Záznamová média Informační systémy 2 Záznamová média Růst datových potřeb Pojem velkokapacitní se mění v čase Dříve několik MB, dnes stovky GB až TB 14.5.2014 1
Záznamová média Stručný vývoj 14.5.2014 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... 2
Záznamová média Pevný disk 1956 IBM RAMAC 305 50 kotoučů kapacita 5 MB 14.5.2014 3
Záznamová média 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 14.5.2014 4
Záznamová média Dělení záznamových médií magnetická optická ostatní Hard disk Disketa Pásky CD DVD Blue Ray Disc Holografický disk 14.5.2014 ZIP MO média Flash memory 5
Záznamová média Magnetická média nosič potažený tenkou feromagnetickou vrstvou záznamová hlava polarizuje částice v magnetické vrstvě lze je snadno poškodit pásková, disková (pevné disky, pružné disky) 14.5.2014 6
Způsob záznamu Disketa/disk sektor formátování: BOOT RECORD FAT ROOT DIRECTORY stopa cylindr (všechny stopy nad sebou ROZDÍL: identifikátor stopy identifikátor sektoru možnost vlastního formátování záznam na 1 stopu 1 sektor: 571 B neformátovaných dat 512 B formátovaných dat 14.5.2014 7
Způsob záznamu Disky Osa Plotny (disky) Čtecí a zapisovací hlavy P Vzduchotěsné pouzdro Řídící jednotka Vyrovnávací paměť 14.5.2014 8
Způsob záznamu Disky cylindr hlavička vystavování hlaviček: krokový motorek vystavovací cívka (lineární motor) formátování: BOOT RECORD FAT ROOT DIRECTORY access time: doba vystavení + doba čekání prokládání (interleave) zone bit recording (ZBR) 14.5.2014 9
Disky 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) BOOT RECORD ROOT DIRECTORY VFAT #2 VFAT #1 (12 32 bitů) NTFS (New Technology File System) -náhrada FAT -VFAT 14.5.2014 10
Způsob záznamu NTFS je upřednostňovaný systém souborů pro Windows 7 + 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 omezení velikosti - v oddílu FAT32 nemůžete uložit jeden soubor větší než 4 GB. 14.5.2014 11 +
Magnetická média Pevné disky Vzdálenost hlav od povrchu plotny 14.5.2014 12
Magnetická média Pevné disky Disková pole (RAID = Redundant Array of Independent {Inexpensive} Disks) vícenásobné diskové pole levných disků je typ diskových řadičů, 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) 14.5.2014 13
Magnetické pásky Způsob záznamu používány od dob sálových počítačů kontaktní záznam pomalé sekvenční vyhledávání dat (musíme přetočit část pásky) použití: zálohování, archivace - IBM až 200 stop na šířku pásky kapacity okolo 1 TB zápis rychlostí 100 MB/s vhodné pro zálohování 14.5.2014 14
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 14.5.2014 15
Technické prostředky počítačové techniky Compact Disc Způsob záznamu: původně pro záznam zvuku Pit Pole Disk Čočky z polykarbonátu průměr 12 cm Čočky tloušťka 1,2 mm zápis do spirály, laser 780 nm metoda CLV (Constant Linear Velocity) pity (díry) vs. landy (stupně) Fotodioda spirálová stopa standard - Yellow book standard přenosové rychlosti: 150 kb/s Polopropustné zrcadlo Laser 14.5.2014 16
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 14.5.2014 17
Optická média DVD (Digital Versatile Disc) podobná technologie jako u CD vlnová délka laseru 640 nm předlisovaná drážka u zapisovatelných disků mohou být dvouvrstvá a oboustranná 14.5.2014 18
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 porovnání CD a DVD Řada formátů DVD Video, DVD ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD RAM, DVD+RW vrstva DVD 14.5.2014 19
Paměťová média - externí CD, DVD, Blu-ray disk Čtení a zápis pomocí laseru CD: 700 MB DVD: 4,7 17,1 GB BD: 25 100 GB
Trendy v oblasti záznamových médií Blue Ray Disc přepisovatelný disk zhuštění záznamu dvě vrstvy laser s kratší vlnovou délkou 36 MB/s nahrávání HDTV 14.5.2014 21
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 14.5.2014 22
Paměťová média - externí Archival Disc s kapacitou 300 GB až 1 TB Disk je oboustranný každá strana nabídne tři vrstvy pro zápis První generace formátu Archival Disc s kapacitou 300 GB by přitom měla být na trhu dostupná v roce 2015. Další zdokonalení technologie má umožnit zvýšení kapacity na 500 GB až 1 TB.
Holografický víceúčelový disk (HVD) Bodový kód viditelný z určitého úhlu podle natočení osy laserového paprsku 1947 Denis Gabor vynález holografie 1960 konstrukce laseru 2004 specifikace HVD 3,9 TB 1 Gb/s
Holografické disky (Holographic Versatile Disc) - data jsou v nich na rozdíl od CD nebo DVD zapisována trojrozměrně, 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 http://searchstorage.techtarget.com/sdefinition/0,,sid5_gci1311100,00.html průměr 130 mm, tloušťka 3,5 mm 14.5.2014 25
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-placcep74-/hardware.asp?c=a070320_111031_hardware_nyv 14.5.2014 26
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. 14.5.2014 27
Holografické disky parametry parametr: hodnota: parametr: hodnota: průměr disku (bez cartridge): 130 mm hustota záznamu: 350 Gb / čtvereční palec tloušťka záznamové vrstvy: 1,5 mm životnost záznamu: 50 let tloušťka substrátu: 1,0 mm životnost prázdného disku: celková tloušťka disku (bez cartridge): 3,5 mm počet možných čtecích cyklů: 3 roky > 10 mil. materiál disku: HDS-5000 photopolymer provozní teplota: +10 - +40 C rozměry cartridge: 135 x 11 x 153 mm teplotní odolnost: -20 - + 60 C formát: write once/read many provozní vlhkost: 10-85 % (nekondenzující) kapacita: 500 GB odolnost proti vlhkosti: 5-90 % (nekondenzující) objem sektoru: nastavitelný v 512bytových krocích vlnová délka: 400-410 nm 14.5.2014 28
SSD Solid-State Drive Pevný disk bez pohyblivých částí Výhody: Tichý chod Nezahřívá se příliš Nízká spotřeba energie Malé rozměry Vysoká přenosová rychlost Nevýhody: 1978 Texas Memory Systems (16 kb) Dnes 512 GB, rychlost čtení 800 MB/s Omezený počet přepsání jedné buňky
Paměťové karty I Pro různá elektronická zařízení Boj o standardy CompactFlash (CF) 1994 SanDisk Corporation 128 GB Digitální fotoaparáty a kamery Pevné disky v průmyslových počítačích
Paměťové karty II Memory Stick 1998 Sony (128 MB) Dnes 32 GB Nahrazována SD XD-Picture Card 2002 Olympus a Fujifilm Pro digitální fotoaparáty V porovnání s předchozími je rychlejší a má malou spotřebu energie
Paměťové karty III Secure Digital (SD) Výhody: Nízká a klesající pořizovací cena Miniaturní poruchovost Miniaturní provedení Dobrá přenosová rychlost Velké rozšíření Univerzálnost Nevýhody Kompatibilita se staršími zařízeními
USB flash paměť 2000 - IBM USB Memory Key (8 MB) standardní kapacita do 512 GB okolo 35 MB/s Výhody Vyšší fyzická odolnost Nemá pohyblivé části Kompatibilní rozměry Velká kapacita Snadná připojitelnost přes USB Nevýhoda Flash-disků: omezený počet zápisů (statisíce)