egyszerre több érzékszervünkre gyakorol hatást. Szokták csoportosítani a taneszközöket aszerint, hogy ki használja őket. Lehet a taneszköz ilyen értelemben tanulói taneszköz, tanári taneszköz, tanulói és tanári taneszköz. Működés szerint csoportosítva megkülönböztethetünk konzerv taneszközöket, amelyek dokumentumszerűek, sokszorozhatóak - nagymértékben korlátokkal rendelkeznek -, valamint on-line információhordozókat, amelyekkel távoli információkat érhetünk el és adatbázisokban keresgélhetünk - kisebb mértékben korlátozottak. A taneszközök funkciójával kapcsolatban támasztott elvárások a tanítási és tanulási folyamatban: o Szemléltetés o Motiválás o Ismeretnyújtás o Rendszerezés o Gyakorlás o Ismétlés és rögzítés o Ellenőrzés o Szabályozás és irányítás Értékelési szempontból vizsgáljuk: a taneszközök hatékonyságát (oktatási és nevelési célok megvalósítása), korszerűségét, alakíthatóságát, fejleszthetőségét, árát és hozzáférési lehetőségét, könnyen kezelhetőségét. A taneszköz kiválasztásánál a következő szempontokat érdemes figyelembe venni: a) Tanári tényezők b) Tanulói tényezők c) Cél, követelmény, tartalom d) Környezeti feltételek e) Gazdaságosság f) Kivitelezhetőség 9
3.4 Digitális taneszközök csoportosítása A digitális taneszközöket a tananyagok fajtái, és a gépek oktatási folyamatban betöltött szerepe szerint lehet csoportosítani. 1/a A gép szerepe, mint tanár: segédeszköz bemutatja és kérdezi a tananyagot mérőeszköz válaszértékelés szimuláció (kísérleti eszköz) dokumentálja a diák előrehaladását a tananyagban a válaszok figyelembevételével gyakoroltat, halad tovább jutalmazás (játék, dicséret) vizsgáztató 1/b A gépek szerepe, mint tanuló: a diák programoz tanít a diák magának alakítja a tanulási környezetét a diák készíthet problémájára programot a diák szervezi az oktatást a már meglévő eszközt a diák alakíthatja A gép tanári és tanulói szerepe szoros összefüggésben van és egymástól elválaszthatatlan működés közben, hiszen folyamatosan váltakozhat a szerep attól függően, hogy a diák az oktatás folyamán milyen ütemben halad. A gép többnyire tanulói szerepében is tanár a háttérben, mert a tanuló által végzett programozás, szervezés során, valamint az egész oktatás alatt folyamatosan ellenőrzi a tanuló tevékenységét. Visszajelzést ad és javít folyamatosan, ugyanis csak helyes használat során halad tovább a folyamatokban például programozásnál. 10
2. A tananyag szerinti csoportosítás: o oktatási segédlet magyarázatokkal o oktatásszervező programok o mechanikus begyakoroltató feladatok és ellenőrzéseik o interaktív információs rendszer 3.5 Digitális oktatás hátrányai A számítógépes oktatás nem használható minden diáknál egyformán. Vannak diákok, akik igényt tartanak a tanár diák közvetlen, kommunikációs és emberi kapcsolataira és ezek a gyerekek ridegnek, személytelennek élik meg a számítógépes oktatást és az oktatóprogramokat. Náluk az oktatásnak ez a fajtája nem hozza a megfelelő és várt eredményt. Felmérések alapján az ilyen diákok visszaesnek, és átlagon alul teljesítenek az oktatóprogramokkal való tanulási folyamat során. Azokra a diákokra is negatívan hat, akikben csekély az önmotivációs erő. Akik ilyen jellemmel rendelkeznek, azoknak szükségük van a tanár ösztönzésére, buzdítására, folyamatos számonkérésére. Az oktatóprogramok is rendelkezhetnek ellenőrző, értékelő, jutalmazó és motiváló funkciókkal, viszont ahogyan a gép szerepei közt is felsorolásra került, a diák maga irányítja az oktatás folyamatát. Így amennyiben nincs elegendő önmotiváció, érdektelenséget mutat az önálló tanulásra és munkavégzésre. Ezeket a hátrányokat megfelelő alkalmazással az ilyen tanulóknál is ki lehet küszöbölni. Amennyiben az oktatóprogramokat nem otthoni használatra bocsátjuk rendelkezésükre a diákoknak, hanem iskolai tanóra keretében használjuk fel őket, ahol folyamatos tanári jelenlét van, akkor biztosíthatjuk ilyen módon a tanári kommunikációt, folyamatos ösztönzést, és a tanár-diák kommunikációt. Ugyanakkor megmarad az oktatóprogram előnyének az a tulajdonsága, hogy a tanulók önállóan használhatják, és saját ütemben haladnak a program által biztosított tananyagban. Ezáltal a differenciált oktatás is jobban, és egyszerűbben érvényesül. Másik lehetőség, mikor otthoni használatra adjuk át a diákoknak a számítógépes oktatóprogramot, de az iskolai órákon közösen megbeszéljük a program által tanított tananyagot, és számon kérjük azt. Ebben az esetben biztosíthatjuk a kellő motivációval nem rendelkező tanulók számára is a motiváló erőt és a közös megbeszéléseken felkelthetjük érdeklődésüket a program iránt. 11
4. ADATHORDOZÓK 4.1 Adat Először az adat fogalmát kell tisztáznunk, hogy eljuthassunk az adathordozókig. Az adatra több definíciót találunk, ha megpróbálunk utána járni mit is jelenthet. a. Az adat a közlés formája, rögzített információ. Egy jelrendszerben ábrázolt jelek, sorozatok összessége. b. A számítástechnikai kisszótárban (Angol Magyar, Kossuth Kiadó 1997) az alábbi definíciót találjuk: Valamely különleges célból, gyakran speciális alakban előkészített információ. A számítástudományban az adat fogalma két, egymástól jól megkülönböztethető módon értelmezhető: 1. adatnak tekintjük mindazokat az operandusokat (számítástechnikai műveletben szereplő mennyiségeket) amelyeket egy program kezel ebben az értelemben különbséget tehetünk adatállomány és programállomány között; 2. egyedi programmal vagy programok csoportjával összefüggő szűkebb jelentés, a program bemenő adatait jelenti megkülönböztetve ezeket a kimenő adatoktól. 4.2 Adathordozó Összefoglaló néven adathordozónak nevezzük azokat az eszközöket, amelyeken a számítógépes adatokat tárolni tudjuk megválasztható időtartam és igény szerint. Vannak beépített adathordozók például a merevlemez és vannak cserélhető adathordozók például a CD. Beépített adathordozókon értjük azokat az adathordozókat, amelyeket a számítógép működése közben nem szabad eltávolítani, mert károsodást okoz, illetve eltávolításukkal, eltávolításuk során a számítógép működése tovább nem biztosítható. 12
4.3 Adathordozók történelme a mágneses adathordozók megjelenéséig Bármilyen meglepő, a mai modern adathordozók elődjei már, akár több mint 200 éves múltra tekintenek vissza. Persze ezek az adathordozók még nem mágneses elven működtek, mint manapság a legtöbb adathordozó. Ezek az adathordozók még mechanikus módon tárolták az adatokat például a lyukkártyák.(4.1 ábra) Pár mondatban foglalnám össze érdekesség képen ezt a fejlődési folyamatot, mielőtt tárgyalni kezdeném a modern adathordozók fejlődését. Joseph-Marie Jacquard 1801-ben szabadalmaztatott egy automatizálási módszert a szövéshez. A dolog érdekessége, hogy Jacques Vaucanson által készített damasztszék (egyfajta szövőszék) mintázó egységét, ami egy fa hengeren volt, Jacquard kicserélte egy lyuggatott fahengerre, amin egy 1798-ban létrehozott láncolt lyukkártya sorozatot forgatott, amit Jean Falcon készített. Majd ez a lyukkártyás rendszer átterjedt Amerikába 1825-26 között William Horstmann révén. Amerikában az 1800-as évek végére már problémát okozott a népszámlálás a nagy számban bevándorlók miatt, így versenyt hirdettek 1879-ben egy új módszer kidolgozására. A versenyt Herman Hollerith, német bevándorló nyerte, lyukkártyás tabulátorával. Minden adathoz lyukat rendelt és az állampolgárokhoz pedig lyukkombinációkat, mindezt 1 dolláros méretű 204 lyukasztásra alkalmas kártyán. Az elve az volt a rendszernek, hogy a kártya tűkkel szerelt gépbe került be, ahol áthaladt a tűk alatt. A záródó tűk elektromágnest működtettek és az pedig egy léptető számlálót. Hollerith vállalatot alapított először TM rövidítéssel, amelyből társulások után CTR rövidítésű cég lett, később pedig nemzetközi céggé nőtte ki magát IBM néven. A lyukkártyák nehézkes tárolása (hely, hőmérséklet, páratartalom) után alakult ki a mágneses adattárolási mód és megjelentek a mágneses adathordozók. Ezek tárolása sokkal egyszerűbbé vált az eddigi lyukkártyák tárolásához képest. A mágneses adattárolási mód és a mágneses adathordozók a mai napig a legelterjedtebbek a világon. Folyamatosan fejlődnek és újabb határokat törnek át kapacitásukkal. 4.1 ábra Lyukkártya és lyukszalag 13
4.4 Mágneses adathordozók A mágneses adathordozók tárolási elve azon alapszik, hogy nem mágneses anyag felületét mágnesezhető anyaggal bevonják, és ez a mágneses réteg végzi az adattárolást. Ezek az adathordozók szabadon írható és törölhető tulajdonsággal rendelkeznek. A mágneses réteg olyan mintha rengeteg elemi mágnes lenne egymás mellé rendezve. Az adatrögzítési folyamat során, ez a réteg, mozgás közben egy elektromágneses tulajdonsággal rendelkező, áramjárta tekercs közelében halad el. Az elektromágneses indukciónak köszönhetően a mágneses réteg mágneses tulajdonságot vesz fel, amit külső behatás nélkül hosszú ideig képes megőrizni. Az adat olvasásakor az előbbi folyamat visszafele játszódik le. A mágneses felület a mágnese indukció elvén áramot hoz létre a tekercsen és a különböző áramjelekből vissza tudjuk fejteni a tárolt adatot. 0 0 1 0 1 0 4.4.1 Sorfolytonos elérésű adathordozók 4.4.1.1 Mágnesszalag (4.1.1 ábra) A hordozó anyag ez esetben egy széles műanyagszalag, mágneses felülettel ellátva, amelyre párhuzamosan több sávot alakítanak ki. Az adatok folytonosan helyezkednek el rajta, állandó méretű blokk részekben. Ezeket a részeket üres blokkok választják el egymástól. Az adatok felírása és olvasása folyamatosan, sorban történik. Ezáltal az adatmódosítás egy sávon csak egyszerre lehetséges. Nem lehet miden blokkot külön rögzíteni, hanem az egész sávot az elejétől kezdve újra rögzíteni kell. 4.1.1 ábra Mágnesszalag A szalagot orsók mozgatják a fixen rögzített fej előtt. Egyik orsóról a másikra csévélik át a szalagot, amelyet a szalag végein található befűző rész segítségével valósítanak meg. Ez a rész adattárolásra nem használható. (4.1.2 ábra) 14
4.1.2 Mágnesszalag működése Erre a típusú adathordozóra olyan adatokat célszerű rögzíteni, amelyeknek elérését folyamatosan, egymás után szeretnénk kivitelezni, mert az adatok külön-külön történő kiolvasása meglehetősen időigényes feladat. Adatátviteli sebessége 2-10Mb/s. A mai szalagos adathordozók a nagy adatsűrűség miatt, már nagy mennyiségű adatot képesek tárolni. A nagyobb vállalatok, ahol rendkívül sok adatot kell tárolni hosszú ideig, nagyon szívesen alkalmazzák ezt a fajta adattárolási és adathordozási módszert, mert bár nagyon drága a rögzítő és kiolvasó gép beszerzése, amelyek mindkét irányban tudnak írniolvasni, az adattároló nagyon olcsó. 4.4.1.2 Mágneskazettás adathordozók Hétköznapi használatban szokták őket kazettának is nevezni. (4.2 ábra) Alapjaiban a mágnesszalag elvén működik, annyi különbséggel, hogy itt a mágnesszalag vékony, műanyag szalag mágneses réteggel ellátva és csak általában két csatornát tartalmaz. A blokkok és a vezetőrész ugyanúgy megtalálható. A szalag műanyag burkolaton belül található és rögzítve van a két csévélő tengelyre. Alapvetően kétféle típust használnak belőle, a normál magnetofon kazettát, (videokazetta stb.) és az adattároló kazettát, amelyen esetenként 4 sáv is található. Ezeknél az írás többnyire egyirányú, az olvasás lehet kétirányú is. 4.2 ábra Mágneskazetta 15
4.4.2 Véletlen elérésű adathordozók Nem árt tisztáznunk, hogy a véletlen elérés nem azt jelenti, hogy véletlenszerűen hol elérjük a tárolt adatunkat hol nem. A véletlenszerűség azt jelenti, hogy a tárolt adatunk bárhol elhelyezkedhet az adathordozónkon és mindegyik adatot el tudjuk érni külön-külön, nincs szükség hozzá az összes többi adaton való végigfutáshoz, mint mágnesszalagoknál. 4.4.2.1 Hajlékonylemez 1971-ben az IBM cég vezette be a mágneslemezre történő tárolást. Míg a számítógépek nem rendelkeztek általánosságban merevlemezes meghajtókkal, addig mágneslemezeken történt a teljes adattárolás. Ezt jól mutatja az első PC re készült operációs rendszer neve a DOS, ami angolul a Disk Operating System (Lemezes Operációs Rendszer) szavak rövidítése. A hajlékonylemezt szokták nevezni floppynak is angol elnevezése után. A mágneslemez név a technológiát tükrözi. A lemez nem más, mint egy vékony műanyag lemez mágnesezhető felülettel ellátva, akárcsak a mágnesszalagok esetén. (4.2.1 ábra) 4.2.1 ábra Tok és mágneslemez Ezt a mágnesezhető lemezt jóval keményebb műanyagból készült borítás védi, az úgynevezett tok. Ez a borítás nem eltávolítható. A floppy hosszas fejlődésen ment keresztül, mire elérte a ma ismert formáját, amit 3,5 hüvelykes lemezként ismerünk. Ezt a típusát láthatjuk a 4.2.1 ábrán. Itt kell megemlíteni azt is, hogy ezzel a mérettel rendelkező hajlékonylemeznek az eszmei atyja Jánosi Marcell volt, az 1974-ben megalkotott 3 hüvelykes méretű floppy lemezével. Az általa készített floppy mérete már a ma ismert floppy szélességével rendelkezett, csak hossza és vastagsága volt más, mert az ingzsebéhez tervezte, ami akkoriban egy italos lapos üveg méreteihez volt kitalálva. Szabadalmaztatták a floppyt és hozzá tartozó BRG MCD-1 nevű meghajtót is, de a szabadalmat nem általánosították így a cég elveszítette az jogokat. A híre viszont gyorsan terjedt és külföldön kisebb átalakítások után megjelent az új méret a 3,5 hüvelykes floppy formájában. 16
A floppy típusai A lemez formátuma Megjelenés Tároló kapacitás Jelölt kapacitás (hüvelykben) éve 8 csak olvasható 1971 79,7KiB 80KB 8 1973 256KiB 256KB 3 (Jánosi Marcell) 1974 kb. 256KiB kb. 256KB 8 DD 1976 500,5KiB 0,5 MB 5,25 1976 89,6kB 110kB 8 DS 1977 1200KiB 1,2 MB 5,25 DD 1978 360KiB 360KB 3,5 HP - SS 1982 280KiB 264 KB 3,5 DD 1984 720KiB 720 KB 5,25 QD 1984 1200KiB 1,2 MB 3,5 HD 1987 1440KiB 1,44 MB 3,5 ED 1991 2880KiB 2,88 MB 3,5 LS-120 1996 120,375MiB 120 MB 3,5 LS-240 1997 240,75MiB 240 MB 3,5 HiFD 1998-99 150-200MiB 150/200 MB A betűrövidítések különböző tulajdonságokat jelölnek: o SS Single Side egyoldalú o DS Dual Side - kétoldalú o DD Double Density dupla sűrűségű o QD Quad Density négyszeres sűrűségű o HD High Density magas sűrűségű o ED Extended Density kibővített sűrűségű o LS Laser Servo Lézer szervós o HiFD High capacity Floppy Disk nagy kapacitású floppy lemez A hajlékonylemezek egyik nagy hátránya, hogy az író/olvasó fej hozzáér a lemezhez így bármilyen apró mechanikus változás hatására hozzányomódhat, így rongálódik a lemez. A 8 hüvelykes lemezmeghajtók még méretük miatt külső egységek voltak. Ezek a floppyk meglehetősen kis kapacitással rendelkeztek. (4.2.2 ábra) 17
Az 5,25 hüvelykes hajlékonylemez műanyag vagy papírborítással rendelkezik. Már jobban elerjedt, mint a 8 hüvelykes elődje. Lemezmeghajtója a beépíthető eszközök közé tartozott. Otthoni használatú számítógépekbe is beépítették, így mindenki számára elérhető volt. Mérete miatt még mindig nagy helyigénye volt a számítógépben. A lemez meglehetősen sérülékeny volt a lágy burkolata miatt. Az írás-olvasás számára kiképzett ablakot még nem védte semmilyen burkolat. Írásvédetté a tok szélén lévő rés leragasztásával tehető. (4.2.3 ábra) 4.2.3 ábra 8; 5,25; 3,5 hüvelykes mágneslemezek és 20 cm-es vonalzó 3,5 hüvelykes hajlékonylemez (4.2.4 ábra): Mint már említésre került, a megalkotásában Jánosi Marcellnak úttörő szerepe volt. Működése a többi mágneses adathordozó működésével azonos. A mágneses lemez felületi részén koncentrikusan elhelyezkedő mágneses körök vannak kialakítva, vagy gyárilag, vagy használat előtt, program segítségével. Ezek a körök a sávok a lemezen. A mágneslemezt nem csak koncentrikusan, hanem sugár irányban is felosztották, így jöttek létre a szektorok a sávok és a sugár irányú felosztás metszéspontjában. Olyan a kialakítás, mint egy kör alakú stadion ülőhelyeinél. Széksorok és szektorok vannak kialakítva a stadion középpontjából kiindulva. Itt a széksoroknak a sávok felelnek meg. A szektor pedig egy szelet a sávból. (2.1.3 ábra) szektor sáv 4.2.4 ábra mágneslemez szerkezete 18