Záznamovámédia Úvod • Růst datových potřeb • Pojem „velkokapacitní“ se mění v čase • Dříve několik MB, dnes stovky GB až TB
Záznamovámédia Stručný vývoj • 1951 – 1. magnetická páska použita jako záznamové médium • 1956 – IBM uvedlo 1. pevný disk • 1971 – první disketa (od IBM) – 8” • 1982 – první hudební CD v prodeji (vyvinuto 1979) • 1983 – první 3,5” harddisk • 1985 – první CD-ROM • 1988 – první 2,5” harddisk • 1994 – Zip médium představeno firmou Iomega • 1994 – vyrobeno CD-R • 1996 – první DVD • 1998 – technologie SuperDLT magn. pásek • .....
Záznamová média Pevný disk • 1956 – IBM RAMAC 305 • 50 kotoučů • kapacita 5 MB
Dělení záznamových médií • dle fyzikálního principu(magnetické, optické, magneto-optické) • dle typu záznamového média(páskové, diskové, polovodičové) • dle výměnnosti média • dle kontaktu čtecí/záznamové hlavy s médiem • dle pohybu hlav při práci paměti
Záznamovámédia Hard disk Disketa Pásky CD DVD Blue Ray Disc Holografický disk ZIP MO média Flash memory Dělení záznamových médií • magnetická • optická • ostatní
Magnetická média • nosič potažený tenkou feromagnetickou vrstvou • záznamová hlava polarizuje částice v magnetické vrstvě • lze je snadno poškodit • pásková, disková (pevné disky, pružné disky)
Způsob záznamu Disketa/disk • formátování: • BOOT RECORD • FAT • ROOT DIRECTORY sektor stopa cylindr (všechny stopy nad sebou • ROZDÍL: • identifikátor stopy • identifikátor sektoru • záznam na 1 stopu 1 sektor: • 571 B neformátovaných dat • 512 B formátovaných dat • možnost „vlastního formátování“ +
Osa Plotny (disky) Čtecí a zapisovací hlavy P Vzduchotěsné pouzdro Řídící jednotka Vyrovnávací paměť Způsob záznamu Disky
cylindr hlavička Způsob záznamu Disky • formátování: • BOOT RECORD • FAT • ROOT DIRECTORY • vystavování hlaviček: • krokový motorek • vystavovací cívka (lineární motor) • access time: doba vystavení + doba čekání • prokládání (interleave) • zone bit recording (ZBR) +
cylindr hlavička Způsob záznamu • Alokační jednotka (cluster): • nejmenší logická datová jednotka na disku • zaváděna z důvodů adresace • obsahuje jeden nebo více sektorů • (až 64 sektorů) Disky BOOT RECORD ROOT DIRECTORY VFAT #1 (12 – 32 bitů) • NTFS (New Technology File System) • náhrada FAT • VFAT VFAT #2 +
Způsob záznamu • NTFSje upřednostňovaný systém souborů pro Windows 7. Nabízí řadu výhod oproti předchozím systémům souborů FAT32 • Schopnost automatického zotavení z některých chyb souvisejících s diskem • Vylepšená podpora větších pevných disků • Lepší zabezpečení, protože lze používat oprávnění a šifrování pro omezení přístupu k určitým souborům pro určité uživatele • Oddíl lze převést na systém souborů NTFS z jiného typu souborového systému. • Systém FAT32 • používal se v některých dřívějších verzích systému Windows a v současné době se používá u většiny jednotek USB Flash. • nemá stejné funkce související se zabezpečením jako systém NTFS • má také omezení velikosti. V oddílu FAT32 nemůžete vytvořit větší oddíl FAT32 než 32 gigabajtů (GB) a uložit jeden soubor větší než 4 GB. • dnes využíván k formátování pevného disku pro případné spuštění systému Windows 95, Windows 98 nebo Windows Millennium Edition +
Magnetická médiaPevné disky Vzdálenost hlav od povrchu plotny
Magnetická médiaPevné disky Disková pole (RAID = Redundant Array of Independent {Inexpensive}Disks) • vícenásobné diskové pole levných disků je typ diskovýchřadičů, které zabezpečují pomocí určitých speciálních funkcí koordinovanou práci dvou nebo více fyzických diskových jednotek. Zvyšuje se tak výkon a odolnost vůči chybám nebo ztrátě dat. • z několika menších disků vytvoříme jeden větší • několik úrovní (levels) – dle funkcí • nejčastější RAID 0 (prokládání – stripping), RAID 1 (zrcadlení – mirroring), RAID 5 (používá dva paritní disky, přičemž na každém z nich je parita vypočtena jiným způsobem)
Způsob záznamu Magnetické pásky • kontaktní záznam • pomalé sekvenční vyhledávání dat (musíme přetočit část pásky) • použití: zálohování, archivace - IBM používány od dob sálových počítačů • až 200 stop na šířku pásky • kapacity okolo 1 TB • zápis rychlostí 100 MB/s • vhodné pouze pro zálohování
Optická média • laser pro záznam i čtení • základní princip u všech typů optických médií je stejný • necitlivá na magnetické pole či otřesy • základní typy: CD, DVD, BD, HD-DVD
původně pro záznam zvuku z polykarbonátu průměr 12 cm tloušťka 1,2 mm Disk Pole Pit Čočky Čočky Polo-propustné zrcadlo Fotodioda Laser Technické prostředky počítačové techniky Compact Disc Způsob záznamu: • zápis do spirály, laser 780 nm • metoda CLV (Constant Linear Velocity) • pity (díry) vs. landy (stupně) spirálová stopa standard - Yellow book standard přenosové rychlosti: 150 kB/s
Technické prostředky počítačové techniky ORGANIZACE DAT ( na CD ROM ) • Pole a prohlubně na discích nepředstavují nuly ani jedničky, ale jednička je vyvolána změnou laserového paprsku, žádná změna reprezentuje nulu Datový sektor se skládá z 2352 B tvořených : • synchronizační hlavičkou • hlavičkou s adresou sektoru • jádrem sektoru tvořeným datovou částí • 288 B dlouhá část pro opravný kód EDC/ECC
Optická médiaDVD (Digital Versatile Disc) • podobná technologie jako u CD • vlnová délka laseru 640 nm • předlisovaná drážka u zapisovatelných disků • mohou být dvouvrstvá a oboustranná
porovnání CD a DVD vrstva DVD Technické prostředky počítačové techniky Digital Versatile Disc • 1999 – první film distribuovaný na DVD • menší pity • více stop • dvě strany, dvě vrstvy na každé straně • 4,7 GB v jedné vrstvě • Řada formátů • DVD Video, DVD ROM, DVD-R, • DVD-RW, DVD RAM, DVD+RW
Magneto-optická média • magnetický zápis za přispění laseru, optické čtení • lze číst, zapisovat, mazat • záznam do spirály • kapacita několik GB až několik desítek GB
Trendy v oblasti záznamových médií Blue Ray Disc • přepisovatelný disk • zhuštění záznamu • dvě vrstvy • laser s kratší vlnovou délkou • 27 GB na jedné straně, 54 GB dvouvrstvá média • typy BD: BD-ROM, BD-R, BD-RW, BD-RE • 36 MB/s • nahrávání HDTV
Slepá cesta HD-DVD (AOD = Advanced Optical Disc) • modrý laser 405 nm • kapacita: 20 GB jednovrstvá, 32 GB dvouvrstvá přepisovatelná média • vzhledem k rozhodnutí hollywoodských producentů řešení neúspěšné
Trendy MODS (Multiplexed Optical Data Storage) • multilevel zápis • informace v pitu není dána „hloubkou“, ale „úhlem“ náběhové a koncové hrany • asymetrické pity, rozlišovací schopnost až 332 úhlů • kapacita: 250 GB na vrstvu, celkem 4 vrstvy = 1TB
Holografické disky(Holographic Versatile Disc) • data jsou v nich na rozdíl od CD nebo DVD zapisována trojrozměrně, • v hloubce aktivní vrstvy, odhadovaná teoretická kapacita – až 3,9 TB) První komerční mechaniku pro holografické disky uvedeny na trh v roce 2008 • Maxwell, Tapestry,... • cena driveru: 18 tis. $, médium: 180 $ • kapacita: na jednu plotnu 500 GB • střední doba mezi poruchami: 100 000 hodin • archivační doba: 50 let současnost: • 6 TB, 20ti vrstvový disk (Holographic Versatile Disc - HVD) • dosažitelná kapacita - 1,6 TB • přenosová rychlost – 20 - 120 MB/s průměr 130 mm, tloušťka 3,5 mm http://searchstorage.techtarget.com/sDefinition/0,,sid5_gci1311100,00.html
Holografické disky Záznam: • Při záznamu se laserový paprsek rozdělí na paprsky dva - referenční a datový. Jejich interferencí vzniknou kontrastní světlé a tmavé body - analogické pitům při záznamu CD. Nevzniknou však v ploše, ale v prostoru. Optika mechaniky je nastavena tak, že k této interferenci dochází v záznamové fotocitlivé vrstvě média. V něm tento "světelný obraz" zůstane zachován, respektive data uložena. • Jemnými změnami v úhlu referenčního paprsku, případně změnou vlnové délky lze dosáhnout toho, že v jednom místě záznamové vrstvy může být nahráno několik na sobě nezávislých datových stop. http://technet.idnes.cz/holograficky-disk-s-gigantickou-kapacitou-65-dvd-na-jedne-placce-p74-/hardware.asp?c=A070320_111031_hardware_NYV
Holografické disky • Čtení: • Při čtení se disk "prosvětluje" referenčním paprskem, optický datový záznam je tak promítán na optoelektronické čidlo, z jehož elektrického výstupu se zpět dekóduje původní datový signál. Všechny potenciální záznamy jednoho místa jsou čteny najednou (paralelně), což umožňuje dosahovat vysokých rychlostí čtení.
Holografické disky – parametry
Technické prostředky počítačové techniky Ostatní přenosná média - ZIP • měl nahradit disketu • hustší záznam • vyšší otáčky • kapacity 100, 250 a 750 MB • externí a interní mechaniky • vysoká cena
Technické prostředky počítačové techniky Flash Memory • Paměť je vnitřně organizována po blocích a na rozdíl od pamětí typu EEPROM, lze programovat každý blok samostatně (obsah ostatních bloků je zachován). • 1994 – Compact Flash • „pevný disk“ pro PDA, fotoaparáty • spousta formátů • standardní kapacita do 512 GB • příznivá cena karet i čteček • formáty • Compact Flash I a II, Memory Stick, • Secure Digital, Multimedia Card, xD, • Smart Media … • Nebezpečí Flash-disků: omezený počet zápisů (statisíce)
