Пристрої запису інформації

Современные устрою записи інформації.

У людини завжди була зберегти результати його праці, якщо вони матеріальними чи розумовими. З цією метою здавна використовувалися різні способи: древній людина вів запису із допомогою малюнків, т. до. не володів писемністю, з її появою писемності з’явилася можливість більш інформативне викладати свої міркування, навіщо залучатися глиняні таблички, папіруси, папір, береста і навіть кам’яні стіни. Але з недостатнім розвитком людської цивілізації, з недостатнім розвитком різних наук кількість інформації, підлягає збереженню, поступово збільшувалася і доводилося придумувати нові методи чи покращувати старі. Так ще 1041−48 рр. у старовинному Китаї стояли вжито перші досліди друкарства (Бі Шэн), що у 15−16 ст. набуло поширення у Європі, а створення 1814 друкованої машини поклало початок сучасної поліграфії. Тоді ж, в 16 в., італієць Ромнецатто винайшов «пишущее піаніно», щоправда, не яке здобуло поширення, його відтоді було запатентоване і створено близько різних конструкцій пишучих машинок, хоча практичне застосування знайшли лише 25−30 їх. Хоча це й дуже недосконалі конструкції, вони значно підняли індивідуальну продуктивність. У 1857 р. англієць Леон Скотт створив перше пристрій, регистрирующее акустичні коливання, а 1878 р. американцем Томасом Эдисоном з цього принципу створили фонограф, який дозволяв записувати і відтворювати різні звуки і людську мова. Так перші устрою механічної записи інформації, а 40−50-х рр. нашого століття з’явився перший технологія записи інформації на магнітні носії, які привели той процес на принципово нового рівня.

С розвитком комп’ютерна техніка обсяги інформацією електронній формі почали стрімко зростати. Програми для ПК тож обсяг оброблюваної і сохраняемой ними інформації обчислюється не десятками чи сотнями кілобайтів, як у світанку комп’ютерної ери, а десятками і сотнями мегабайтів, при цьому зросла і цінність самої інформації. Усе це зумовило потреба у ємних, швидких і надійних пристроях записи інформації.

На сьогодні існує 3 основних технології записи інформації: електронна (чіпи пам’яті різних видів), магнітна (жорсткі (гнучкі) диски, стримеры, нагромаджувачі на змінних дисках великий ёмкости (Iomega Zip, Iomega Jaz та інших.)), оптична (оптичні диски CD-ROM, DVD та інших.) і магнитооптическая.

Оптическая технологія.

Накопители на CD (приводи CD-ROM та інших.).

На сьогодні немає три оптичних технології (про 4-ой (DVD) мова піде в окремої главі) — це власне CD-ROM (функціонально відповідає ПЗУ, тому й ROM), дисководи WORM (Write Once Read Many times) і другий, відомий під іменами перезаписываемый оптичний, стираемый оптичний чи CD-RW (ReWritable).

CD-ROM.

Музыкальные оптичні компакт-диски прийшли змінюють виниловым в 1982 року — приблизно тоді водночас, коли з’явилися перші персональні комп’ютери фірми IBM. Ці устрою з’явилися результатом плідного співробітництва двох гігантів електронній промисловості для — японської фірми Sony і голландської Philips. Суворо певна ємність компакт-дисків пов’язані з такий цікавою історією.

Виконавчий директор фірми Sony Акіо Моріта вирішив, що компакт-диски повинні відповідати запитам виключно любителів класичної музики — трохи більше і проінвестували щонайменше. Потому, як група розробників провела опитування, з’ясувалося, що найпопулярнішим класичним твором у Японії на той час була 9-та симфонія Бетховена, що тривала 72−73 хвилини. Отож і вирішили, що компакт-диск може бути розрахований саме у 74 хвилини звучання, а точніше, на 74 хвилини і 33 секунди. Отак виникло стандарт, відомого як «Червона Книжка» (Red Book). Коли 74 хвилини перерахували в кілобайти, вийшло 640 Mb.

А фахівці Philips визначили мінімальні вимоги до якості записи звуку і регламентували, наприклад, такі характеристики аудіо компакт-дисків, як його розмір, метод кодування даних, і використання єдиної спіральної доріжки.

Две вищезгадані фірми зіграли також провідної ролі розробки першої специфікації цифрових компакт-дисків — так званої «Жовтій Книги» (Yellow Book), чи навіть CD-ROM. Вона стала основою до створення компакт-дисків з комплексним поданням інформації, тобто здатних зберігати як звукові, а й текстові і графічні дані (CD-Digital Audio, CD-DA). У цьому привід, читаючи заголовок диска, сам визначав його тип — аудіочи цифрові дані. У цьому вся форматі, проте, не регламентувалися логічні і файлові формати компакт-дисків, оскільки рішення даних питань було цілком віддано на відкуп фірмам-виробникам. Це, зокрема, означало, що компакт-диск, відповідний вимогам «Жовтій Книги», міг працювати лише з конкретної моделі нагромаджувача. Такий стан справ, особливо у з великим про комерційний успіх компакт-дисків, зрозуміло, були задовольнити виробників подібних пристроїв. У спільних інтересах потрібно було терміново знайти компроміс.

Саме тому другим стандартом де-факто для цифрових компакт-дисків стала специфікація HSG (High Sierra Group), чи навіть High Sierra. Документ носив, власне кажучи, рекомендаційний характері і було запропоновано основними виробниками цифрових компакт-дисків з метою забезпечити хоча б деяку сумісність. Ця специфікація визначала вже проводяться як логічний, і файловий формати компакт-дисків.

Створена специфікація виявилася настільки привабливою, що стандарт ISO-9660 (1988 рік) для цифрових компакт-дисків, у принципі збігався з основними положеннями HSG. Зауважимо, що це компакт-диски, відповідні вимогам стандарту ISO-9660, що визначає їх логічний і файловий формати, є сумісними друг з одним. Зокрема цей документ ще визначає, як знайти в компакт-диску його вміст (Volume Table Of Contents, VTOC). Базовий формат, запропонований в HSG-спецификации, багато в чому нагадував формат флоппи-диска. Як відомо, системна доріжка (трек 0) будь-який дискети як ідентифікує сам флоппи-диск (його щільність, тип використовуваної ОС), а й зберігає інформацію у тому, як і організований по директоріям, файлам і поддиректориям. Ініціююча доріжка даних компакт-диску починається з службової області, яка потрібна на синхронізації між приводом і диском. Далі розташована системна область, що містить інформацію про структуруванні диска. У системної області перебувають і директорії даного томи з покажчиками чи адресами інших галузей диска. Істотне різницю між структурою компакт-диска і, наприклад, дискетою у тому, що у CD системна область містить прямий адресу файлів в поддиректориях, що має полегшити їх пошук.

Міжнародний стандарт ISO-9660 описує файлову систему на CD-ROM. ISO-9660 першого рівня нагадує файлову систему MS-DOS: імена файлів можуть утримувати до 8-місячного символів, розширення імені файла (які з 3-х символів) відокремлюється від імені файла точкою. Імена файлів що неспроможні утримувати спеціальних символів («~», «-», «+», «=»). При іменуванні файлів використовуються символи лише верхнього регістру, цифри і символ «_». Імена каталогів що неспроможні мати розширень. Кожен файл має версію; номер версія відокремлюється від розширення символом «;». Каталоги може мати вкладеності 8. Стандарт ISO-9660 другого рівня дозволяє вживати в іменах файлів до 32 символів, накладаючи згадані вище обмеження. Диски, створені із застосуванням такого стандарту, що неспроможні використовуватися у низці ОС, зокрема і MS-DOS.

Специфікація CD-I (Interactive) було запропоновано 1988 року. Цей стандарт визначав використання дискового плеєра без підключення його до комп’ютера. Пристроєм відображення у разі мав стати, наприклад, звичайний телевізор. Зрозуміло, що використовувався та її стандартний звуковий канал. Крім цього, CD-I пропонувала кілька рівнів якості відтворення аудіота графічної інформації. Ця специфікація викладена у «Зеленої Книзі» (Green Book). Зауважимо, що це звані CD-I-Ready-диски є певної сумішшю між аудио-CD (Red Book) і мультимедиа-диском (Green Book). Отже, на аудиоплеере прослуховується лише звукова інформація, але в устрої CD-I відтворюється вся разом.

Стандарт CD-ROM XA було створено 1990 року зусиллями фірм Microsoft, Philips і Sony як «міст» між CD-ROM і CD-I. Отже, ХА-диск міг відтворюватися на CD-I-плеере чи привід, що відповідає стандарту Yellow Book (під час використання спеціального програмного забезпечення). Формат специфікації CD-ROM XA сумісний згори донизу з форматами, рекомендованими High Sierra і ISO-9660. Однак у нової специфікації закладена вже вулицю значно більше можливостей. По-перше, формат ПХЕ дозволяє здійснювати багато сеансовую запис на диск. По-друге, основний характерною рисою приводів CD-ROM ПХЕ є так звана техніка чергування (interleaving). Специфікація ПХЕ дозволяє одночасно зберігати на диску графічні, текстові і звукові дані, причому графіка може охоплювати як стандартні картинки і анімацію, і полнообъемное відео (full-motion).

Інший характерною рисою специфікації ПХЕ є стиснення звукових даних, що дозволяє зберігати однією диску за кілька годин аудіоінформації замість звичайних 74-х хвилин. До речі, саме через стискування мінімальна швидкість передачі повинна бути менше 150 Кбайт/с.

Ще один специфікація, затверджена 1991 року і викладена в «Помаранчевих Книгах» (Orange Books), належить до записываемым і стираемым дискам. У першій книзі йдеться про магнитооптических дисках (CD-MO), що припускають як стирання, і перезапис інформації. Друга книжку присвячено накопителям з однократної записом типу WORM. До таких накопителям ставляться устрою, відповідальні, наприклад, специфікації CD-ROM XA.

У 1993 року було анонсована ще одне книга — White Book («Біла»). У її створенні взяли участь JVC, Matsushita, Philips і Sony. У документі визначалися основні параметри видео-СД — компакт-диска, у якому можна було зберігати 72 хвилини високоякісного відео разом із стереозвуком. Збереження даних на видео-CD виходить з методі стискування інформації, званому MPEG (Motion Picture Experts Group). Видео-CD можуть відтворюватися на спеціальних видео-CD-плеерах, CD-I-плеерах зі спеціальним картриджем «Digital Video», і навіть за комп’ютером зі спеціальним платою MPEG-декодера і приводом CD-ROM.

Специфікація White Book в час ідеальним засобом зберігання цифрового відео — це єдиний стандартний шлях відтворення відео на мультимедиа-PC.

Після прийняття специфікації White Book було переглянуто і перероблено з її урахуванням перші версії стандарту Green Book. Світ цифрового відео став належати «Білої Книзі».

Наприкінці 1994 року було заанонсовані звані музичні мультимедиа-компакт-диски. Ця специфікація називається CD Plus. Такі диски містять частини, одній із яких — аудіо, іншу — CD-ROM. Записану музику можна прослуховувати на аудиоплеере, а доступом до мультимедиа-информации (та музики) може бути на привід, підключеному до ПК.

Отже, було розглянуто майже всі найпоширеніші формати зберігання даних на CD-ROM. Як було зазначено, характерною рисою всіх таких форматів був частиною їхнього на відміну від файлової системи, яка у MS-DOS. Отже, для доступу до даних, збереженим на CD-ROM, необхідно перетворення форматів. Для цього фірма Microsoft випустила спеціальний драйвер, що називається Microsoft CD Extention (mscdex.exe). Він входить у комплект поставки MS-DOS, і навіть поставляється практично з усіма приводами CD-ROM.

Устройство і принцип роботи.

Як відомо, більшість накопичувачів бувають зовнішніми і встраиваемыми. Приводи компакт-дисків у сенсі є винятком. Більшість запропонованих у час накопичувачів CD-ROM ставляться до встраиваемым. Зовнішній нагромаджувач, зазвичай, вартий більше від.

На передній панелі кожного нагромаджувача є доступом до механізму завантаження компакт-диска в привід. Також там розташовані індикатор роботи устрою (зазвичай Busy), гніздо для підключення навушників чи стереосистеми (для прослуховування аудиодисков), і навіть регулятор гучності (також і аудио-CD). З іншого боку, під час використання контейнера на передній панелі є отвір, з допомогою якого витягти компакт-диск навіть у аварійної ситуації, наприклад, а то й спрацьовує кнопка Eject.

На задньої панелі практично всіх без винятку приводів CD-ROM перебувають по крайнього заходу три розняття: интерфейсный, харчування і аудіо. Розняття висновку звуку дає можливість підключення привід до звуковий карті. Це зручно при прослуховуванні аудиодисков, оскільки вимагає перемикання акустичної системи чи навушників з однієї гнізда інше.

Крім цих разъёмов під час використання SCSI-интерфейса з задньої панелі приводу доступні також резисторы-терминаторы пристрої і набір перемичок (jumpers), чи перемикачів (switches), які визначають номер пристрої і режим роботи.

У привід компакт-дисків можна виокремити декілька базових елементів: лазерний діод, сервомотор, оптичну систему (що включає у собі расщепляющую призму) і фотодетектор.

І, зчитування інформації з компакт-диска, як і запис, відбувається з допомогою лазерного променя, але, зрозуміло, меншою потужності. Сервомотор за командою внутрішнього мікропроцесора приводу переміщає що відбиває дзеркало. Це дозволяє точно позиціонувати лазерний промінь на конкретну доріжку. Такий промінь, потрапляючи на який відбиває світло острівець, через расщепляющую лінзу відхиляється на фотодетектор, який інтерпретує це як двійкову одиницю. Промінь лазера, потрапляє у западину, розсіюється і поглинається — фотодетектор фіксує двоїчний нуль (цифрова інформація представляється чергуванням западин (неотражающих плям) й відбивають світло острівців). Як що відбиває поверхні компакт-дисків зазвичай використовується алюміній. Уся поверхню компакт-диска покрита прозорим захисним шаром.

На відміну від, наприклад, вінчестерів, доріжки яких є концентричні окружності, компакт-диск має лише одну фізичну доріжку у вигляді безупинної спіралі, яка від внутрішнього діаметра до зовнішньому. Проте одна фізична доріжка то, можливо розбита сталася на кілька логічних.

Тоді, й усе магнітні диски обертаються з їх постійним числом обертів на хвилину, тобто. з незмінною кутовий швидкістю (CAV, Constant Angular Velocity), компакт-диск обертається звичайно з перемінної кутовий швидкістю, щоб забезпечити постійну лінійну швидкість під час читання (CLV, Constant Linear Velocity). Отже, читання внутрішніх секторів здійснюється зі збільшеним, а зовнішніх — з зменшеним числом оборотів. Саме цим обумовлюється досить низька швидкість доступу до даних для компакт-дисків порівняно, наприклад, з вінчестерами.

Интерфейсы.

Досить часто фірми виробники поставляють привід CD-ROM з обов’язкової картою контролера, де реалізований так званий (власний) proprietary-интерфейс. Зазвичай це власна реалізація одній з версій інтерфейсів IDE чи SCSI. Часто для придбання нагромаджувача на CD-ROM у складі Multimedia Kit на звуковий карті перебуває саме proprietary-интерфейс. Стандартами де-факто для інтерфейсів приводів компакт-дисків стали специфікації Mitsumi, Panasonic і Sony. Однією з популярних інтерфейсів всіх приводів, включаючи приводи CD-ROM, є IDE, SCSI чи SCSI-2.

Як відомо, характерною рисою інтерфейсу IDE є реалізація функції контролера у самому накопичувачі. Саме тому підключення подібних приводів до комп’ютера виконується безпосередньо до IDE контролеру на материнської платі ПК. Цей інтерфейс підтримує, зазвичай, програмний вхід-видобуток.

Компанія Western Digital розробила так звану специфікацію Enchanced IDE. Документ підтримали практично всі головні компанії із виробництва накопичувачів. Новий інтерфейс дає можливість підключення одночасно чотирьох приводів жорстких дисків. Та найголовніше, специфікація Enchanced IDE дозволяє як збільшити кількість подключаемых пристроїв, а й використовувати інші типи пристроїв, наприклад приводи CD-ROM чи стримеры. Зокрема, Western Digital на підтримку накопичувачів CD-ROM з інтерфейсом IDE пропонує протокол ATAPI (ATA Packed Interface). ATAPI є розширенням протоколу ATA і вимагає незначних змін — у системної BIOS. У випадку використовується спеціальний драйвер. Останнім часом з’явилися нагромаджувачі, які підтримують як інтерфейс IDE, а й EIDE/ATAPI.

Як відомо, інтерфейс SCSI став однією з найважливіших промислових стандартів для підключення таких периферійних пристроїв, як, наприклад, вінчестери, стримеры, лазерні принтери, приводи CD-ROM тощо. Слід зазначити, що SCSI — інтерфейс вищого рівня, ніж IDE. Фізично SCSI-шина є плаский кабель з 50-контактными розніманнями, якими можна підключити до максимально восьми периферійних пристроїв.

Версія інтерфейсу SCSI-2 дозволяє підвищити пропускну спроможність магістралі рахунок збільшення тактовою частоти обміну та скорочення критичних тимчасових параметрів шини, застосування новітніх БІС і високоякісних кабелів. Отже реалізується «швидкісної» варіант SCSI-2 — Fast SCSI-2. «Широкий» (Wide SCSI-2) варіант магістралі, передбачає наявність додаткових 24 ліній даних завдяки підключенню другого 68-проводного кабелю (для приводів CD-ROM не застосовується). Зазвичай швидкість передачі по шині SCSI (-2) для приводів CD-ROM сягає від 1.5−2 до 3−4 Mbайт/с.

Попри стандартність інтерфейсу SCSI, проблема сумісності приводів з SCSI-адаптерами продовжує залишатися. Що стосується реалізації власного інтерфейсу підключення інших пристроїв, крім приводу CD-ROM, досить проблематично. Тут треба сказати, що є специфікація ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), яку розробила фірма Adaptec — провідний виробник адаптерів SCSI. У разі, якщо виробник SCSI-устройства поставляє ASPI-совместимый драйвер, він сумісний з усіма host-адаптерами чи интерфейсными картами Adaptec і більшості інших виробників.

Яка ж з інтерфейсів краще залучити до IBM PC-совместимых комп’ютерах для приводів CD-ROM? Хоча теоретично інтерфейс SCSI може забезпечити швидкість обміну трохи вища, ніж IDE, практично все трохи складніше. Не слід забувати, наприклад, те що, що IDE-интерфейс використовують у основному програмний вхід-видобуток, а SCSI-устройства здебільшого — передачу даних із прямому доступу до пам’яті. У однопользовательских системах програмний вхід-видобуток часто виявляється значно ефективніше. Особливо це чітко виявляється під час використання поліпшених алгоритмів кэширования. Перевага SCSI-адаптеров незаперечно насамперед в багатозадачних і многопользовательских системах. Річ у тім, що команди для SCSI-устройства може бути побудовано чергу, що звільняє процесор до виконання інших операцій. З іншого боку, якщо привід CD-ROM використовують у локальної мережі як колективне пристрій, альтернативи SCSI, мабуть, ми маємо.

З іншого боку, установка IDE-привода є досить простою. Найчастіше справедливий принцип «вмикай і працюй». Для нормальної роботи у файли конфігурації системи звичайно потрібно додавати жодних додаткових програмних драйверів.

Для SCSI-адаптера процес установки складніший. По-перше, слід про поділюваних системних ресурсах: портах вводу-виводу, прерываниях IRQ, каналах прямого доступу до пам’яті DMA, областях у верхній пам’яті UMB. По-друге, потрібно вірно визначити SCSI ID конкретної устрою, по-третє, треба говорити, сигналі парності (заборонити чи дозволити), установці термінаторів тощо. З іншого боку, файли конфігурації обов’язково би мало бути доповнені відповідними програмними драйверами адаптера і пристроїв.

Що ж до вартості, то SCSI-адаптера зазвичай, у комп’ютері немає, та її доводиться купувати додатково хоча у останнім часом з’явилися моделі материнських плат, мають вмонтовану підтримку SCSI інтерфейсу.

Основные параметри приводів.

Скорость доступа (access time) визначає середнє час (в миллисекундах), необхідне виявлення й завантаження першого блоку даних у внутрішній буфер. Стандарт MPC 1 встановлює час до однієї секунду більш-менш, та більшість сучасних приводів мають швидкість доступу близько 0.3 з. Зрозуміло, цей параметр не включає у собі час, необхідне виходу двигуна на робочий режим.

Скорость передачі данных (data-transfer rate) залежить від двох чинників — щільності даних, і швидкості обертання диска. Під щільністю у разі розуміють кількість біт (западин) на дюйм (чи міліметр). Так, для 16-битного стереосигнала якості аудио-CD (частота 44.1 кГц) швидкість мусить бути 1.4 Mbита/с. Розділивши це значення на число біт в байті (8), ми матимемо 176.4 Кбайта/с — усереднений значення для швидкості передачі. Стандарт МСР 1 визначає швидкість передачі як 150 Кбайт/с, МСР 2 — 300 Кбайт/с. Порівняно нещодавно з’явилися моделі приводів з 24-х, 32-х і навіть 40-х швидкістю передачі.

Під размером блоку данных (data block size) розуміють мінімум байт, що передаються на комп’ютер через интерфейсную карту. Інакше висловлюючись, це одиниця інформації, з якою оперує контролер приводу. Мінімальний розмір блоку даних відповідно до спецификацией МРС дорівнює 16 Кбайт. Оскільки файли компакт-диску зазвичай є досить великі, то проміжки між блоками даних мізерно малі.

Размер буфера — розмір внутрішнього буфера (кэш-памяти), в який зчитуються файли перед передачею. Стандарт МРС встановлює розмір буфера на 64-му Кбайт, але це в буфері перебуватиме близько 0.4 секунди 16-битного стереосигнала якості CD-Audio (частоти 44.1 кГц). Для швидкісних пристроїв розмір буфера може становити 256 Кбайт і навіть 1 Mbайта.

Поддержка програвання аудиодисков означає, що з допомогою приводу CD-ROM ви зможете слухати звичайні музичні компакт-диски. Цією можливістю мають майже всі сучасні моделі приводів. Деякі моделі не вимагають при цьому спеціальних програм — відтворення аудио-CD виконується на «апаратній» рівні. Для включення цього режиму на передній панелі приводу є спеціальна кнопка.

Поддержка формату CD-ROM/XA. Подразумевается використання дисків формату ПХЕ, підтримує зберігання аудіоі відеоданих єдиним блоком, куди також включається інформацію про синхронізації звуку. Дані на аудиодисках і CD-ROM зберігаються на доріжках, які вміщали 24-байтовые «кадри», що програються зі швидкістю 75 кадрів в секунду. Колізії, які дані можуть включати звук, текст, статичні і динамічні зображення. При змісті у звичайному форматі кожен тип повинен розташовуватися на окремої доріжці, як у форматі ПХЕ дані різних типів можуть зберігатися в одній доріжці.

Тип завантаження диска. Существует два типу приводів CD-ROM. У першому випадку диск встановлюється безпосередньо (наприклад, в приводах Mitsumi). У другий випадок для установки диска використовується спеціальна касета (нині вийшов із вживання).

WORM технологія.

В час технологія WORM найкраще поводиться у трьох областях: накопичення даних, зберігання резервних архівів інформації та в системах відновлення даних. Всі ці області системи WORM вносять також багато однакових фізичних достоїнств. WORM-системы зовсім добрі упорядкування баз даних, коли мається на увазі зміна записаній інформації.

Магнитооптические нагромаджувачі і нагромаджувачі типу WORM є щодо низкоскоростными проти іншими розглянутими тут пристроями зовнішньої пам’яті. Це обумовлюється кількома причинами. По-перше, оптичний носій обертається, зазвичай, з не меншою швидкістю, ніж жорсткі магнітні диски — зазвичай близько 3 тис — 4200 об./хв (проти швидкостей для винчестерских накопичувачів від 3600 до 7200 об./хв). Другий чинник — це характерна оптичного носія висока інтенсивність помилок, які слід виправляти. Оптичний носій у принципі є ненадійним (при записи/воспроизведении, але з зберіганні), ніж магнітний, і для роботи з нею потрібні складні алгоритми виправлення помилок. І це призводить до втрат швидкістю обміну даними приблизно за 3−5%. Оптичні нагромаджувачі характеризуються зустрічалися з більш тривалим часом доступу. Їх середнє час установки голівки становить від 30 до 50 мс проти 10−16 для НЖМД, а час очікування (поки потрібний сектор даних бракуватиме під голівкою чтения/записи) становить 13 мс проти 8−15 мс для НЖМД.

WORM системи використовують досить потужний лазер для записи інформації. З допомогою лазера WORM-устройства обробляють поверхню диска зміни відбивної здатності оптичних певних ділянок диска або заради видалення ямок з поверхні (це досягається рахунок зміни поверхового натягу робочої поверхні диска під впливом температури).

CD-r технологія.

Основная мета більшості розробників оптичних дисків — створення продукту, який поєднував в всі переваги оптичних носіїв (велике тривалість життя, надійність зберігання інформації, велика щільність носія) з гнучкістю, швидкістю і простотою використання звичайних магнітних дисків. З іншого боку носій може бути стираемый і перезаписываемый. Ці вимоги змогли здійснені з допомогою двох технологій.

Красящий полімер

Первым і які мають найбільшу популярність прикладом наслідків цієї технології є система THOR фірми Tandy. Як і інші зроблені за цією технологією системи THOR полягає в напівпрозорих дисках з підфарбованим внутрішнім шаром, який знебарвлюється від нагріву лазером. Змінюється відбивна здатність диска. Другий лазер розгладжує робочу поверхню диска, ефективно стираючи раніше записані дані.

Изменение фази.

В оптичних системах, використовують зміна фази, стан активного шару задля збереження нулів і одиниць цифрового коду змінюється від кристалічного до аморфному і навпаки. Матеріал, який використовується для записи, можливо, у вигляді правильно упорядкованим кристалічною ґрати або у вигляді хаотично розташованих молекул. Так, після нагріву лазером, хоча хімічний склад носія посутньо не змінився, його відбивна здатність змінюється. Через війну носій опиняється немовби що складається з світлих і темних цяток, які можуть використовуватися для кодування інформації.

Эти зміни стану ефективніше аналогічних змін носія в WORM-устройствах. Кілька продуктів використовують цю технологію щоб одержати пристроїв подвійного призначення: один дисковод працює і з WORM-дисками і з CD-r дисками. Прикладом є продукт Hewlett Packard CDWriterPlus 7200i.

Магнитооптические системи..

Все оптичні устрою можна розділити на два класу. Це нагромаджувачі, призначені для записи інформації користувачем і його зберігання, і приводи CD-ROM. Накопичувачі поділяються на устрою з однократної записом — WORM (Write Once Read Many) і перезаписываемые. В своє чергу діляться на оптичні, у яких для записи використовується промінь лазера, змінює оптичні властивості середовища, і магнитооптические, у яких запис здійснюється зміною намагниченности підкладки з ферромагнитного матеріалу шляхом нагрівання з допомогою променя лазера її невеликого ділянки в зовнішньому магнітному полі. Обидві технології забезпечують приблизно однакові параметри. Найбільшими виробниками таких пристроїв є японські компанії Sony (оптичні) і Fujitsu (магнитооптические).

Принципиальное відмінність оптичних і магнитооптических накопичувачів від приводів CD-ROM пов’язані з різними форматами записи інформації. Так, на першому класу виробів інформація розташований концентричних доріжках, як й у винчестерах, тобто запис і відтворення здійснюються із постійною кутовий швидкістю. Звідси хоча б, що у винчестерах, підхід до підвищення продуктивності - збільшення швидкості обертання і щільність записи збільшення швидкості передачі, зменшення маси зчитувального пристрою — збільшення швидкості його переміщення і зменшення часу доступу тощо. Є, щоправда, одну серйозну відмінність — необхідно забезпечувати сумісність з виробами інших фірм (оскільки носії змінні), тобто. жорстко дотримуватися існуючих стандартів. З іншого боку, необхідно забезпечувати сумісність з стандартами, т.к. щільність записи стає більше.

Запись інформацією магнитооптических нагромаджувачах складає диск із скла або прозорого полікарбонату, у якому магнітний шар із сплаву тербия, заліза і кобальту (чи інший коMbинации з участю рідкісноземельних елементів). Цей сплав володіє такими необхідними магнітними властивостями і має низьку — близько градусів Цельсія — температуру Кюрі. З допомогою променя лазера невеличкий потужності можна нас дуже швидко нагріти невелику ділянку магнітного шару, близько 0.5 кв. Мікрона, до високої температури, отже при охолодженні навіть у досить слабкому зовнішньому магнітному полі ділянку виявляється намагніченим у напрямку цієї зовнішнього магнітного поля. Поле прикладається перпендикулярно поверхні диска. Змінюючи напрям цього поля, можна зарізного намагнітіться різні ділянки, здійснюючи в такий спосіб запис інформації. Для зчитування даних використовується ефект Керра, який залежить від зміні напрямку поляризації променя, відображеного від намагніченої поверхні. Бо у тому випадку напрям намагничивания перпендикулярно поверхні диска (так звана вертикальна запис), досягається щільність записи інформацією 5 разів більше, ніж у винчестерах — понад 19 відсотків тис. Доріжок на дюйм.

Сплав, із якого виготовлена активний шар, має одну особливістю. Він при звичайній температурі (через високе коэрцитивной сили) може бути перемагничен докладеним щодо нього магнітним полем певної напруженості. Тільки за нагріванні (досягнувши температури Кюрі) відповідний ділянку активного шару перемагничивается належним чином.

В час випускається магнитооптические нагромаджувачі, призначені до роботи носіями діаметром 3.5 і 5.25 дюйма. Диски перебувають у нерозбірні картриджі, схожі на за конструкцією 3.5-дюймовые дискети, в такий спосіб, вони надійно захищені від випадкового ушкодження. Використовуючи магнитооптические диски, можна домогтися надзвичайно надійного зберігання інформації, тому що час схоронності даних визначається фактично стійкістю використаної підкладки (скло чи поликарбонат). Що ж до циклів записи, то випробуванні на 100 мільйонів циклів був помічено ніяких необоротних змін властивостей магнітного шару і підкладки. Завдяки з того що голівки чтения/записи у яких будь-коли стосуються диска, забезпечується висока опірність вібраціям і ударним навантажень. У магнитооптических дисках, на відміну магнітних, немає мимовільна спотворення інформації, що робить ці устрою придатними для довгострокового архівування даних. Не бояться впливу підвищених і знижених температур, електромагнітних випромінювань і забруднень. Термін гарантованої схоронності інформації не магнитооптических дисках, за оцінками, коливається до70 років. Ці устрою поза конкуренцією по місткості - 5.25 дюймові диски, заповнені з обох сторін, вміщають до 4.6 Gb інформації. І хоча початкові видатки придбання магнитооптического дисководу (з допомогою ціни дисководу) значно вищий, ніж придбання будь-якого нагромаджувача зі змінним магнітним носієм, завдяки високої ємності і відносно невеликий вартості самих дисків вартість зберігання інформації різними носіях виявляється яку можна.

Кроме цього у магнитооптическом накопичувачі запис даних здійснюється в такий спосіб, що дуже знижується швидкодія. На відміну від нагромаджувача типу WORM, у якому операція записи виконується за оборот диска, в магнитооптическом накопичувачі перезапис даних здійснюється протягом двох обороту: стирання, безпосередньо запис контроль.

В деяких 5.25-дюймовых МО-дисководах використовується технологія phase change (зміна фазового стану). Ця технологія дозволяється зчитувати і записувати дані за прохід, замість двох, що вдвічі скорочує час доступу. Проте, записані в такий спосіб диски несумісними з традиційними МО пристроями.

Низкое швидкодія робить ці магнитооптические нагромаджувачі непридатними до застосування як основного зовнішньої пам’яті. Ця обставина та ціна є їхньою головними вадами, які частково компенсуються пристойними посудинами і нечутливістю до магнітним полях.

Тем, хто потребує зберіганні великих обсягів інформації, компанія Pinnacle Micro пропонує 4.6 Gb нагромаджувач Apx Optical Hard Drive. Його зручно використовувати, наприклад, для звуковий і відеопродукції, і навіть для архівації. За заявою фірми Pinnacle, її нагромаджувач працює схоже само швидко, як жорстких дисків.

Технология DVD.

DVD — оптичних диски, подібні CD. Під таким девізом вже розпочато випуск нових пристроїв, знаменующих перехід до 17-гигабайтным носіям даних, і цифровому відео. Час і ми ознайомитися з новинкою. Про те, що це звичайні диски CD-ROM, народжені для записи звуку, непогані добре підходять для комп’ютерів, загальновідомо, т.к. існують складності вписування довільній інформацією структуру диска, відповідного Червону книгу. Після кілька років обговорення (і досить жорсткій конкуренції) різних варіантів поліпшених оптичних дисків, 15 вересня 1995 року, між різноманітними групами розробників було нарешті досягнуто принципової згоди стосовно технічних засадах створення нової диска. 8 грудня 1995 р. найбільші виробники приводів CD-ROM і що з ними пристроїв (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) підписали остаточне угоду, затвердивши як «тонкощі «формату, а й назва новинки DVD (Digital Video Disk), HDCD (High Dencity CD — диск високої густини записи), MMCD (MultiMedia CD). SD (Super Density — надвисокої щільності).

Впрочем, суперечки навколо нового стандарту не завершилися з прийняттям угоди — навіть назва не знаходить одностайною підтримки у лавах засновників дуже поширена версія розшифровки абревіатури як Digital Versatile Disk (цифровий багатофункціональний) диск. Якщо доля новинки буде не дуже успішна, як пророкують, вона може викликати революцію у обчислювальної техніки, а й у побутовій електроніці.

Отсутствие що єдиного розуміння технічних, і юридичиних аспектів нового вироби утрудняє як підготовку виробництва, попри швидко дедалі ширший коло учасників ліцензійних угод і почав випуску перших пристроїв.

Аппаратные кошти.

" Перший DVD форум «теж дав остаточної редакції стандартів нового носія інформації. DVD — скільки, де і. Почати з технічних характеристик.

DVD може існувати у кількох модифікаціях. Найпростіша їх відрізняється від зазвичайного диска лише, що який відбиває шар розташований не так на яким майже повну товщину (1,2 мм) шарі полікарбонату, але в шарі половинної товщини (0,6 мм). Друга половина — це плаский верхній шар. Ємність такого диска сягає 4,7 GB і відданість забезпечує понад дві години відео телевізійного якості (компресія MPEG-2). З іншого боку, без особливих зусиль на диску можуть додатково зберігатися високоякісний стереозвук (на кількох мовами!) і титри (також багатомовні). Якщо обидва шару несуть інформацію (у разі нижнє що відбиває покриття напівпрозоре), то сумарна ємність становить 8,5 GB (деяке зменшення ємності кожного шару викликається необхідністю скоротити взаємні перешкоди при зчитуванні далекого шару). Toshiba і Time Warner пропонують використовувати також двосторонній двухслойный диск. І тут його ємність становитиме 17 GB!

Уже цієї характеристики досить, аби уявити вплив, що може надати такий диск на кино/видеоиндустрию. Недарма значної частини суперечок і затримок з виробництвом пристроїв DVD викликана узгодженням різноспрямованих засобів захисту авторських прав. Цифрові системи, як відомо, зберігають якість сигналу при копіюванні вже не служать на заваді створення неліцензійних копій. Тому Асоціація кіновиробників Америки (МРАА — Motion Picture Association of America) що з Асоціацією виробників побутової електроніки (Consumer Electronics Manufacturer «p.s Association) обговорює можливості вбудовування захисту від неліцензійного копіювання у устрою, і навіть законопроекти, пов’язані із захистом від копіювання. Пропонуються як виняток можливості прямого копіювання диска, але й серйозних заходів, такі як модифікація ОС з недопущення копіювання даних, лічених з DVD інші носії. Радикальна міра — модифікація архітектури ПК з єдиною метою принципового виявлення можливого влучення DVD-данных на системну шину, звідки вони далі може бути скопійовані.

Рабочая група (Technical Working Group), що становить інтереси виробників комп’ютерів, іншого осторонь, оскільки звуження функціональних можливостей пристроїв може бути не безболісним. Зазначимо лише, що й кино/видеопроизводство прийме DVD як носій, то, враховуючи дуже низькій вартості примірника диска при багатотиражному випуску, очікується справді революційних змін — у домашньої електроніці.

Как ж досягається настільки значна збільшення обсягу інформації на DVD диску? Щоб відповісти це питання порівняємо його з знайомим нам CD-ROM. Головна відмінність, звісно, в підвищеної щільності записи інформації. Завдяки переведенню зчитувального лазера з інфрачервоного діапазону (довжина хвилі 780 нм) в червоний (із довжиною хвилі 650 нм чи 635 нм) і збільшення числової апаратури об'єктива до 0,6 (проти 0,45 в CD) досягається більш ніж дворазове ущільнення доріжок і скорочення довжини що відбивають питов (выступов/впадин).

Изменилась як фізична щільність розміщення інформації на диску, а й засоби її уявлення. Так, на зміну способу модуляції 8/14 (EFM — eight to fourteen modulation) прийшов спосіб, званий EFM+. Він відрізняється трохи інакшим алгоритмом перетворення і, вимагає введення за українсько-словацьким кордоном наступних друг за іншому 14-разрядных кодів не трьох, лише двох додаткових бітов, підтримують умова обмеженості розмірів піта буде в діапазоні від 3 до 11 бітов (т. е. між двома послідовними одиницями після кодування щонайменше 2 і 10 нулів). Отже, з кожного байта отримуємо не 14+3=17, а 14+2=16 кодових бітов. Зміна методу модуляції - лише з безлічі форматних змін, які у цілому збільшити обсяг сохраняемых даних. Власне перехід до EFM+ додають ще майже 6% обсягу диска. Більше потужний механізм корекції помилок RS-PC (Red Solomon Product Code) заповідається бути значно стабільнішим до можливим помилок відтворення.

Из неназваних ще характеристик відзначимо номінальну швидкість передачі - 1108 Кб/с, підтримувану при постійної лінійної швидкості (CLV — constant lineal velocity) 4 м/с.

Не слід особливо радіти — поповнюється порядок ще й обсяг даних, які потрібні хотілося б прочитати безпомилково. З іншого боку, різке зменшення окремих елементів на що відбиває поверхні неминуче призведе до підвищення кількості випадкових збоїв під час читання.

Стандарты, формати, файли.

Пользователи, активні, працьовиті з компакт-дисками, знають, наскільки різноманітні як важко сумісні різні види цих дисків. Нічого дивного. Стандарти де-факто різні види дисків приймалися часто в конкурентної боротьби. З DVD все може бути інакше: цей прилад представляється майже єдиним високотехнологічним технічним рішенням останніх десятиліть, стандарти якого обговорюються такої великої групою виробників (до альянсу ввійшло понад десять найбільших корпорацій).

Как і стандарти на CD, вимоги до DVD викладені у «книгах ». Але, на відміну вже знайомих нам «кольорових книжок », ці «упорядковані за алфавітом ». Нині обговорюються п’ять книжок — від «А «до «Є «. Книжка може містити близько трьох частин. У цьому, у частині описуються фізичні специфікації, на другий — файлова система, а третин — докладання. Перші три книжки визначають, відповідно, ROM, Video і Audio DVD, використовуючи однаковий фізичний формат носія, який виготовляється «штампуванням », і файлову систему. Файлова система цих стандартів перехідна (UDF-Bridge). Вона забезпечує коMbинацию можливостей CD-ROM файлової системи ISO-9660 та Закону нової системи Universal Disk Format — UDF, розробленої Optical Storage Technology Association (OSTA) і реалізує рекомендації ISO/IEC 13 346. Дві інші стандарту D та О поширюються на записувані (DVD-R (recordable) чи інакше DVD-WO (write once)) і перезаписываемые (DVD-RAM, DVD-W (rewritable) чи інакше DVD-E (erasable)) диски. На відміну від CD, диски DVD народжуються відразу із можливістю запису, і навіть перезапису інформації. Але ці стандарти найменш усталені. Окремо слід сказати про сумісності вже існуючими дисками. Така сумісність стандартами року потрібно. Проте переважна більшість виробників готує устрою здатні зчитувати CD-ROM з допомогою використання спеціально сконструйованої оптичної голівки, яка має можливістю перенастройки, і навіть з допомогою установки додаткового об'єктива.

Итак, що таке DVD?

Это — носії інформації. які мають таку ж розміри, як і компакт-диски, але мають дуже великі ємністю — від 4,7 до 17 GB, залежно від формату. Останнє значення майже 25 разів більше максимальної ємності компакт-дисків, складової 682 MB, і кілька років тому я здавалося немислимим.

Однако технологія DVD має уразливі місця. Наприклад, згадувана проблема, пов’язана з стандартами і коштами захисту від копіювання.

Тем щонайменше, потреба користувачів в пристроях зберігання інформації місткістю кілька гігабайтів, швидше за все, переважить, тому запросто можна стверджувати, що знижує успіх технологіям DVD-ROM, DVD-Recordable (DVD-R) і DVD-RAM гарантовано.

" …не буває багато «Додаткова пам’ять не зашкодить. Кілька мегабайт пам’яті для мультимедиа-приложений — лише «розминка », при цьому дедалі більше компаній поставляють документи, бази даних, і різне ПО на дисках CD-ROM. Забезпечувана технологією DVD-ROM висока щільність записи дозволяє вмістити однією цифровому відеодиску дані, занимаюшие кілька дисків CD-ROM. З іншого боку, вона забезпечує високу продуктивність.

Напримеp, популярний США електронний телефонний довідник PhoneDisc PowerFinder USA, у якому 112 млн телефонних номерів, використовує шість дисків CD-ROM, і навіть за наявності устрою їхнього зміни доступом до потрібної інформації збувається доволі повільно. Але вийшла нова версія цього продукту на диску DVD, який повністю вмешает всю згадану базі даних розміром 3,7 Gb, причому що й залишається вільне місце. Нова технологія напевно буде до душі і розробникам мультимедиа-приложений, адже розміщувати всієї що входить у докладання реалістичною графіки, відеокліпів і стереофонических звукових фрагментів одного диска CD-ROM замало. У той самий час, наприклад, розроблена компанією Sierra гра Phantasmagoria, що становить сім дисків CD-ROM, легко вміщується однією DVD-ROM.

Для досягнення високої густини запис у дисках DVD використовуються чотири методу. Перші дві грунтуються більш досконалої техніці виробництва дисків і застосування лазерів з не меншою довжиною хвиль. Компакт-диски і DVD зберігають дані у вигляді мікроскопічних заглиблень. що пропагують двоичные нулі і одиниці. У компакт-дисках мінімальна довжина поглиблення становить 0.834 км, а DVD — 0,4 км. Це дозволяє під час виробництва дисків розміщувати виїмки більш компактно. З іншого боку, яка містить дані спіральна доріжка в дисках DVD має крок 0,74 км. а компакт-дисках він досягає 1,6 км. Для зчитування інформації з DVD використовується червоний лазер із довжиною хвилі від 635 до 650 їм. дисководи ж CD-ROM оснащені інфрачервоним лазером із довжиною хвилі 780 їм. Реалізовані в дисководах DVD діоди з урахуванням червоного лазера аналогічні диодам. широко які у пристроях для зчитування штрихового коду.

Уменьшение розмірів заглиблень і кроку спіральної доріжки сприяло збільшення ємності дисків майже сім разів: від 632 Mb в компакт-дисках до 4.7 GB в DVD. З огляду на невпинного зростання вимоги до пристроям масової пам’яті, компанії-розробники DVD (серед яких особливо слід виділити Philips, Sony, Toshiba і Matsushita) пішли ще: вони пропонують двошарові і двосторонні диски.

Наиболее вражаючою технологією є використання для записи інформації двох верств. Традиційно все компакт-диски і DVD складаються вже з шару відбиває матеріалу (зазвичай алюміній), який нанесена що містить згадувані вище поглиблення вуглецева плівка (polycarbonate substrate). Промінь лазера відбивається від імені цієї шару й потрапляє на фотодетектор. У двошарових ж дисках DVD поверх відбиває шару завдано напівпрозоре шар і різноманітні лазери в дисководах DVD забезпечують зчитування інформації з кожного з цих верств.

Такой підхід дає змогу збільшити ємність диска майже двічі: який відбиває шар забезпечує 4.7 Gb. а напівпрозоре — 3.8 Gb (ємність менше через дешевше що відбиває спосоопостн даного шару). Отже, повна ємність диска становить 8,5 GB, а чи не 9,4 GB. Але якщо і цього досить, можна зберігати дані обох сторони диска. Двосторонні диски складаються з цих двох вуглецевих плівок для зберігання даних, що є по обидва боки відбиває шару, поверх яких то, можливо завдано ще й з напівпрозорому прошарку. Можлива ситуація, коли один бік містить один, іншу — два що відбивають шару. Отже, ємність двосторонніх DVD може становити від 9,4 до 17 GB. Щоправда, такі диски мають значення і деякі недоліки. Тоді, як мітки на звичайних дисках непрозорі для променя лазера, двосторонні диски DVD вимагають використання таких спеціальних голографічних міток. З іншого боку, двосторонні диски DVD чутливіші до ушкодженням поверхні, що у них як вуглецева плівка, і відбивають верстви тонше.

Теперь, коли є зокрема можливість використання однеі двосторонніх, і навіть однеі двошарових дисків, виникла потреба по крайнього заходу за п’ять фізичних форматах. Але це ще все. Очікується поява дисків DVD-R. Ідейно вони подібні CD-R, у яких замість вуглецевої плівки використовується шар органічного барвника. Запис виробляється шляхом випалювання отворів у тому шарі. Щоправда, через деяких обмежень, що з застосуванням барвника, ємність односторонніх дисків DVD-R менше, ніж DVD-ROM (близько чотирьох GB проти 4,7 GB). З іншого боку, така технологія не адресований створення двошарових дисків.

В DVD-RAM задля забезпечення можливості многократной перезапису використовуватиметься матеріал, у якому одночасно можуть співіснувати дві фази (rewritable phase-change material). Ємність цих дисків буде ще менша, ніж DVD-R — приблизно 2,6 GB для один бік. Як стверджує Арьен Боумен (Arjen Bouwman), директор по маркетингу DVD компанії Philips, можливість створення двошарових дисків DVD-RAM існує, проте перші такі диски все-таки будуть однослойными.

Кроме дисків діаметром 120 мм, стандартом DVD також передбачена перспектива виготовлення дисків і з діаметром 80 мм. Попри те що. що й ємність на 70% менше. можуть знайти широке використання у мобільних системах. Хоча це й свої 120-миллиметровые побратими. є підстави однечи двосторонніми, однечи двошаровими. із можливістю однократної записи чи перезаписываемыми.

Сейчас обговорюється можливість створення дисководів DVD, які забезпечують читання інформації із постійною кутовий швидкістю і голову постійної лінійної швидкістю. Нині стандартами на компакт-диски і DVD підтримки постійної швидкості побітового зчитування інформації передбачені дисководи із постійною лінійної швидкістю. Вони швидкість обертання диска принаймні початку внутрішнім (коротшим) доріжками поступово збільшується. У той самий час у дисководах із постійною кутовий швидкістю лінійна швидкість елемента диска залежить від цього, якою відстані від центру він перебуває. Тому, за переміщенні до внутрішнім доріжками швидкість побітового зчитування інформації зменшуватиметься, проте швидкість доступу у своїй збільшиться, оскільки диск зайве буде розганяти чи гальмувати при переключенні з одного доріжки в іншу. Це буде вигідно під час роботи з додатками, інтенсивно обращающимися до диска, приміром, із базами даних.

Еще одним форматом є гібрид СD/DVD. У цьому вся диску напівпрозоре шар DVD то, можливо розміщений поверх повністю відбиває шару CD. Більше тонкий шар DVD (завтовшки 0,6 мм) буде практично прозорим для існуючих дисководів CD-ROM і CD-плееров, інфрачервоні лазери яких забезпечать зчитування інформації з внутрішнього шару CD завтовшки 1,2 мм. Такий гібридний диск можна використовувати в дисководах обох типів.

Сравнение DVD і CD: поглиблення менше, а доріжки щільніше.

Возможно навіть створення універсальних дисководів CD/DVD, хоча й не передбачено стандартом DVD. Натомість. щоб використовувати у своїй два лазера (червоний і інфрачервоний), компанія Mitsubishi пропонує поміщати по дорозі лазерного променя дві різні лінзи, які змінюють довжину хвилі випромінювання від 635 до 780 нм. Ще один оригінальний рішення пропонує компанія Matsushita. Ідею у тому, щоб пропускати промінь лазера через несферическую лінзу зі спеціального скла (aspheric molded-glass lens), на поверхню якої нанесена специфічна голографічна картина. Завдяки явища дифракції довжина хвилі випромінювання змінюється залежно від цього, від якого диска — CD чи DVD — зчитується інформація (очевидно, в обох випадках використовуються явища нелінійної оптики, по скільки лише вказують змінювати довжину хвилі випромінювання).

Так, коли ви уважно вивчите будова одностороннього DVD, то напевно звернули увагу, що він, як і двосторонній диск, містить дві вуглецеві плівки, розділені шаром відбиває матеріалу, у своїй одне з них не використовується. Це є результат-ом те, що альянс Toshiba-Time Wamer відстоював двосторонні диски, потребують подоопого скріплення плівок. Товщина однієї плівки дорівнює 0,6 мм, а товщина двох скріплених плівок — відповідно 1,2 мм. Використовувати ж єдину плівку завтовшки 1,2 мм неможливо тому. що лазер вміщує читання даних «на глибині «саме 0,6 мм. Отже, односторонній диск повинен мати дві плівки завтовшки 0,6 мм кожна, хоча тільки одне з них корисною.

Что саме стосується Sony і Philips, то умови та вимоги вони підкріплювали такими аргументами: по-перше, виробництво дисків зі скріпленими плівками коштує дорожче, по-друге, під час використання двосторонніх дисків їх перевертати вручну. Звісно, можна кожної боку пристосувати окремий лазер, але ці майже двічі підвищило б вартість будівництва і складність дисководу DVD. Понад те, у разі розміри його такі великі, що він навряд чи вміститься в стандартному гнізді дисководу. У той самий час представники Toshiba і Time Warner стверджують, що технологія скріплення плівок цілком закінчена (вже застосовується кілька років під час виробництва 12-дюймовых лазерних видеодисков) І що двосторонні диски DVD мають велику ємність. У кінцевому рахунку, останній аргумент є вирішальним.

К щастю, обидві сторони виробили згоду щодо логічного формату. До сьогодні йшлося і про фізичних форматах, т. е. про фізичних методах зберігання даних на диску. У той самий час логічний формат визначає структуру файлів на диску. Усі диски DVD відповідатимуть стандарту Universal Disk Format (UDF), що є частиною oпpcделяющего методу обміну даними стандарту ISO-13 346.

Стандарт UDF полегшує створення дпсков, які можуть опинитися использо-ваться під час роботи з нсколькими операцинными системами) включаючи DOS, Windows, OS/2, MacOS і UNIX. Коли цих ОС буде підтримка UDF (з допомогою нових драйверів чи розширень), вони можуть распознапать будь-який диск DVD. Фактично UDF «абстрагує «такі специфічні особености операційними системами, як угоди про іменах файлів, побайтовой структурі (byte ordering). Звісно, иcполняемые програми працюватимуть тільки під управлінням одній ОС проте дані можна переносити з одного платформи в іншу.

Следует відзначити, що коли спочатку підтримка сгандарта UDF забезпечать ні в всіх операційних сислемах, перші диски DVD-ROM міг би cтать своєрідним перехідним ланкою, бо в на них можна розмішати які стосуються у тому ж даним файлові структури UDF і ISO-9660 (стандарт для дисків CD-ROM). У той самий премя видеоплееры DVD зможуть розпізнавати лише диски, відповідні спеціальному «подстандарту «UDF, саме Micro UDF. Власне, це той самий UDF, але передбачено, що видеоплееры шукають потрібні файли в синальном каталозі. Це дозволяє розробникам розміщувати іа одному диску як відео, для перегляду якого необхідна звичайна 6ытовая видеодека, і дані для комп’ютерів. для читання яких дисковод DVD-ROM. Наприклад, компанія Walt Disney міг би поставляти мультфільм «The Hunchback or Noire Dame «і комп’ютерну гру його основі однією диску.

Магнитная технологія..

Технология записи інформації на магнітні носії з’явилася порівняно недавно — приблизно середині 20-го століття (40-ые — 50-ые роки). Але вже кілька десятиріч через — 60-ые — 70-ые роки — це технологія стало дуже поширеної в усьому світі.

Очень давно світ перша грамплатівка, яку як носія різних звукових даних. Сама технологія записи на платівки було досить простий. З допомогою спеціального апарату у спеціальній м’якому матеріалі, вінілі, робилися засічки, ямки, смужки. І цього виходила платівка, що було прослухати з допомогою програвача. Програвач складалася з: механізму, обертаючого платівку навколо своєї осі, голки і трубки.

Приводился на дію механізм, поводить платівку, і ставилася голка на платівку. Голка плавно пливла по канавкам, прорубаним в платівці, видаючи у своїй різні звуки — залежно від глибини канавки, її ширини, нахилу тощо., використовуючи явище резонансу. Затим, труба, яка була при самій голки, посилювала звук, «высекаемый» голкою.

Почти така сама система і використовують у сучасних (і використовувалася раніше теж) пристроях зчитування магнітної записи. Функції складових частин не змінилися, тільки помінялися самі складові - замість вінілових платівок тепер використовуються стрічки з запиленим ними згори шаром магнітних частинок; а замість голки — спеціальне считывающее пристрій. Магнітна стрічка складається з смужки щільного речовини, яку напыляется шар ферромагнетиков. На ця верства «запам'ятовується» інформація. Процес записи також нагадує процес записи на вінілові платівки — з допомогою магнітної індукційною замість спеціального апарату.

На голівку подається струм, який спричиняє дію магніт. Запис звуку на плівку завдяки дії електромагніта на напилювання. Магнітне полі магніту змінюється залежно від сигналу, і таким чином магнітні частинки (домени) починають змінювати своє місце розташування лежить на поверхні плівки в певному порядку, залежно від на них магнітного поля, створюваного електромагнітом.

Напыляемый тонкоплівковий носій.

В середині 1980;х років стався масовий перехід із щодо нестійкого оксидного покриття магнітного матеріалу (який завдавався методом поливу) на напыляемый тонкоплівковий, який би більш гладку і стійку до зовнішніх впливів поверхню. Це дозволило б наблизити голівки чтения/записи до магнітному прошарку і збільшити щільність записи. З іншого боку, під час використання технології напилювання можна було поверх магнітного шару наносити захисний вуглецевий шар, твердість якого порівнянна з твердістю алмазу.

Улучшенные мастильні матеріали.

Тонкопленочная технологія дозволила створити лежить на поверхні дисків ковзний шар, що перешкоджає «залипанию» головок (хто інколи трапляється з колишніми накопичувачами з оксидным покриттям). Навіть тому разі, коли за зупинці нагромаджувача голівки опускаються на поверхню диска, його теоретичний термін їхньої служби не зменшується.

Облегченные голівки.

Новые матеріали і конструктивні рішення дозволили предохранять носій і такі від руйнації - голівки чтения/записи «ширяють» від поверхні магнітного носія в розквіті на кілька мікрон.

Линейный привід голівки чтения/записи.

Благодаря лінійному сервоприводу значно скорочується час пошуку це й переходу з доріжки дорогу. Керуючий мікропроцесор стежить те, щоб голівки не виходили на робочу поверхню до того часу, поки шпиндельные набере потрібної швидкості.

Все перелічені інновації разом із останніми досягненнями у сфері сервоприводов, методів чтения/записи, динамічної корекції помилок, і застосування понад великих інтегральних схем дозволили істотно поліпшити характеристики накопичувачів на магнітних дисках.

Накопители типу Bernoulli.

Этот нагромаджувач є, очевидно, самим унікальним. Натомість, аби «йти шляхом застосування жорсткого магнітного диска, що мати захист проти несприятливих зовнішніх чинників, зокрема забруднень і вібрацій, інженери компанії Iomega розробили з урахуванням принципів динаміки потоків, вперше сформульованих швейцарським математиків XVIII століття Даніелем Бернуллі, оригінальний принцип дії системи «гнучкий магнітний диск-головка чтения/записи».

Головка чтения/записи, спроектована з огляду на вимоги аеродинаміки, «плаває» від поверхні гнучкого диска Бернуллі. Повітряні потоки, виникаючі внаслідок обертання диска дуже швидко, викликає вигин частини поверхні диска, що під голівкою чтения/записи, у напрямку останньої. Проте диск не зтикається з голівкою, з-поміж них залишається невеличкий досить стабільний запор, що забезпечується потоками повітря, рівняння для описи яких вперше запропонував Бернуллі.

Какое-либо зміна нормальні умови роботи нагромаджувача Бернуллі (наприклад, через удару чи появи цятки забруднення лежить на поверхні диска) викликається порушення ефекту Бернуллі і призводить до того що, що диск відступає від голівки, замість зіштовхнутися з ній (як і було б на звичайному вінчестері). Завдяки цьому виключається можливість відмов нагромаджувача, оскільки обертався диск практично неможливо зіштовхнутися з голівкою. Тому диски Бернуллі самі удароустойчивые.

Сам нагромаджувач Бернуллі, хоча є гнучким і з вигляду нагадує звичайну дискету, дійсності може експлуатуватися до п’яти років у режимі считывания/записи — тобто. характеризується удвадцятеро більшої довговічністю, ніж дискета, — за даними постачальника. Носій з бариево-ферритовым покриттям як дозволяє записувати дані з втричі вищої щільністю ніж носій зі звичайних винчестерских накопичувачів чи НГМД, а й відрізняється значно більшу стійкість до зносу, ніж в звичайних дискет.

Накопители Бернуллі за швидкістю доступу не поступаються ряду широко використовуваних накопичувачів на жорстких дисках із середнім швидкодією. Приміром, Bernoulli230 має ємність однієї касети 230 Mb, строенный кеш 256 Кб, інтерфейс SCSI-2 чи IDE та палестинці час доступу 12 мсек.

Жёсткие диски.

Жёсткие диски є найбільш распространёнными пристроями зберігання інформації, оскільки вони мають такими характеристиками, що найбільше приваблюють користувачів. Це висока продуктивність, обумовлена малим часом доступу і високої швидкістю записи/считывания інформації, надійність її зберігання, великі обсяги і мала вартість із розрахунку на 1 Mb інформації.

Жёсткий диск — це єдина система, зібрана з кількох частин. Частина її запитує в BIOS, а коди жорсткого диска зберігаються на системної плати ПЗУ. Зв’язок диска і системи реалізується через інтерфейс. Тут сигнали стають взаимопонятными для дисководу й у ПК. Інтерфейс може реалізовуватися окремим дисковим контролером чи через електроніку, вмонтовану в дисковод. Існує безліч інтерфейсів жорстких дисків, які можуть і коїться з іншими пристроями. Це IDE, SCSI, SCSI-2, W-SCSI, U-SCSI тощо. Інтерфейсом, найчастіше які у настільних системах, є IDE. Серед інших він відрізняється швидкістю роботи, але найсучасніші рішення дозволили наблизити його показники до систем, працюючим на інтерфейсі SCSI, по крайнього заходу в настільних системах. Інші ж інтерфейси знайшли своє застосування головним чином мережевий індустрії як нагромаджувачі для серверів.

Сам диск є коло з жорсткого матеріалу (алюмінію чи скла), званого підкладкою і котрий дає можливість магнітному носію використовуватися для зберігання цифрових кодів. Підкладка розробляється те щоб бути як можна більш пласкою і не змінювати свою форму під час роботи.

Крошечные області носія лежить на поверхні підкладки, бережуть за одним битку інформації, називаються магнітними доменами. Для проведення операцій чтения/записи і позиціонування головок використовується спеціальний механізм.

Для роботи жёсткому диску необхідно реалізувати 3 функції: потрібно підсилити слабкі логічні сигнали до значень, здатних змінити магнітну спрямованість доменів під час записи інформації та розрізнити слабкі сигнали магнітного покриття при зачитуванні і перетворити в форму, зрозумілу іншої системі; голівка диска повинна позиціонуватися з точністю до домену і під час операцій чтения/записи; підкладка повинна обертатися із, як можна більш постійної швидкістю, щоб послідовне чергування доменів по радіусу відбувалося через рівні інтервали часу. Відмінності характеристик кожній частині впливають на продуктивність всього жорсткого диска загалом і сумісність комп’ютерних систем.

Принцип дії у жорстких дисків залишився незмінним, хоча різні елементи постійно піддаються вдосконаленням. Так, на сьогодні швидкодія жорстких дисків сягає 7 мс, швидкість передачі кілька десятків Mb/с, а ёмкость 17 Gb.

Массивы жорстких дисків.

Массивы жорстких дисків використовуються там, де необхідно зберегти величезні обсяги береженої інформації та у своїй зробити мінімальним ризик втрати цієї інформацією результаті будь-якого збою. Обсяг сучасних масивів жорстких дисків може становити кілька сотень терабайт.

Идея масивів елементарна: об'єднати кілька жорстких дисків до створення масиву віртуальної системи. Але це просте підключення кількох дисків одного контролеру. У масиві робота дисків координується, і спеціальний контролер розподіляє з-поміж них інформацію. Обертання кожного диска в масиві синхронізоване, й у байт даних може зберігатися на кількох дискових поверхнях.

Очевидное перевагу — ёмкость. На двох дисках може зберігатися більше, ніж одному, але в чотирьох — більш як двох. Але масивна технологія дозволяє прискорити процес обробки інформації та збільшити надійність. Секрет у способі об'єднання дисків в масив. Не утворюють послідовність, коли відразу після заповнення одного диска починає заповнюватися інший. Натомість кожен байт інформації ділиться між дисками. Наприклад, у системі з чотирма дисками два біта кожного байта роблять перший диск, такі два другого тощо. Отже, кожен байт даних обробляється учетверо швидше, ніж у однодисковой системі.

Выигрыш в ёмкости і продуктивності підкріплюється великий надёжностью системи. Ключ — у надмірності. При розбивці інформації між дисками вона записується з перекриттями. Наприклад, у системі з чотирма дисками за кожен диск записується за 2 біта, а, по 4. Так, на перший диск запишуться перші чотири біта, другого теж чотири, але починаючи з третього, втретє - починаючи з п’ятого тощо. Така технологія дозволяє відновити втрачену щодо одного місці інформацію чи навіть разі виходу з експлуатації цілого диска.

Такие диски називають захищеними від збоїв. Приведений вище приклад показує примитивнейший алгоритм роботи масиву. Поліпшені способи кодування дозволяють уникнути дублювання кожного біта. Понад те, повреждённый диск то, можливо замінили без роботи іншої системи.

Электронная технологія..

Электронная технологія нині застосовується у мікросхемах пам’яті щодо різноманітних пристроїв й у чіпах, де зберігаються системні настройки ПК чи інших пристроїв (наприклад, BIOS). Електронна технологія дозволяє домогтися продуктивності в тисячі разів вища, ніж у сусідніх пристроях накопичення інформації, з меншими розмірах і втрачає з меншими енерговитратах. Сучасні чіпи мають обсяг 256 Mb при швидкості доступу менш 10 нс.

Наиболее часто що використовуються типом пам’яті є DRAM (Dynamic Random Access Memory). Вони називаються динамічними оскільки зберігають дані як електричних зарядів, які повільно розряджаються і дружина мають періодично оновлюватися задля забезпечення достовірності збережених даних.

В разі звичайних DRAM-микросхем кожному чипу потрібно період відновлення між послідовними операціями читання чи записи, що може викликати зниження загальної швидкості системи у разі кількох послідовних інтерпретацій такому чипу. Час, потрібної для згаданого відновлення, називається часом доступу чіпа, і може представляти принципове обмеження для швидкості всієї пам’яті системи.

Для мінімізації затримок, гаданих у разі послідовних інтерпретацій чипу пам’яті, було створено мікросхеми пам’яті інших типів. Чіпи пам’яті сторінкового режиму дозволяють повторний доступ у межах блоку пам’яті в чіпі без часів відновленої. Схожий тип мікросхем, які називаються static-column RAM-микросхемами, дозволяє який повторювався доступ не більше колонки, і це також веде до обмежень швидкості.

Статическая RAM цілком іншу технологію пам’яті, коли він дані зберігаються шляхом зміни розташування електронних перемикачів, званих флип-флопы. SRAM-микросхемы не вимагають періодів поновлення і мають вищу швидкодію, ніж DRAM-микросхемы.

Микросхемы видео-RAM — це спеціальний варіант DRAM-микросхем з цими двома портами, коли дані можуть записуватися в чіп і водночас зчитуватися з іншого порту. Цей тип пам’яті застосовується у видеоадаптерах, оскільки вона дозволяє оновлювати зображення (вести запис в чіп) тоді, коли дані потім із нього посилаються на екран. Існує й WRAM (Window RAM), запропонована фірмою Samsung, що також застосовується у видеоадаптерах.

Существуют й інші види пам’яті. Це PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM) — пам’ять, яка то, можливо зазнала багаторазовому стирання і перепрограмування (стирання зазвичай означає те, що чіп зазнає сильному ультрафіолетового випромінювання через спеціальне віконечко у верхній частині корпусу), EEPROM (Electrically Erasable ROM) — той самий, але з допомогою електричних сигналів, але з як-от у разі DRAM. Flash-ROM — це спеціальна різновид EEPROM, але пристосована для частих стираний і перепрограммирований. Також, нещодавно у комп’ютерній індустрії стала використовуватися SDRAM і RDRAM (Synchronous DRAM і Rambus DRAM) — пам’яті з дуже маленькими часом доступу і конвеєрної організацією.

Заключение.

Современные технології записи інформації продовжують стрімко розвиватись і. Особливо у останні роки. Прогрес рухається у бік зростання ёмкости, збільшення швидкості і надёжности систем збереження інформації. Ті рішення, які ще вчора були прийнятні лише серверів, сьогодні стають нормальними для звичайних домашніх робочих станцій або навіть працею задовольняючими їхніх життєвих потреб. Це дуже нормально, т.к. продуктивність процесорів стрімко росте, а програми наділяються все великими великими здібностями. Усе це супроводжується постійним зниженням цін, що робить новітню техніку порівняно доступною.