Зовнішні носії ПК, програма Nero

Оскільки оперативна пам’ять зберігає інформацію лише до вимкнення живлення і об’єм її порівняно невеликий, виникає потреба у використанні пристроїв для постійного зберігання великих об’ємів інформації.
З цією метою створено багато різноманітних типів носіїв інформації. Стосовно системного блоку ПК, носії поділяють на:
зовнішні (external);
внутрішні (internal) – вбудовані в системний блок.
Носії інформації також розглядають як сукупність власне носія і відповідного приводу. В зв’язку з цим носії поділяють на змінні та постійні. А в залежності від типу носія їх поділяють на:
дискові;
на магнітних стрічках.
Сучасні носії інформації за принципом зберігання даних поділяють на такі типи:
магнітні
оптичні
магнітно оптичні.
До магнітних носіїв інформації відносять:
магнітні стрічки
гнучкі магнітні диски
жорсткі магнітні диски
носії на основі ефекту Бернуллі
носії на основі вінчестерної технології.
Магнітні стрічки
Магнітні стрічки для зберігання інформації використовують досить давно, але й нині вони знаходять досить широке застосування для резервного копіювання даних. Нагромаджувачі на магнітній стрічці поділяють на стрічки, які працюють в:
старт-стоп режимі
в потоковому режимі – стримери.
Найпоширеніші півдюймові стрічки , що використовують дев’ятидоріжковий принцип запису. Такі нагромаджувачі, як правило, використовують в серверних ЕОМ.
На відміну від них стримери містять стрічкопротяжний механізм, що працює в інерційному режимі. Стрічка в стримерах намотується на Бабіни або поміщається в спеціальні касети. Зчитування даних зі стрічки сповільнене, це пов’язане з довготривалим пошуком, тому такі носії використовують в основному для резервного зберігання інформації. Як правило, місткість такого носія становить від 60 М до 25 Г. Існує два основних стандарти – QIC (Quarter Inch Cartridge Drive Standard) та DAT (Digital Audio Type). Перевагою останнього стандарту є те, що в ролі носія інформації використовується аудіо – або відео стрічки.
Гнучкі магнітні диски.
ГМД або дискети широко використовуються в ПК, як для зберігання невеликих об’ємів інформації, так і для перенесення даних з одного ПК на інший.
На перших ПК використовувались дискети діаметром магнітного диску 5,25” дюйма (133 мм) з одностороннім магнітним покриттям і об’ємом 160 К. Їх попередником були диски розміром диску 8” (> 200 мм), що використовувались у великих ЕОМ. З розвитком технологій, збільшилась густина запису , що дозволило збільшити об’єм диску до 1,2 м.
З часом з’явились дискети з діаметром магнітного диску 3,5” (89 мм), який був розміщений в жорсткому корпусі. Це значно підвищило їх стійкість до механічних пошкоджень. Саме завдяки цьому такі ГМД є найбільш популярними. Оскільки поверхня ГМБ досить чутлива до зовнішніх впливів, то потрібно дотримуватись таких основних правил при роботі з ними:
не доторкатись відкритої поверхні диску
не згинати диск
не залишати диск біля джерел електромагнітних і теплових випромінювань.
зберігати диск від потрапляння його поверхню води, пилу.
Дискета 3,5 має:
отвір для ініціалізації об’єму диску
отвір захисту інформації
гнучкий магнітний диск
захисна шорка, яка в закритому положенні захищає поверхню диску у вікні зчитування-запису інформації
конверт
Дискети на 3,5” , за об’ємом інформації, класифікують на:
DD – подвійної щільності на 720 К.
HD – високої щільності на 1,44 М.
VHD – надвисокої щільності на 2,88 М.
ГМД типу VHD вперше були розроблені фірмою Toshiba, а надалі їх почали випускати фірми Teac, Sony, Chinon. На цих дискетах густина запису була збільшена вдвоє за рахунок використання так званого перпендикулярного методу запису.
Для запису і зчитування інформації з ГМД використовують спеціальні приводи – дисководи. Розглянемо тепер будову гнучкого магнітного диску. Поверхня будь-якого ГМД, умовно розбита на концентричні кола, які називають доріжками або треками, та сектори, що ділять доріжки на сегменти. Сучасні ГМД містять від 40 до 83 доріжки та від 9 до 21 секторів. Один сектор на диску завжди має однаковий об’єм, що дорівнює 512 байт, незалежно від розмірів самого диску. Нумерація доріжок проводиться від зовнішньої, що позначається, як 0-доріжка і зростає до середини диску. Для секторів нумерація починається з 1, від синхронізаційного отвору і проводиться проти годинникової стрілки. Для двосторонніх дисків вводиться поняття сторін, які нумеруються 0 та 1.
Отже відлік фізичних координат на диску проводиться за принципом:
.
Запис “0;0;1” означає, що це 0-ва сторона, 0-ва доріжка та 1-ший сектор.
Крім фізичних координат існують логічні координати, які називають кластерами.
Кластер – це 2n секторів, де n може бути 0, 1, 2 і т.д. в залежності від об’єму диска. Для дискет n завжди = 0, тобто кластер відповідає одному сектору.
Координати кластерів починаються з 0 і йдуть роти годинникової стрілки по спіралі зовні диску до середини, тобто 0 – кластер має фізичні координати “0;0;1”.
Принцип запису, зберігання та зчитування інформації ГМД базуються на явищі електромагнітної індукції. Поверхня ГМД складається з дрібних частинок металу і вкрита спеціальним лаком. При записуванні інформації, диск обертається в дисководі і над доріжками позиціонується записуюча головка з вмонтованим електромагнітом. При поступанні сигналу “1” на записуючу головку, в її електромагніті індукується магнітне поле, яке намагнічує частину металу, що знаходиться під нею, в певному напрямку. На диску записується біт інформації “1”. Якщо від процесора йде сигнал “0”, то струм має інший напрямок. Магнітне поле що створюється навколо записуючої головки, намагнічує частинки металу в протилежному напрямку, що відповідає біту інформації “0”. При знищуванні інформації йде зворотний процес, тобто, якщо на диску є “1” то намагнічена частина індукує магнітне поле в зчитувальній головці. В її електромагніті виникає струм, який відповідає сигналу “1” що сприймає процесор. Якщо на диску біт інформації “0”, то магнітне поле має інший напрямок, а отже виникає струм низького рівня, котрий відповідає сигналу “0”.
Аналогічні принципи зчитування-запису інформації використовуються і в жорстких магнітних дисках.
Жорсткі магнітні диски.
Зростаючі об’єми інформації та вимоги до швидкості обміну даними до створення Ж.М.Д. Перший ЖМД був створений у 1973 році фірмою IBM, і мав досить оригінальну конструкцію з одним стаціонарним і одним зйомним диском, об’ємом 30 Мб кожен. Він отримав позначення 30/30, яке співпало з позначенням автоматичної гвинтівки Winchester і тому назву “вінчестер”. З того часу всі стаціонарно закріплені ЖМД називають вінчестерами.
У цих пристроях була використана нова для того часу конструкція головок, які внаслідок створюваної дисками аеродинаміки не доторкаючись до поверхні диску “пливли” над нею на відстані 0,5 мкм. Вінчестер складається з декількох магнітних дисків, розміщених на шпинделі один над другим у вигляді циліндра. Самі диски це оброблені з високою точністю керамічні чи алюмінієві пластини, на які нанесено магнітне покриття. Між дисками знаходяться зчитувальні і записуючі головки, що розміщені на спеціальному позиціонері, що переміщується за допомогою крокового або лінійного двигуна. При використанні лінійних двигунів реалізується автоматичне паркування головок при включенні живлення.
У сучасних ЖМД крім стандартного методу запису-зчитування інформації використовують частоту модуляцію MFM (Modified Frequency Modulation) і групове докування PLL (Run Length Limited), що дозволяє значно збільшити цілісність запису.
В залежності від конструктивного виконання жорсткі диски можуть мати такі діаметри: “5,25”, “3,5”, 25”, 1,8” та 1 (MicroDrive). На нинішній день в стаціонарних ПК найчастіше використовують ЖМД розміром 3,5”, в портативних – 2,5”, а диски MicroDrive переважно у цифрових відеокамерах.
Важливими характеристиками ЖМД є ємність, середній час доступу до даних, швидкість передачі даних і середній час безвідмовної роботи.
ЖМД можуть бути об’ємом до 160Г, причому вінчестери з об’ємом меншим від 10 Г практично не встановлюється в сучасні системи.
Середній час доступу – це інтервал часу, Протягом якого нагромаджувач знаходить необхідні дані. Він є сумою проміжків часу необхідні для позитивування головки на доріжку і часу очікування необхідного сектора. При чому час очікування пропорційно пропорційно залежить від швидкості обертання – 5400 об/хв., 7200 об/хв., або 10000 об/хв., а середній час доступу в кращих моделях близько 5 мс.
Швидкість передачі даних становить до 30 Мбайт/с і залежить від інтерфейсу, до якого під’єднаний диск та об’єму кешу, який вбудований в ЖМД.
Середній час безвідмовної робота MTВF (main time between failure) – це величина, що виражає надійність приводу і становить від 20 до 500 тис годин.
Нагромаджувачі на основі ефекту Бернулі
Серед стандартних носіїв інформації можна виділити нагромаджувачі, що реалізовані на основі ефекту Бернулі.
Оскільки найбільшою проблемою в ЖМД є встановлення оптимального співвідношення між відстанню від головки до поверхні, ємність та надійність дисків, то значну роль тут відіграє розробка спеціалістів американської фірми lo meda. Вони найшли вирішення цієї проблеми, використовуючи для регулювання відстані відоме співвідношення Бернулі: тиск на поверхню, створений потоком рухомої рідини або газу, залежить від швидкості цього потоку. До того, чим більша швидкість руху газу, тим менший тиск на поверхню. Носій даних побудований за цим принципом називають картриджем Бернулі. Він має вигляд потовщеної звичайної 3,5’’ дискети. Рух повітря в системі привід – носій створюється завдяки швидкому обертанню в нагромаджувачі. Нерухомий гнукий диск з магнітним носієм прогинається під власною вагою і, оскільки він розмічений нижче головки, віддаляється від неї. При виборі оптимальної швидкості обертання, магнітне покриття носія і головку розділяє незначний прошарок (0,003 мкм), що забезпечує оптимальні режими роботи. При зниженні кількості обертів, ударах і вібраціях відстань між поверхнею магнітного носія і універсальної головки автоматично збільшується.
Перші моделі нагромаджувачів Бернулі були випущені фірмою lomega в 1986р. Тоді кожний змінний диск має ємність всього 20 М. Сьогодні ж мова йде про змінні протиударні носії ємністю приблизно 250М. Використовувані на нинішній день приводи називаються Bernoullі Multi Disk і можуть використовувати носії ємністю 35, 70, 90, 150, 250М. Як і для багатьох накопичувачів, для пристроїв типу Bernoullі існує кілька варіантів виконання: вбудоване, внутрішнє, з одинарним і здвоєними проводами.
Найбільш поширеним приводом, що працює за ефектом Бернулі є дисковод zip фірми Lomega, який вперше був продемонстрований у 1994 році. Цей дисковод є альтернативою звичайного 3,5’’ дисководу, завдяки об’єму змінного носія 100М або 250М, високій швидкості передачі даних та незначній вартості при аналогічних розмірах. Також zip lomega можна використовувати як і завантажувальний диск. Цей привід може бути реалізовано у внутрішньому і зовнішньому виконанні.
На ринок малогабаритних пристроїв, персональних асистентів і цифрових фотоапараті орієнтована нова розробка – дисковод N-hand, який при розмірах 1,7’’ має ємність 20М.
Оскільки на ринку змінних носіїв високої ємності відбувається жорстка конкурентна боротьба, то кілька фірм на основі вищенаведених стандартів розробляють свої пристрої. Так фірма Mitsumi Electronics створила дисковод UHC (Ultra High Capacity), який має зворотну сумісність з 3,5 дисководами і ємність 130М. Корпорація Sony розробила 2,5’’ міні – диск об’ємом 230М.
Розробка і виготовлення нових змінних носіїв інформації триває і на даний час.
Нагромаджувачі на основі вінчестерної технології
Серед накопичувачів на змінних жорстких дисках лідирують пристрої фірми Syquest. Інженери цієї фірми в 1983 році спроектували новий пристрій. Стандартну пластинку жорсткого диску вони помістили в окремих футляр . В результаті отримали дисковод EZ-135 , який містив 135М інформації і в свій час знайшов широке використання. Потім з’явився аналогічний дисковод від lomega. Він був значно дешевим і незабаром EZ-135 втратив свої позиції на ринку.
Як через якийсь час фірма Syquest випустила дисковод Flyset зі змінними дисками 1,5Г.
Аналогічним до дисководу Flyset є дисковод Jaz фірми lomega зі змінним диском ємністю 1Г.
До оптичних носіїв відносять:
CD – ROM;
CD – R (CD -Wo);
CD – RW;
DVD – ROM.
CD – ROM диски
Завдяки малим розмірам, великій ємності (до 680М), надійності та довговічності компакт – дисків (Compact Disk Read Only Memory або CD – ROM), такі нагромаджувачі з успіхом застосовують як пристрої для зберігання інформації. Характерною особливістю CD – ROM дисків є те, що вони можуть використовуватись лише для зчитування інформації. Записати дані на такий диск або змінити їх неможливо, тобто такі диски працюють тільки у режимі читання.
Зчитування інформації з компакт – диска відбувається за допомогою лазерного променя, оскільки такий промінь має дуже великий діаметр. Поверхня компакт – диску це гладка поверхня, на якій зроблено мікрозаглиблення. Лазерний промінь, потрапляючи на ділянку плоскої поверхні, відбивається на фотодетектор, який інтерпретує це як війкову одиницю. Промінь лазера, потрапляючи в заглиблення, змінює кут відбивання і не потрапляє на фотодетектор. Це відповідає війковому нулю.
Основним стандартом, який визначає логічні файлові формати компакт – диска, є міжнародна класифікація ISO 9660.
В той час, коли всі магнітні диски обертаються з постійною кутовою швидкістю компонент диск в своєму приводі обертається звичайною із змінною кутовою швидкістю для забезпечення постійної лінійної швидкості при зчитуванні. Таким чином зчитування внутрішніх секторів здійснюється зі збільшенням , а зовнішніх – зі зменшеним числом обертів. Саме цим обумовлюється досить низка швидкість доступу до даних для компакт – дисків порівняно, наприклад, з вінчестерами. Для різних моделей вона коливається від 200 до 400 мс.
Швидкість передачі даних для приводу визначається швидкістю обертання та швидкість запису на ньому даних і складає не менше 150 Кбайт/с. Оскільки така швидкість передачі даних є незадовільною при використанні CD – ROM – дисків сучасними прикладними програмами, на практиці використовують помноження швидкості. Тобто двошвидкісний CD – ROM Має реальну швидкість передачі даних 300 Кбайт/с і в позначенні має сивол 2х. Аналогічно широко використовують 4х, 6х, 12х,16х. Оскільки індустрія CD – ROM постійно нарощує свою продуктивність, то на даний час виготовляють приводи зі швидкістю до 52х. Автори рекомендують використовувати CD – ROM зі швидкістю хоча ю 8х, але з іншої сторони необов’язково найшвидший, тому що заявлена фірмою – виробником швидкість справджується лише при зчитуванні з зовнішньої сторони, а при наближенні до внутрішньої значно падає.
Ємність кеш-пам’яті, встановлено на приводах, становить, як правило, 64-256 Кбайт. Форм – фактор сучасно відбудованого приводу CD – ROM визначається двома параметрами: висотою і горизонтальними розміром, які відповідають5, 25 дисководу. Для завантаження компакт –диску в привод, переважно використовується один з різновидів висувної панелі.
Найвідоміші моделі приводів для CD – ROM фірми – Creative, Toshiba і LG.
Процес виготовлення компонент – диска складається із трьох етапів:
Підготовка інформації для майстер –диску;
Виготовлення майстер – диску і матриць;
Тиражування компакт диску.
Інформація у цифровій формі наносять на майстер – диск лазерним променем. Який створює на його поверхні мікроскопічні заглибини, розділені плоскими ділянками. Цифрову інформацію кодують чергуванням заглиблень і відбиваючи світло острівців. Копії негативу майстер – диску використовують для механічного пересування самих компакт дисків. Головний компакт – диск складається з полікарбанатної основи, відбиваючого і захисного шару. В якості від ображаючої поверхні, як правило, використовують напилений алюміній і діаметр такого диска 5,25 або 3,5 дюйма. На відміну від носіїв, доріжки яких мають вигляд концентричних кіл, компакт диск має лише одну фізичну доріжку в формі неперервної спіралі, що йде від зовнішнього діаметра до внутрішнього. Доріжка поділена на сектори двох типів: Mode 1 і Mode 2. перши тип секторів призначений для зберігання комп’ютерних даних, а другий для зберігання стиснутих звукових, графічних і відео даних. Перші 16 біт кожного сектора містить інформацію для синхронізації адрес сектору і його тип. Для кожного сектора Mode 1 передбачено додаткові 276 байт коду для корекції помилок, тому для даних залишається 2048 байт. Така організація даних дозволяє уникнути помилок при зчитуванні компакт – диску.
Наступним кроком в розвитку CD – ROM/ХА (extended Architecture), який дозволяє записувати звук, статичні зображення і відео в стиснутій формі на різні треки. Це дало можливість створення користувачем даних, тексту, графіки, анімації і звуку.
CD-R – диски
Якщо пристрої CD – ROM передбачають лише операцію зчитування даних, то передбачаючи майбутню популярність компакт – дисків, компанії Philips та Sony запропонували в 1991 році стандарт одноразового записування дисків CD-RW або CD-Wo. Цей стандарт описує перші ділянки такого диску:
Ділянки даних диску для:
Калібрування лазеру при записуванні;
Службові інформації в яких вказано кількість треків, координати початку і кінця;
Ділянки для запису змісту диску (Table of contest);
Ділянки даних (Program area);
Ділянка яка інформує про закінчення диску (Lead Out Area).
Хоча диски записані на CD-R та стандарті CD – ROM – диски дуже схожі, технології їх запису відрізняються принципом. При серійному виробництві CD-ROM заглибленим формується механічно, шляхом штампування. При записуванні CD-R формуються темпи і світлі плями, шляхом знебарвлення цих зон в спеціальному шарі з органічного матеріалу, який нанесено на поверхню лазерного променя на цьому і побудовано процес зчитування інформації і знебарвлення, яке фактично реалізоване шляхом випалювання лазерним променем робочого шару – процес не зворотний і може проводитись лише один раз.
Ємність носія CD-R складає від 650 М до 750 М, а його довговічність залежить від матеріалу, що використовується в якості робочого шару. Звичайно це термін придатності якого до 10 років.
Записаний CD-R диск – можна зчитувати на звичайному приводі CD-ROM, що відповідає стандарту CD-ROM/ХА.
CD-RW диски.
Наступним напрямком в розвитку оптичних носіїв інформації є перзаписувальні CD-RW диски. На відміну від CD-R, де відбиавючий шар змінює свої властивості один раз, причому незворотньо, в дисках CD-RW цей процес зворотній. Як активний шар в CD-RW використовують став Ag, In, Sb, Te, який у звичайному стані має відбілюючи властивості.
При записуванні диску в приводі CD-RW лазер працює на максимальній потужності. В потрібному місці розігріває матеріал активного шару до 600 – 700 0С, розробляючи його. В тому стані частина матеріалу втрачає відбиваючі властивості.
Для того, щоб повернути поверхню активного шару до початкового стану лазерний матеріал на середній потужності розігріває матеріал до 200 0С і відбиваючі властивості відновлюються.
Оскільки відбиваюча здатність диску CD-RW значно нижча від стандартного CD-RОМ, то диск CD-RW може не читатися старими приводами CD-RОМ.
Привід CD-RОМ здатен записувати як одноразові диски CD-R, так і перезаписувати CD-RW.
DVD диски.
DVD – цифровий, універсальний. Багатофункціональний компакт-диск. Цей носій інформації має такі ж розміри, як і CD-ROM, але вил тику ємність від 4,7 до 17 Г. Така ємність досягається завдяки зменшенню номінальної довжини впадин та кроку між доріжками.
пам’ятаючи про всезростаючі вимоги до об’ємів пристроїв постійної пам’яті фірми, що розробляють DVD пішли ще далі. Вони пропонують двошарові диски. В двошарових DVD, на відміну від звичайних, поверх шару, що відбиває лазерні промені нанесено напівпрозрачний шар і різні лазери читають інформацію кожен із свого шару.
На розробку DVD мають великий вплив і виробники відеотехніки. Оскільки вони зацікавлені в заміні відеокасет дисками DVD. Виробництво DVD значно дешевше. Вони забезпечують високу якість відео і швидкість роботи значно надійніші на низ можна записувати супровід кількома мовами.
Найважливішим чинником, що стримує застосування цих пристроїв є вартість, як їх самих, так і змінних носіїв.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать