Úvod Růst datových potřeb Pojem „velkokapacitní“ se mění v čase Záznamová média Úvod Růst datových potřeb Pojem „velkokapacitní“ se mění v čase Dříve několik MB, dnes stovky GB až TB 5.4.2017

Stručný vývoj Záznamová média 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 ..... 5.4.2017

Záznamová média Pevný disk 1956 – IBM RAMAC 305 50 kotoučů kapacita 5 MB 5.4.2017

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 5.4.2017

Dělení záznamových médií Záznamová média Dělení záznamových médií magnetická optická ostatní Hard disk Disketa Pásky CD DVD Blue Ray Disc Holografický disk ZIP MO média Flash memory 5.4.2017

Magnetická média nosič potažený tenkou feromagnetickou vrstvou záznamová hlava polarizuje částice v magnetické vrstvě lze je snadno poškodit pásková, disková (pevné disky, pružné disky) 5.4.2017

Způsob záznamu + stopa cylindr (všechny stopy nad sebou ROZDÍL: Disketa/disk formátování: BOOT RECORD FAT ROOT DIRECTORY sektor stopa cylindr (všechny stopy nad sebou ROZDÍL: identifikátor stopy identifikátor sektoru záznam na 1 stopu 1 sektor: 571 B neformátovaných dat 512 B formátovaných dat možnost „vlastního formátování“ + 5.4.2017

Čtecí a zapisovací hlavy Způsob záznamu Disky Osa Plotny (disky) Čtecí a zapisovací hlavy Vzduchotěsné pouzdro Řídící jednotka Vyrovnávací paměť P 5.4.2017

Způsob záznamu Disky + cylindr hlavička formátování: BOOT RECORD FAT ROOT DIRECTORY vystavování hlaviček: krokový motorek vystavovací cívka (lineární motor) access time: doba vystavení + doba čekání prokládání (interleave) zone bit recording (ZBR) + 5.4.2017

Způsob záznamu Disky + cylindr hlavička Alokační jednotka (cluster): nejmenší logická datová jednotka na disku zaváděna z důvodů adresace obsahuje jeden nebo více sektorů (až 64 sektorů) Disky cylindr hlavička BOOT RECORD ROOT DIRECTORY VFAT #1 (12 – 32 bitů) NTFS (New Technology File System) náhrada FAT VFAT VFAT #2 + 5.4.2017

Způsob záznamu NTFS je upřednostňovaný systém souborů pro Windows 7. Nabízí řadu výhod oproti předchozím systémům souborů FAT32 Schopnost automatického zotavení z některých chyb souvisejících s diskem Vylepšená podpora větších pevných disků Lepší zabezpečení, protože lze používat oprávnění a šifrování pro omezení přístupu k určitým souborům pro určité uživatele Oddíl lze převést na systém souborů NTFS z jiného typu souborového systému. Systém FAT32 používal se v některých dřívějších verzích systému Windows a v současné době se používá u většiny jednotek USB Flash. nemá stejné funkce související se zabezpečením jako systém NTFS má také omezení velikosti. V oddílu FAT32 nemůžete vytvořit větší oddíl FAT32 než 32 gigabajtů (GB) a uložit jeden soubor větší než 4 GB. dnes využíván k formátování pevného disku pro případné spuštění systému Windows 95, Windows 98 nebo Windows Millennium Edition + 5.4.2017

Magnetická média Pevné disky Vzdálenost hlav od povrchu plotny 5.4.2017

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) 5.4.2017

Způsob záznamu Magnetické pásky kontaktní záznam 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 pouze pro zálohování 5.4.2017

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 5.4.2017

Technické prostředky počítačové techniky Compact Disc Fotodioda Disk Pit Pole Čočky Polo-propustné zrcadlo Laser Způsob záznamu: původně pro záznam zvuku z polykarbonátu průměr 12 cm tloušťka 1,2 mm zápis do spirály, laser 780 nm metoda CLV (Constant Linear Velocity) pity (díry) vs. landy (stupně) spirálová stopa standard - Yellow book standard přenosové rychlosti: 150 kB/s 5.4.2017

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 5.4.2017

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 5.4.2017

Technické prostředky počítačové techniky Digital Versatile Disc 1999 – první film distribuovaný na DVD porovnání CD a DVD menší pity více stop dvě strany, dvě vrstvy na každé straně 4,7 GB v jedné vrstvě vrstva DVD Řada formátů DVD Video, DVD ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD RAM, DVD+RW 5.4.2017

Magneto-optická média magnetický zápis za přispění laseru, optické čtení lze číst, zapisovat, mazat záznam do spirály kapacita několik GB až několik desítek GB 5.4.2017

Trendy v oblasti záznamových médií Pevné disky: zvyšování kapacity snižování přístupové doby zvyšování rychlosti otáček zvyšování spolehlivosti 5.4.2017

Trendy v oblasti záznamových médií Blue Ray Disc přepisovatelný disk zhuštění záznamu dvě vrstvy laser s kratší vlnovou délkou 27 GB na jedné straně, 54 GB dvouvrstvá média typy BD: BD-ROM, BD-R, BD-RW, BD-RE 36 MB/s nahrávání HDTV 5.4.2017

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 5.4.2017

Trendy MODS (Multiplexed Optical Data Storage) multilevel zápis informace v pitu není dána „hloubkou“, ale „úhlem“ náběhové a koncové hrany asymetrické pity, rozlišovací schopnost až 332 úhlů kapacita: 250 GB na vrstvu, celkem 4 vrstvy = 1TB 5.4.2017

Holografické disky (Holographic Versatile Disc) data jsou v nich na rozdíl od CD nebo DVD zapisována trojrozměrně, v hloubce aktivní vrstvy, odhadovaná teoretická kapacita – až 3,9 TB) První komerční mechaniku pro holografické disky uvedeny na trh v roce 2008 Maxwell, Tapestry,... cena driveru: 18 tis. $, médium: 180 $ kapacita: na jednu plotnu 500 GB střední doba mezi poruchami: 100 000 hodin archivační doba: 50 let současnost: 6 TB, 20ti vrstvový disk (Holographic Versatile Disc - HVD) dosažitelná kapacita - 1,6 TB přenosová rychlost – 20 - 120 MB/s průměr 130 mm, tloušťka 3,5 mm http://searchstorage.techtarget.com/sDefinition/0,,sid5_gci1311100,00.html 5.4.2017

Holografické disky Záznam: Při záznamu se laserový paprsek rozdělí na paprsky dva - referenční a datový. Jejich interferencí vzniknou kontrastní světlé a tmavé body - analogické pitům při záznamu CD. Nevzniknou však v ploše, ale v prostoru. Optika mechaniky je nastavena tak, že k této interferenci dochází v záznamové fotocitlivé vrstvě média. V něm tento "světelný obraz" zůstane zachován, respektive data uložena. Jemnými změnami v úhlu referenčního paprsku, případně změnou vlnové délky lze dosáhnout toho, že v jednom místě záznamové vrstvy může být nahráno několik na sobě nezávislých datových stop. http://technet.idnes.cz/holograficky-disk-s-gigantickou-kapacitou-65-dvd-na-jedne-placce-p74-/hardware.asp?c=A070320_111031_hardware_NYV 5.4.2017

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. 5.4.2017

Holografické disky – parametry  hodnota:  parametr:  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:  3 roky  celková tloušťka disku (bez cartridge):  3,5 mm  počet možných čtecích cyklů:  > 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 5.4.2017

Technické prostředky počítačové techniky Ostatní přenosná média - ZIP měl nahradit disketu hustší záznam vyšší otáčky kapacity 100, 250 a 750 MB externí a interní mechaniky vysoká cena 5.4.2017

Technické prostředky počítačové techniky Flash Memory Paměť je vnitřně organizována po blocích a na rozdíl od pamětí typu EEPROM, lze programovat každý blok samostatně (obsah ostatních bloků je zachován). 1994 – Compact Flash „pevný disk“ pro PDA, fotoaparáty spousta formátů standardní kapacita do 512 GB příznivá cena karet i čteček formáty Compact Flash I a II, Memory Stick, Secure Digital, Multimedia Card, xD, Smart Media … Nebezpečí Flash-disků: omezený počet zápisů (statisíce) 5.4.2017