ové média 1/39 Vonkajšie pamä ové média · Fluorescent-MultiLayer Disc - FMD Predstavuje v...

Vonkajšie pamäťové média 1/39

Ing. Jaromír Tříska SPŠE Piešťany, 2008

Vonkajšie pamäťové média Charakteristika a princípy vonkajších pamätí

Vonkajšia pamäť je charakteristická tým, že do nej nemá procesor priamy prístup – nie je procesorom priamo adresovateľná, ale dáta sú prenášané prostredníctvom rozhrania a jeho radiča, ktorý zabezpečuje aj adresovanie.

Účel vonkajšej pamäti F uchovávanie programov a dát v čase vypnutia počítača F operatívne uchovávanie tých programov a dát, ktoré nie sú v danej chvíli bezprostredne potrebné pre prácu –

prepisovateľné médiá F zálohovanie programov a dát – záložné kópie aktuálne používaných dát, dokumentov, projektov...-

prepisovateľné médiá F archivovanie programov a dát – uloženie už spracovaných dát a projektov pre prípadnú potrebu v budúcnosti

– vhodné sú neprepisovateľné médiá F prenos programov a dát medzi počítačmi - prepisovateľné médiá

Používané princípy záznamu

Magnetický záznam. Umožňuje mnohonásobný zápis aj čítanie dát (RWM). Vy užíva princíp zápisu a čítania pomocou magnetickej hlavy, pričom aktívnou záznamovou vrstvou je magnetická vrstvička Fe2O3 alebo CrO2 nanesená na základnom materiáli (polyester, kov, keramika). Zápis: Prechodom prúdu cievkou v hlavičke vzniká elektromagnetické pole, ktoré spôsobí v magnetickom médiu vytvorenie mikrooblastí s určitou orientáciou magentického poľa – magnetickú polarizáciu. Zmenou smeru pretekania prúdu v záznamovej hlavičke a tým zmenou parametrov magnetického poľa je potom možné v záznamovom médiu vytvárať mikrooblasti, zodpovedajúce hodnotám “0” a “1”. Čítanie: Využíva sa buď

magnetická indukcia: Prechodom hlavičky konštantnou rýchlosťou nad zmagnetizovaným povrchom sa v čítacej hlavičke indukuje el. napätie, ktorého hodnota odráža sled magnetických mikrooblastí - jednotiek a núl – na záznamovom médiu.

alebo magnetorezistivita: využíva sa špeciálny senzor, ktorý registruje zmenu veľkosti čítacieho prúdu v závislosti

od orientácie mag. poľa elementu, nad ktorým sa práve senzor nachádza. Čítací senzor má veľmi malé rozmery, čo umožňuje spolu s MR vlastnosťami materiálu vysokú hustotu záznamu. Zmena čítacieho prúdu je vyhodnotená elektronikou a prevedená na zodpovedajúci digitálny signál, ďalej spracovaný radičom. Magnetické záznamové média majú v súčasnosti podobu:

pevného disku - v jednom puzdre je viacero diskov na jednom hriadeli nad sebou; vlastnosti: vysoká hustota záznamu, veľký objem dát, krátka doba prístupu. Dáta sú organizované v podobe povrchov, stôp a sektorov, prístup na ktorékoľvek miesto média s potrebným súborom dát je rýchly a presný. Používajú sa pre operatívne ukladanie dát

diskety, resp. disku - jediný disk, hustota záznamu a objem dát rádovo stotiny až tisíciny kapacity pevného disku, rôzne prevedenia, rôzne kapacity

pásky - dáta sú uložené na mag. páske v stopách. Prístup k potrebným dátam dlhý, vyhľadávanie pomalé. Používajú sa pre zálohovanie a archiváciu veľkých objemov dát, celých pevných diskov a pod. Najnižšia cena za 1 MB zaznamenaných dát. Zásadnou nevýhodou magnetického záznamu je jeho časovo obmedzená životnosť: Záznam sa môže

zničiť pôsobením vonkajšieho magnetického poľa (elektromotory, vedenia, zemské magnetické pole) ale nenávratne sa ničí aj pôsobením vnútorného magnetického poľa média, ktoré nevyhnutne každý záznam po určitom čase zničí .

Magnetooptický záznam. Existujú médiá pre jediný zápis a mnohonásobné čítanie (WORM), niektoré médiá umožňujú mnohonásobný

zápis aj čítanie dát (RWM). Nosičom informácie je tenká vrstva z kryštalickej feromagnetickej zliatiny, ktorá sa dá zmagnetizovať iba pri zohriatí nad určitú teplotu (tzv. Curieov bod). Princíp záznamu je obdobný ako u magnetických médií - magnetické pole je vytvárané záznamovou hlavičkou (obdobne ako u magnetických médií). Zmagnetizuje sa však iba bod, ktorý je pri pôsobení mag. poľa navyše nahriaty laserom. Priemer laserového lúča je však rádovo menší, ako veľkosť lokálneho mag. poľa, preto priemer zmagnetizovaného bodu je rádovo menší a hustota takto vytvoreného záznamu je oveľa vyššia, ako u čisto magnetického záznamu.



Na čítanie sa potom využíva magnetostrikčná vlastnosť záznamovej kryštalickej vrstvy, tzn., že zmagnetizované body polarizujú svetlo iným spôsobom, ako body nemagnetické. Čítanie sa realizuje laserovým lúčom, ktorý sa odráža od záznamovej vrstvy a rozdielne optické vlastnosti zmagnetizovaných a nezmagnetizovaných bodov sa prejavujú v intenzite odrazeného lúča. Tento sa potom sníma fototranzistorom a spracuje sa do podoby el. signálu. Výhodou je vysoká životnosť dát: Ku zmene vlastností záznamovej vrstvy môže dôjsť iba pôsobením vysokej teploty, svetlo, UV žiarenie ani magnetické pole záznam nepoškodí. Preto je zaručovaných 100 rokov zachovania záznamu bez akejkoľvek údržby.

Optický záznam. Dáta sú uložené na disku pokrytom lesklou odraznou vrstvičkou vo forme miniatúrnych prehĺbenín (jamiek), ktoré vychyľujú čítací laserový lúč, alebo vo forme oblastí so zmenenými optickými vlastnosťami na povrchu, ktoré laserový lúč pohlcujú. Pri čítaní dát je povrch disku ožarovaný laserovým lúčom, ktorý sa od lesklého povrchu (“land”) odráža do fotosenzora. Vychyľovanie lúča prehĺbeninkami alebo jeho pohlcovanie svetloadsorbujúcimi oblasťami (“pit”) vyvoláva zmeny svetelného signálu na fotosenzore (spravidla ide o fototranzistor), ktorý je potom elektronicky vyhodnotený a spracovaný ako uložená digitálna informácia. Lesklej oblasti “land” zodpovedá hodnota logickej “1”, prehĺbeninke resp. adsorbujúcej oblasti - “pit” - hodnota logickej “0”.

Existuje viacero prevedení médií

Podľa možnosti zápisu dát na médium rozlišujeme: Lisované médiá - umožňujú jediný zápis dát – pri výrobe média - a mnohonásobné čítanie (ROM). Princíp: Nosičom dát je polykarbonátový kotúč s naparenou tenkou aluminíovou vrstvou. Na povrchu média sú vylisované jamky (veľkosť bodu pre 1 bit: priemer 0,8 až 1 mikrometer, medzera 1,6 mikrometru ) - každá jamka predstavuje logickú 1. Médiá určené pre jediný zápis napálením na čisté médium a mnohonásobné čítanie (R): Polykarbonátový kotúč je pokrytý vrstvičkou záznamového média, ktoré mení svoje optické vlastnosti pôsobením tepla, reflexnou zlatou alebo striebornou vrstvou a ochrannou vrstvou laku. Na zápis sa používa laser s výrazne väčším výkonom, ako pri čítaní. Pôsobením laseru sa bod zohreje na teplotu 200 – 400 °C a prepáli sa reflexná vrstvička. Tým dôjde ku zmene optických vlastností aj v záznamovej vrstvičke – “vypálený” bod pohlcuje pri čítaní svetlo lasera a stáva sa akousi obdobou vylisovanej jamky. Médiá určené pre viacnásobný prepis dát (RW). Princíp: Nosičom dát je opäť polykarbonátový kotúč s naparenou tenkou vrstvou záznamového média. Toto médium môže nadobudnúť dva stavy v závislosti od ožiarenia: Pri zohriatí na teplotu T1 a nasledovnom ochladení vznikne kryštalická fáza, ktorá má vysoké svetloodrazné vlastnosti, zohriatím na teplotu T2, ktorá je vyššia od T1, vzniká amorfná fáza, ktorá svetlo pohlcuje. Takto sa môžu vytvoriť oblasti s vysokou aj nízkou odrazivosťou svetla – obdoba povrchu s vylisovanými jamkami známeho z CD ROM. Čítanie sa uskutoční laserovým lúčom s výrazne menším výkonom. Pri premazávaní zapísanej informácie sa použije najprv laser s výkonom zodpovedajúcim teplote T1 – vymažú sa amorfné oblasti a stopa sa pokryje odraznou kryštalickou fázou, a až na to sa stopa prepíše novým záznamom. Preto sa u RW zariadení udávajú tri rýchlosti: Čítania, zápisu a prepisu. Udáva sa, že média RW možno prepísať cca 1000x. Vzájomná kompatibilita: Existuje množstvo noriem organizácie a zápisu dát na optických médiách, ktorých účelom je zabezpečiť SW kompaktibilitu rôznych formátov záznamu. Ku nekompaktibilite však dochádza aj na HW úrovni – práve medzi médiami ROM, R a RW. Pretože odrazivosť Al povrchu lisovaných ROM, povrchu napaľovaných R a kryštalickej fázy RW médií sa líši, a podobne sa mierne líši aj fyzikálne vlastnosti neodrazivých bodov, stáva sa, že niektoré staršie mechaniky už neprečítajú disky nových prevedení.

Podľa hustoty záznamu rozdeľujeme optické médiá na Compact Disc-CD. Je základným prevedením optických médií. Pôvodne vyvinuté pre záznam hudobných nahrávok; rýchlo prenikli aj do oblasti PC ako nosiče dát všetkých druhov. S nástupom CD sa rýchlo začala rozvíjať oblasť multimédií v technológii počítačov PC. Okrem princípu záznamu – vychyľovanie laserového lúča oblasťami “pit” - štandardizovala technológia CD aj ďalšie princípy, preberané aj ďalšími technológiami: Záznam dát do jedinej neprerušovanej špirálovej stopy smerujúcej od stredu k okraji, spôsob kódovania dát, normované rýchlosti čítania aj zápisu označované v násobkoch rýchlosti prenosu dát u pôvodnej audio verzie (2x, 36x, 52x...), normovaný rozmer disku – 12 cm. Štandardná kapacita CD nosičov je 650 MB, resp. 74 minút hudby, neskôr sa na trh dostali médiá s rozšírenou kapacitou, zvýšenou hustotou záznamu aj s miniatúrnymi rozmermi. Základné princípy a vzájomná kompaktibilita však ostávajú až na malé výnimky zachované.



Digital Versatile Disc - DVD Novou generáciou optických diskov je technológia DVD, ktorá existuje tiež v základnom prevedení typu ROM, ale aj ako zapisovateľné a aj viacnásobne prepisovateľné médium. Vyznačuje sa vyššou hustotou záznamu, umožnenou použitím lasera s menšou vlnovou dĺžkou (650 a 635 nm), čím sa výrazne zmenšila veľkosť jedného bodu záznamu a hustota záznamu sa zvýšila na 2,6 GB na jednu vrstvu. . Ďalším vylepšením je technológia Dual Layer - dve záznamové vrstvy nad sebou, pričom laserový lúč je zaostrovaný na jednu či druhú vrstvu. Výsledná kapacita dvojvrstvého dvojstranného DVD média je 17 GB.

Fluorescent-MultiLayer Disc - FMD Predstavuje v súčasnosti najnovšu generáciu optických diskov. Je pokračovateľom DVD. Rozmery disku rovnaké ako u CD, DVD. Organizácia dát vo forme špirálovej

stopy. Bude obsahovať 12 až 30 dátových vrstiev, jediná vrstva má kapacitu ako vrstva u DVD - 4,7 GB. Princíp: Pokusy čítať viac ako dve vrstvy na jednom povrchu disku narážajú na deformáciu signálu rozptylom

na ďalších vrstvách, rozptylom, interferenciami atď. Nie je možné používať priepustné a reflexné vrstvy, ale sú nahradené vrstvami fluorescenčnými, ktoré po ožiarení laserovým lúčom odrážajú lúč s inou vlnovou dĺžkou, ako je vlnová dĺžka lasera. Odrazené svetlo je nekoherentné – tým sa eliminujú interferencie. Princíp umožňuje čítať desiatky vrstiev organizovaných nad sebou.

Predpokladané kapacity: 56 GB na stranu (12 vrstiev), príp. 140 GB (30 vrstiev). S využitím modrého lasera sa očakáva prelomenie hranice 1 TB na disk.

Vyvíja sa technológia FMD ROM aj FMD WORM (obdoba CD-R) aj FMD RW. Na jedinom disku bude možné kombinovať ROM, WORM aj RW vrstvy. Pripravujú sa aj miniatúrne formy s rozmermi vizitiek. Predpokladá sa, že FMD disky sa uplatnia najmä pri záznamu videofilmov v HDTV kvalite. Phase Drive - PD Špeciálnym druhom optických médií sú tzv. PD médiá. Princíp záznamu dát je u nich prakticky zhodný s RW technológiou – využívajú zmeny fázy zlúčenín telluru a selénu pri zohriatí na rôzne teploty laserom a rozdielne optické vlastnosti kryštalickej a amorfnej fázy. Historicky je PD výrazne staršie ako CD - vývoj sa začína v sedemdesiatych rokoch - a dá sa povedať, že je svojim spôsobom priamym predchodcom CD RW. Po stránke technického prevedenia sa však má PD od CD odlišuje, bližšie má k DVD RAM ak k CD RW.

Polovodičové pamäte Existuje veľa rôznych prevedení, a to typu ROM aj RWM. Aby sa dali použiť ako vonkajšie prenosné pamäte,

musia byť v prevedení “energeticky nezávislá.” Súhrnne sa označujú ako Flash karty; ich charakteristickými vlastnosťami sú vysoká vybavovacia rýchlosť, kapacita rádovo desiatky megabajtov, spoľahlivosť a odolnosť voči otrasom a nárazom (neobsahujú mechanické diely), miniatúrne rozmery a vysoká cena za 1 MB záznamu.

Zvláštnosti pri počítaní kapacity vonkajších pamäťových zariadení Z pohľadu matematických zákonitostí používania násobných jednotiek sa pri označovaní kapacít médií

stretávame s určitou zvláštnosťou.

Správne totiž platí nasledovný prepočet:

1 kB = 1024 B 1 MB = 1024 kB = 1048576 B 1 GB = 1024 MB = 1048576 kB = 1073741 824 B

Výrobcovia médií však používajú “marketingové jednotky” kde platí trochu iná matematika - podľa pravidla, že predpona k znamená 1000, predpona M 1 000 000 a G 1 000 000 000 počítajú Predpony k, M a G sa teda interpretujú “dekadicky”:

1 kB = 1000 B 1 MB = 1000 kB = 1 000 000 B 1 GB = 1000 MB = 1 000 000 kB = 1 000 000 000 B

Tak sa stáva, že disk s kapacitou 10 000 000 000 B je označený ako “10 GB”, hoci 10 GB disk by mal mať správne 10 737 418 240 B. Oproti správnemu údaju teda má menej o 737 418 240 B, čo je už nezanedbateľná kapacita.

Pretože však toto skreslenie nahráva výrobcom a obchodníkom, nik sa už ani nesnažil urobiť v označovaní médií poriadok a toto označovanie, hoci v princípe nesprávne, sa ujalo v praxi pri bežnom označovaní kapacít médií. Teda aj v nasledovnom texte sa bude táto skutočnosť rešpektovať – bol by nezmysel prepočítavať obchodníkmi udávané hodnoty na “správne”. Jednoducho treba s touto záležitosťou pri používaní médií počítať.



Pevný disk Konštrukcia a fyzická štruktúra pevného disku

Konštrukcia pevného disku F Sústava nad sebou usporiadaných diskov s priemerom 5,25” (staršie prevedenia), 3,5” (novšie

prevedenia) alebo 2,5” (HD pre nootebooky). Špeciálne sa vyrábajú aj menšie (napr. IBM Microdrive). F Disky (platne) na spoločnej hriadeli sú otáčané motorčekom (5400, 7200, u drahých diskov do serverov

pre SCSI rozhrania potom aj 10000 ot/min a u najmodernejších až 15000 ot/min). F Ramienka s hlavičkami so záznamovou a čítacou súpravou F Vystavovací mechanizmus, ktorý nastaví polohu sústavy ramienok nad požadovanú stopu (krokový

motorček u starších modelov, vystavovacia cievka u dnešných diskov) F Radič – elektronický obvod, zaisťujúci obsluhu prenosu dát na úrovni najbližšie k diskom; je umiestnený

na doske plošného spoja v spoločnom puzdre s diskom F Puzdro – hermeticky uzatvára disky, zaisťuje bezprašné prostredie a vhodnú atmosféru vnútri disku

Konštrukcia diskov Musia byť vyrobené z dostatočne tuhého materiálu, perfektná rovinnosť, dokonale hladký povrch, perfektne

vyvážené (pracujú pri vysokých otáčkach – nesmú vibrovať), odolné voči nárazom.

Materiály na výrobu diskov Disky - legovaná Al zliatina, pokrytá magneticky citlivým materiálom s hrúbkou niekoľko mikrometrov

(štandardne magnetorezistívna zliatina CoPtCrB). Trend – náhrada materiálu diskov novým, tuhším (sklo), Citlivá vrstva – závisí od používaného princípu záznamu dát.

Princíp záznamu dát

magnetická indukcia Využíva sa iba u starších typov:

F záznam - priechodom el. prúdu cez záznamovú hlavičku è indukcia mag. poľa, pôsobením mag. indukcie sa zmagnetizuje mikrooblasť z magneticky mäkkého materiálu na povrchu disku

F čítanie – pohybom disku pod hlavičkou s cievkou sa v cievke indukuje el. napätie – to je spracované elektronickými obvodmi a vyhodnotené ako bit príslušnej úrovne.

F Nevýhoda: dosahuje sa malá hustota záznamu, menšia spoľahlivosť. Výhoda – hlavička obsahuje jedinú cievku, ktorá slúži na záznam aj na čítanie.

magnetrorezistivita Využíva sa u súčasných diskov: MR efekt spočíva vo zmene odporu materiálu podľa orientácie mag. poľa. F zápis vykonáva cievka, ktorá vykonáva záznam na princípe bežnej magnetickej indukcie – priechodom prúdu

magnetizuje elementárne oblasti MR materiálu. F čítanie – využíva sa špeciálny senzor, ktorý registruje zmenu veľkosti čítacieho prúdu v závislosti od

orientácie mag. poľa elementu, nad ktorým sa práve senzor nachádza. Čítací senzor má veľmi malé rozmery, čo umožňuje spolu s MR vlastnosťami materiálu vysokú hustotu záznamu. Zmena čítacieho prúdu je vyhodnotená elektronikou a prevedená na zodpovedajúci digitálny signál, ďalej spracovaný radičom. Technológia MR umožňuje ďalej zvýšiť hustotu záznamu využitím kódovania PRML (princíp viď ďalej.), u indukčného princípu nie je kódovanie PRML použiteľné. Ďalšie zvyšovanie hustoty záznamu sa dosahuje zapustením veľmi tenkej kovovej vrstvičky do MR materiálu èveľká zmena odporu MR materiálu aj pri veľmi slabých signáloch

Výhoda: výrazné zvýšanie hustoty záznamu pri zvýšení spoľahlivosti ukladania a čítania dát. Nevýhoda: potreba zvlášť záznamovej a zvlášť čítacej hlavičky . Pri extrémnom zvyšovaní hustoty záznamu (nad cca 20 GB/in2 ) sú elementárne oblasti príliš malé, takže materiál stráca schopnosť podržať si magnetické vlastnosti – je tu tendencia prejímať mag. vlastnosti susedných oblastí a vytvárať väčšie rovnako magnetizované zrná - dochádza k samovoľnej strate informácií.

AFC - Antiferomagnetically Coupled Media Princíp AFC - namiesto jedinej mag. vrstvy sa vytvárajú dve vrstvičky antiferromagnetického materiálu, vzájomne oddelené veľmi tenkou vrstvou (rádovo nanometre - s hrúbkou niekoľkých atómov) nemagnetického ruthenia (Ru). Táto vrstvička vyvolá antiferomagnetický efekt v spodnej vrstve - tak vzniknú oblasti dostatočne malé a pritom stabilné. Hustota záznamu tradičných konštrukčných HDD dosahuje CCA 20 GB/in2. Nová technológia AFC zatiaľ



umožnila hustotu zvýšiť na 25,7 GB/in2 (sept. 2001). V roku 2003 sa predpokladá 100 GB/in2 è kapacita HDD pre desktopy sa odhaduje na 400 GB, pre notebooky 200 GB.

Konštrukcia ramienok Listové perá, veľmi malá hmotnosť.

Vzdialenosť hlavičiek od povrchu je 5 um, musí byť udržiavaná konštantná. Dotyk hlavičky o povrch disku pri vysokých otáčkach disku znamená zničenie hlavičky alebo príslušnej časti povrchu disku. O udržiavanie konštantnej vzdialenosti ramienka od povrchu disku sa stará Bernoulliho efekt: Ramienko má aerodynamický profil a prúd plynu tesne nad jeho povrchom, vznikajúci otáčaním disku, zabezpečuje “plávanie” ramienka v správnej polohe.

Puzdro Musí byť hermetické, pretože zmena tlaku plynu vnútri systému zmení aerodynamické pomery a tým aj

vzdialenosť povrch – hlavička. Navyše puzdro nesmie dovoliť donútra preniknúť ani najmenším časticiam prachu (zrniečko tabakového dymu má väčšie rozmery, ako vzdialenosť medzi povrchom disku a hlavičkou) ani atmosférickej vlhkosti (kvapka skondenzovanej vodnej pary vnútri systému HD má obdobné účinky ako prach).

Vystavovací mechanizmus Krokový motorček – pre dnešnú hustotu záznamu nedostatočná presnosť vystavenia, pomalý, nutnosť

parkovania hlavičiek pomocou parkovacieho programu pred vynutím počítača. Vystavovacia cievka – princíp elektromagnetu, pôsobiaceho proti pružinke. Cievka bez prúdu – automaticky

parkovacia poloha. Vystavovanie do žiadanej polohy – prúd vystavovacou cievkou ovplyvňuje vychýlenie ramienka. Presné nastavenie – hlavička číta svoju polohu podľa formátovacích značiek na disku, spätnoväzebný obvod vyhodnotí aktuálnu polohu hlavičky a buď zvýši alebo zníži prúd vystavovacou cievkou tak, aby sa hlavička dostala nad požadovanú stopu. Niektoré konštrukcie HD “obetujú” pre orientačné značky celý jeden povrch.

Hlavné parametre pevného disku Kapacita – prvé disky 10 MB, dnes desiatky a skôr stovky GB. Kapacita sa približne každých 12 mesiacov,

až každých 18 mesiacov zdvojnásobuje. Kapacita je ovplyvňovaná veľkosťou povrchu diskov, počtom aktívnych povrchov a hustotou záznamu. Vzhľadom na požiadavku miniaturizácie HD je zvyšovanie počtu diskov neúčelné, plocha disku je daná štandardným priemerom 3,5”, resp. 2,5”. Zvyšovanie kapacity sa dosahuje zvyšovaním hustoty záznamu. Tá dosahuje 80 GB/platňu (údaj z r. 2005).

Prístupová doba – je ovplyvňovaná rýchlosťou vystavenia hlavičky nad požadovanú stopu (seek time, pohybuje sa okolo 2- 4 ms) a rýchlosťou otáčania diskov. Po vystavení hlavičky nad požadovanú stopu sa totiž musí čakať, kým sa na pozíciu hlavičky dotočí požadovaný sektor (rotary latency period, jej doba závisí vyslovene na náhode, technicky sa uvažuje doba poloviny otáčky disku).

Staršie disky používajú 3600 či 4500 ot/min, súčasné 5400 či 7200 ot/min, moderné 10 000, 12 000 či 15 000 ot/min. Zvyšovanie otáčok kladie vyššie nároky na pohonný aparát, presnosť geometrie diskov, chladenie.

Štandardne je prístupová doba okolo 10 ms, čo je približne stokrát viac, ako je vybavovacia doba operačnej pamäte. Vysokootáčkové SCSI disky dosahujú prístupovú dobu cca 5 ms.

Kapacita vyrovnávacej pamäte – u súčasných diskov je štandardná hodnota 8 MB, u lacnejších prevedení 2 MB. Vyrovnávacia pamäť (cache) slúži na prechodné uloženie ukladaných a čítaných dát v čase, kedy systém čaká na čítanie a ukladanie dát z/na platne disku. Vyrovnáva nerovnomerné rýchlosti pri ukladaní a čítaní dát (pohyby ramienka medzi stopami, doba latencie) a zvyšuje priemernú hodnotu reálneho dátového toku.

Prenosová rýchlosť – udáva hodnotu dátového toku v MB/s pri čítaní z disku a pri zápise. U diskov pre rozhranie Ultra ATA 133 sa táto hodnota pohybuje okolo 40 MB/s pre čítanie a 25 MB/s pre zápis.

Metódy kódovania a ukladania dát

Modified Frequency Modulation – MFM Dáta sa čítajú bit po bitu. Každému bitu je vyhradená dĺžka trvania, pri postupnosti niekoľkých bitov rovnakej

hodnoty je ich počet vyhodnotený podľa dĺžky trvania impulzu. Pri vysokých hustotách záznamu a vysokých čítacích rychlostiach je táto metóda nespoľahlivá. Dnes sa používa už iba pre kódovanie záznamu na diskety.

Run Lenght Limited – RLL Radič prepočíta postupnosť ukladaných dát na novú postupnosť núl a jednotiek (podľa špec. algoritmu) tak,

aby po sebe nenastali nečítateľné sekvencie splývajúcich núl či jednotiek. Oproti MFM dosahuje až 70% úsporu miesta potrebného pre uloženie informácie.

3 3 3 4 4 3 4 3 4 3 3 AFM vrstva 1

4 4 4 3 3 4 3 4 3 4 4 AFM vr. 2

Vrstvička Ruthenia hrúbky rádovo nanometre



Partial Response Maximum Likehood – PRML Dáta sa nečítajú bit po bite, ale záznam sa číta ako analógový signál. Po zosilnení, spracovaní analógovým

filtrom, prevodu na digitálny signál a nasledovnom digitálnom filtrovaní sú načítané impulzy spracované digitálnym signálovým procesorom, ktorý dokáže analyzovať a identifikovať aj signál vytvorený postupnosťou rovnakých zaznamenaných dipólov. Signálový procesor pracuje na princípe Viterbiho detektora, ktorý s využitím štatistických metód a porovnaním so vzorkou korektného signálu v prípade potreby dokáže doplniť alebo opraviť aj chýbajúce dáta alebo chybný údaj. Dosahuje sa veľmi vysokej hustoty záznamu aj spolahlivosti.

Fyzická forma uloženia dát Konštrukcia pevného disku pozostáva z viacerých jednotlivých diskov, povrch každého disku je spravovaný

jednou hlavičkou, je rozdelený na kruhové stopy (sústredné kružnice) a každá stopa je rozdelená na výseče – sektory. Obrazec, predstavovaný určitou stopou spoločnou pre všetky povrchy diskov, nazývame cylinder (pomyselný valec, prechádzajúci všetkými diskami).

Fyzické formátovanie Radič potrebuje sústave stôp, povrchov, cylindrov a sektorom priradiť jednoznačné adresovanie. Fyzické formátovanie úzko súvisí s geometrickými vlastnosťami HD. Principiálne fyzickej štruktúre disku

najlepšie zodpovedá adresovanie cylinder – head – sector (CHS). Na každom povrchu je potrebné vytvoriť systém magnetických značiek, vymedzujúcich jednotlivé stopy a označenie začiatku každého sektora na stope. Na to slúži nízkoúrovňové formátovanie, tzv. low level. Pri ňom radič umiestni na začiatok každej stopy každého sektoru magnetickú značku. Low level format sa vykonáva u výrobcu, neodporúča sa toto formátovanie prenechať

užívateľom. U moderných pevných diskov sa používajú rôzne techniky na zvýšenie kapacity a skrátenie prístupovej doby

(techniky budú vysvetlené neskôr); dôsledkom ich používania však je, že skutočná fyzická štruktúra ukladania dát nie je opísateľná systémom CHS – napríklad CHS adresa predpokladá rovnaký počet sektorov na všetkých cylindroch, ale napríklad technika ZBR využíva väčší počet sektorov na stopách bližšie ku okraju disku ako ku stredu.

Keďže radič je pevnou súčasťou konkrétneho HD, je jeho úlohou, aby si “pamätal” rozdelenie disku na povrchy, stopy a sektory a u moderných HD, kde skutočná fyzická geometria nesúhlasí s možnosťami systému adresovania CHS, zabezpečí “prepočítanie” skutočného formátu na formát fiktívny, pod akým sa HD “tvári” navonok voči systému počítača. Amatérske aplikovanie nízkoúrovňového formátu u diskov s neštandardnou geometriou potom nenávratne vedie k úplnému zničeniu disku.

Logické adresovanie blokov Iný spôsob adresovania sektorov na disku ako systémom CHS predstavuje systém Logical Block Adressing

LBA. Princíp spočíva v číslovaní sektorov na disku lineárne od nuly po hodnotu posledného sektoru. Požadovaný sektor sa adresuje iba príslušným číslom, a je už záležitosťou radiča, aby “si pamätal”, kde sa na disku nachádza sektor s príslušnou adresou. V systéme LBA sa používa pre adresovanie 28 bitové číslo, teda je možné adresovať 228 sektorov, pri 512 B to potom predstavuje adresovateľný priestor 128 GB.

Ďalšou “fintou”, ktorá umožňuje LBA spravovať veľké disky, je prepočet skutočnej geometrie disku na fiktívnu. V režime adresovania CHS pre IDE ( v tomto režime sú disky spravované operačnými systémami MS DOS aj v režime Windows 3.1) je totiž maximálny počet adresovateľných hlavičiek 16, sektorov 64 a cylindrov 1024, čo predstavuje 1 048 576 alokačných jednotiek, pri 512 B na sektor to potom je 536 870 912 B maximálnej kapacity disku. BIOS (hovoríme o starších BIOSoch – vyrobených do r. 1998) však dokáže adresovať až 256 hlavičiek. Počet 1024 cylindrov a 64 sektorov (číslovaných 0 až 63) je však neprekročiteľný.

Skutočné disky s kapacitou nad 512 MB však majú práve výrazne vyšší počet cylindrov, ako je 1024 a výrazne menej hlavičiek. Disk v režime LBA potom “predstiera”, že má viacero hlavičiek ako v skutočnosti a počet cylindrov zase predstiera menší – takže výsledná kapacita je zhodná so skutočnosťou.

Príklad: Disk má v skutočnosti 64 sektorov, 16 hlav a 1652 cylindrov. Jeho kapacita je 64*16*1652*512 = 866 123 776 B. Hodnota 1652 je však neprípustná, BIOS s ňou nedokáže pracovať. V režime LBA sa disk tvári, že má 64 sektorov, 32 hlav a 826 cylindrov – čo už sú prípustné hodnoty.

Pri použití maximálnych adresovateľných hodnôt 64 sektorov, 256 hlav a 1024 cylindrov je potom možné pracovať s kapacitou disku 8 589 934 592 B.

Režim LBA sa nastavuje v SETUPe základnej dosky.

ID stopy 487 ID sektoru 0 miesto pre dáta ID sektoru 1 miesto pre dáta ID stopy 488 ID sektoru 0 miesto pre dáta ID sektoru 1 miesto pre dáta



Metódy špeciálneho ukladania dát na zvýšenie kapacity disku a zvýšenie spoľahlivosti ukladania dát

Prekladanie sektorov - Interleave Princíp: Ak sú sektory na stope číslované za sebou od 1 po n, dochádza k nasledovnému efektu: načítané dáta zo

sektoru napr. č. 3 sa odosieľajú na spracovanie cez radič, BIOS, OS, až k aplikácii, tá žiada o zaslanie ďalších dát ktoré sa nachádzajú v nasledovnom sektore č.4. Kým však žiadosť o načítanie týchto dát príde, disk je pootočený natoľko, že hlavička nestihne dáta načítať a čaká sa celá otáčka disku, kým sa pod hlavičku natočí sektor č.4. Riešenie: sektory sa nečíslujú za sebou, ale ukladajú sa preložene:

Pri tomto usporiadaní ostáva dostatok času na prenos dát a kým sa pod hlavičkou presúva 12 (je medzi č. 3 a č. 4), stačí prísť požiadavka na načítanie ďalšieho sektoru a ten sa môže začať načítať okamžite – netreba čakať na natočenie disku.

Teplotná kalibrácia - TCAL Vplyvom zohrievania disku pri práci a tepelnej dilatácie materiálu dochádza k zmene geometrie disku, čo pri

vysokej hustote záznamu môže viesť ku nepresnému vystavovaniu hlavičiek. Preto sa v priebehu práce automaticky vykonáva teplotná kalibrácia, čo však u starších diskov môže viesť ku krátkodobému prerušeniu práce disku. Pri niektorých činnostiach (čítanie dát v priebehu procesu napalovania) to môže byť nepríjemné. Súčasné disky sa dokážu prekalibrovať bez prerušenia toku dát.

Prekompenzácia Blízko stredu diskov je hustota záznamu najvyššia. Magnetické dipóly ležia veľmi blízko seba a majú

tendenciu vplyvom vzájomných príťažlivých odpudivých síl meniť svoju polohu (pr.: sekvencia 1 1 0 0 má tendenciu k deformácii 1 10 0). Radič je naprogramovaný tak, aby tomuto javu predchádzal ukladaním dipólov do “nesprávnej” polohy,

pričom pôsobením vyššie popísaných síl sa dipóly samovoľne presunú do správnej polohy. Prekompenzácia sa nastavuje v SETUPe, je nutné udať číslo cylindra, od ktorého sa bude prekompenzácia

vykonávať. Hodnota prekompenzácie CPZ býva súčasťou dokumentácie k disku.

Zone Bit Recording ZBR Taktiež súvisí s nerovnakou dĺžkou stôp pri okraji disku a pri jeho stredu. Za účelom zlepšenia rovnomernosti

hustoty záznamu rozdelí obvodové stopy na väčší počet sektorov, ako stopy bližšie ku stredu. S takouto štruktúrou by ovšem BIOS ani OS nedokázali pracovať – požiadavky adresujú metódou CHS (cylinder – hlavička – sektor ) a pre ne má každá stopa rovnaký počet sektorov. Preto musí radič skutočnú štruktúru prepočítať na fiktívnu, ktorá síce vykazuje rovnakú kapacitu, ale “tvári sa” korektne voči OS, teda vykazuje rovnaký počet sektorov na všetkých stopách . Metódu ZBR používajú prakticky všetky súčasné disky, táto skutočnosť je však „ukrytá“ v metódach adresovania LBA a XCHS, takže skutočnú geometriu „pozná“ iba radič disku a užívateľ s ňou vôbec nepracuje.

Fyzický sektor 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Logický sektor 0 9 1 10 2 11 3 12 4 13 5 14



Logické rozdelenie pevného disku Logickú štruktúru pevného disku vytvára operácia rozdelenia disku na oddiely a proces vysokoúrovňového

formátovania, ktoré umožňuje každý operačný systém. Rozdelením disku a jeho formátovaním vzniká súborový systém, ktorého funkciou je robiť prostredníka medzi fyzickým adresovaním dát uložených na disku a operačným systémom.

Disk je možné rozdeliť na viacero oddilelov (štandardne štyri oddilely), pričom každému oddielu môže byť priradený iný operačný systém. Jediný operačný systém však môže obhospodarovať aj viacero oddielov, ak dokáže pracovať s príslušnými súborovými systémami.

U PC býva najčastejšie definovaný jediný oddiel - rozprostretý cez celý disk., stále častejšie sa však v praxi stretneme s počítačmi s „dual boot systémom“ – disk obsahuje viacero oddielov s rôznymi operačnými systémami.

Základom logickej štruktúry pevného disku je

Master Boot Record (MBR) ktorý určuje základné logické členenie. MBR sa začína v nultom sektore, na nultej stope a obsahuje dve časti:

a) Zavádzač OS - krátky program spúšťaný BIOSom pri štarte PC. Jeho úlohou je načítať tabuľku oblastí a určiť aktívnu oblasť, z ktorej sa bude PC bootovať (tzn., z ktorej oblasti bude aktivovaný operačný systém). Ak disk obsahuje viacero oblastí s viacerými OS, býva v MBR umiestnený zavádzač s možnosťou výberu OS užívateľom.

b) Tabuľku rozdelenia oblastí. – Partition Table. Ta delí disk na štyri oblasti, pričom v každej môže byť inštalovaný iný OS.

Do MBR zapisujú iba programy, ktoré pracujú s diskovými oddielmi (FDISK, Partition Magic, inštalátor Windows a pod.), pre svoje uloženie však využívajú túto oblasť aj niektoré vírusy. Preto mnohé základné dosky umožňujú prostredníctvom SETUPu zápis do MBR zakázať. Pred začiatkom práce s oddielmi disku je ovšem potrebné zápis do MBR najskôr povoliť.

Oddiel Každý oddiel sa začína tzv. primárnou oblasťou, v ktorej sa nachádza zavádzač operačného systému a

BIOS Parameter Block (BPB) s údajmi o základných parametroch disku: počet povrchov, veľkosť sektorov atď. Samotná štruktúra oddielu už závisí od konkrétneho použitého súborového systému a od operačného systému.

Ďalej sa budeme zaoberať iba situáciou, že na disku sa nachádza jediný “DOSovský” oddiel. Tento oddiel musí obsahovať primárnu oblasť a môže obsahovať aj rozšírené oblasti – ak je oddiel členený na viacero logických diskov.

Fyzický disk musí obsahovať MBR a môže obsahovať jeden alebo viacero oddielov s rôznymi súborovými aj operačnými systémami.

Štruktúra DOSovského oddielu Každý oddiel – aj DOSovský – sa delí na dve hlavné oblasti: Primárnu, ktorá obsahuje operačný systém, a

sekundárnu, ktorá obsahuje ďalšie logické disky a dáta.

Primary DOS Je primárnou DOSovskou oblasťou a obsahuje súbory operačného systému DOS. DBR na primárnej DOS

obsahuje jednak zavádzač operačného systému a BPB. Za DBR je FAT tabuľka, nasleduje záložná kópia FAT tabuľky, za ňou ROOT directory a nasledujú samotné dáta. Teraz podrobne:štruktúra primary DOS: Je potrebné uviesť, že DOSovskú organizáciu oddielu využíva aj operačný systém Windows, takže všetko, čo je uvedené pre oblasti DOS, platí aj pre všetky modifikácie OS Windows. Rozdiely sú iba v typoch používanej FAT (podrobnejšie v kapitole venovanej samotnej FAT):

DOS Boot Record Primárna DOSovská oblasť sa začína časťou nazvanou DOS Boot Record – DBR. Tá obsahuje zase dve

časti: Zavádzač operačného systému DOS a tabuľku Bios Parameter Block (BPB). 1. Zavádzač operačného systému DOS má za úlohu zaviesť systémové súbory OS z disku do RAM – tým začne

OS pracovať a riadiť počítač. 2. Bios parameter Block obsahuje základné údaje o geometrii a ďalších parametroch disku (veľkosť clustera, počet

povrchov disku atď.).

Fyzický disk Master Boot Record

napr. FAT 32 oddiel 1

napr. HPFS oddiel 2

napr. NTFS oddiel 3

napr. EXT3 oddiel 4



File Alocation Table Za DBR sa nachádza FAT tabuľka , uchovávajúca údaje o pridelení priestoru na disku súborom. Tabuľka FAT sa pre svoju dôležitosť nachádza na disku 2x – náhradná kópia pre prípad poškodenia orginálu je umiestnená hneď za orginálnou tabuľkou.

ROOT directory Za tabuľkou FAT sa nachádza hlavný adresár disku – ROOT. Tu sa uchováva logická stromová štruktúra súborov a adresárov. Sú tu uložené názvy súborov a údaje o ich uložení (presnejšie, kde sa nachádza začiatok súboru, údaje o ďalších clusteroch, kde súbor pokračuje, sú uložené vo FAT).

Každej položke v ROOT - (adresár alebo súbor) je vyhradených 32 byte (pri 16 bitovej FAT tabuľke); dáta sú organizované nasledovne: Prvých 8 byte je vyhradených pre názov súboru, ďalšie 3 pre koncovku, nasleduje jeden byte (v poradí je 12.) pre základné atribúty (S, A, R, H), trinásty byte určuje vlastnosti Directory a Label (nie - súbor). Nasledujúcich 10 byte je nevyužitých, ďalšie 3 sú určené pre dátum a čas posledného zápisu do súboru, ďalšie 2 určujú adresu 1. klastra vo FAT. Posledné 4 byty udávajú veľkosť súboru.

Príklad tabuľky hlavného adresára:

Názov súboru typ dátum zmeny čas atribúty veľkosť prvý cluster Projekt1 xls 05-12-2002 11:48 rw--- 36115 56 Zadanie3 doc 03-28-2001 08:20 r---- 15216 87

ROOT DIRECTORY vzniká pri formátovaní disku. Za ROOTom už nasleduje oblasť s dátami.

Rozšírená DOSovská oblasť Rozšírená oblasť obsahuje logické disky s dátami, nie je možné z nej bootovať počítač. Preto sa na tejto

oblasti neobjavuje DBR. Každý z logických diskov obsahuje nasledovnú štruktúru:

Tabuľka rozdelenia rozšírenej oblasti Extended Partitions Table (EPT) funguje ako "falošný MBR” určený výhradne pre príslušný logický disk. Jej funkciou je poukázať na ďalšie

EPT v danej oblasti (teda EPT ďalších logických diskov), sama je adresovaná z hlavnej MBR. Tento systém vzájomného adresovania oblastí MBR a všetkých EPT má za úlohu logicky prepojiť jednotlivé logické disky.

File Alocation Table Jej úloha aj štruktúra je totožná ako u primárneho oddielu – hlavná tabuľka FAT1 a jej kópia FAT2,

prislúchajúce danému logickému disku, obsahujú údaje o rozmiestnení súborov na disku.

ROOT directory Za FAT tabuľkou nasleduje opäť ROOT directory a napokon oblasť dát.

Praktická realizácia rozdelenia disku na oblasti a vytváranie oddielov Na prvotné rozdelenie disku na oblasti a vytvorenie štruktúry oblastí pod MS DOS sa používa program

FDISK. Pri jeho použití je potrebné mať na pamäti, že jeho použitím sú zničené všetky dáta na disku.

zavá

dzač

O

S

Part

ition

T

able

zav

OS

BPB

DBR FAT

zál.

FAT

RO

OT

DA

TA

EPT

FAT

zál.

FAT

RO

OT

DA

TA

EPT

FAT

zál.

FAT

RO

OT

DA

TA

log. disk D: log. disk E primárna oblasť rozšírená oblasť

o d d i e l F A T 3 2

iný, napríklad

nedosovský oddiel, príp.

aj ďalšie



Program FDISK Program FDISK umožňuje nasledovné činnosti: 1. Vytvoriť oddiel DOS alebo logickú jednotku (logický disk) DOS 2. Nastaviť aktívny oddiel (teda oddiel, z ktorého sa bude počítač bootovať) 3. Odstrániť oddiel DOS alebo logickú jednotku (logický disk) DOS 4. Zobraziť informácie o oddieloch Postup vytvárania štruktúry nového disku:

1. Ak bol disk už použitý, odložiť a prípadne aj zazálohovať si dáta z disku na iný disk (disky) a zistiť si cez voľbu č. 4 informácie o aktuálnom rozdelení disku.

2. S použitím voľby 3 odstrániť existujúce logické disky a oblasti. 3. Premyslieť si návrh novej štruktúry disku a rozmyslieť si počet a veľkosť oblastí na novom disku. Dbať na to, aby

kapacity jednotiek boli navrhnuté optimálne a aby bola využitá celá kapacita disku (teda aby nedošlo k tomu, že časť disku nebude pokrytá žiadnou oblasťou a ostane nevyužiteľná).

4. S použitím voľby 1 vytvoriť novú štruktúru, a to - vytvoriť primárny oddiel DOS - vytvoriť rozšírený oddiel DOS – použije sa, ak budeme vytvárať okrem disku C aj ďalšie logické jednotky - vytvoriť logické jednotky v rozšírenom oddieli DOS (tedy disky D, E, F atď.)

5. S použitím voľby 2 zvoliť aktívnu oblasť, teda tú, z ktorej sa bude načítať operačný systém.

Ďalšie programy na správu disku Na vytváranie štruktúry disku, prípadne na jej editovanie (manipuláciu s oblasťami, ich spájanie, rozdelovanie, zmenu veľkostí atď.) je možné použiť aj iné programy – napríklad Partition Magic, System Commander, ktoré sú oproti FDISKu výrazne pokročilejšie. Na zvýšenie kapacity diskov je možné použiť špeciálne kompresné programy, ktoré dáta pred ukladaním komprimujú a pri čítaní dát z disku ich zase priebežne dekomprimujú. Túto službu umožňujú programy ako Dblspace, Kompresia disku, DriveSpace, Stacker. Ich nevýhodou je spomalenie práce s diskom, spôsobené nutnosťou komprimácie a dekomprimácie dát, a zvýšeným rizikom nenávratnej straty dát aj pri bežnej poruche disku, ktorá je za normálnych okolností pomerne dobre riešiteľná servisnými programami. V súčasnosti pri pomerne nízkych cenách a vysokých kapacitách HD sa tieto prostriedky využívajú iba vynímočne. Hotové oblasti – disky – je nutné pred použitím naformátovať. Formátovacie programy sú súčasťou všetkých operačných systémov aj mnohých servisných programov. Formátovaním sa vytvorí systém alokačných jednotiek – sektorov a clusterov – tým sa ukončí proces vytvárania logickej štruktúry disku.

Ukladanie a adresovanie súborov pomocou FAT

Základná charakteristika súborového systému FAT Bol vyvinutý pre operačný systém DOS a prevzatý do operačného systému Windows triedy 9x. Pôvodný

16 bitový file system bol neskôr modifikovaný na 32 bitový. Predpokladá existenciu „logických zariadení“ (diskov) ktoré pomenúva písmenami A:, B:, ...Z: Predpokladá vytvorenie a zmapovanie tzv. „alokačných blokov“ (sektorov, clusterov), ktoré dokáže adresovať

pomocou tzv. FAT tabuľky. Alokačné bloky využívané jediným súborom môžu byť fyzicky „rozhádzané“ po celom disku, adresovaním pomocou FAT sa však ku operačnému systému „tvári“ ako logická súvislá oblasť. FAT tabuľka udržiava pre každý súbor informácie, kde sa jednotlivé časti súboru nachádzajú. Vedie evidenciu voľných a chybných alokačných blokov.

Názov súboru môže mať max. 8 znakov mena + 3 znaky koncovky, nerozlišuje maé a veľké písmená. Pozná iba štyri vlastnosti súboru – System, Archiv, Read only a Hidden. Uchováva informáciu o veľkosti súboru a o čase poslednej modifikácie súboru. U FAT 32 došlo k miernemu rozšíreniu vlastností súborov zameraná na zvýšenie komfortu laických používateľov (názvy súborov s dĺžkou až 255 znakov, medzi vlastnosťami súboru pribúda aj čas vzniku súboru a čas posledného prístupu ku súboru), ale zásadná systémová zmena nenastala.

Nepozná pojem vlastníka súboru, neuvažuje s právami ku súborom a priečinkom – je orientovaný ako výhradne jednoužívateľský systém.

Principiálne vytvára fragmentáciu, vzhľadom na štruktúru FAT („reťazové“ adresovanie vždy nasledovného clustera s ďalšou časťou súboru) je náchylný na poruchy, nespoľahlivý.

Alokačné jednotky Základnou fyzickou dátovou jednotkou je sektor. Veľkosť sektora je 512 B. Táto hodnota je rovnaká pre všetky typy pevných diskov aj diskiet. Pre disk s šestnásťbitovou FAT, ktorá je schopná adresovať 65536 alokačných jednotiek, by to znamenalo maximálnu adresovateľnú kapacitu disku 33 554 432 B, to je presne 32 MB.



Preto sa pri logickom formátovaní diskov združujú sektory do skupín – clusterov. Cluster potom predstavuje najmenšiu adresovateľnú jednotku (používa sa tiež termín alokačná jednotka) na disku. To znamená, že pri zápise súboru s najmenšou mysliteľnou kapacitou spotrebuje pre seba súbor celý cluster. Čím je cluster väčší, tým je pri určitom počte adresných bitov väčší adresovateľný priestor – dá sa adresovať väčší disk. Zároveň sa však zväčšuje nevyužitý priestor na disku v dôsledku príliš veľkých clusterov, ktoré malé súbory nedokážu naplniť; veľké clustery sú výhodné iba vtedy, ak sa na disku ukladajú prevážne veľké súbory, mnohonásobne väčšie ako je veľkosť clustera.

Príklad používaných hodnôt veľkostí clusterov pre 16 bitovú FAT:

kapacita disku v MB sektorov v clusteri veľkosť clustera v kB 256 8 4 256 16 8 512 32 16 2048 64 32

Pre DOS a Windows radu 9x s FAT 16 je hodnota 64 sektorov v clusteri, a teda max. veľkosť alokačnej

jednotky 32 kB limitujúca. Celkový počet alokačných jednotiek, s ktorými dokáže systém FAT 16 pracovať, je 216 , to je 65536. Pri veľkosti clustera 32 kB dostaneme maximálnu adresovateľnú veľkosť disku 2048 MB.

Pri použití Windows NT sa maximálna hodnota clustera zväčšuje na 64 kB, max.adresovateľná veľkosť disku pod FAT 16 potom je 4096 MB.

Príklad: mikrofragmentácia HDD v dôsledku príliš veľkých clusterov disku Obrázok ukazuje dôsledok príliš veľkých

clusterov na disku vzhľadom na veľkosť súborov. Čistá veľkosť súborov v priečinku Cisco spolu je 583 556 542 B, počet súborov spolu je 44 480. Veľkosť clustera je 4096 B, a keďže priemerná veľkosť súborov je výrazne menšia, je každý cluster naplnený iba zčasti. Zvyšný priestor clustera však nemôže byť obsadený, a preto

celkový obsah spotrebovaného

priestoru na disku je 1 077 067 776 B, teda takmer dvojnásobok skutočne využitého priestoru.

Veľkosť clustera je možné nastaviť pri formátovaní disku:

Zefektívnenie zápisu, teda zmenšenie clusterov, sa dá u gigabajtových diskov dosiahnúť buď rozdelením

disku na viacej logických diskov, alebo použitím väčšieho počtu adresných bitov (napr. 32 bitovej FAT), alebo použitím iného adresného systému (LBA) alebo iného súborového systému (NTFS).



Tabuľka FAT Predstavuje jadro celej štruktúry organizácie súborov na disku. Princíp je rovnaký pre všetky typy FAT

tabuľky. Jej úlohou je udržiavať prehľad o umiestnení jednotlivých súborov na disku. Tabuľka má dva riadky: V hornom riadku je adresa spravovanej alokačnej jednotky, v dolnom riadku je údaj o obsahu príslušnej alokačnej jednotky.

Údaje môžu byť predstavované nasledovnými hexadecimálnymi hodnotami: hodnota význam 0000h prázdny cluster FFFFh posledný cluster obsadený daným súborom FFF7h chybný, vadný cluster FFF0h až FFF6h rezervované clustery 0002h až FFEFh použitý cluster, hodnota udáva adresu nasledujúceho clustera, v ktorom pokračuje ďalšia časť uloženého súboru.

Princíp adresovania súborov vo FAT V hlavnom adresári ROOT bude uvedená nasledovná informácia: Cvicenie1.txt 120h Praca1.dbf 122h Pokus1.pas 12Ah Znamená to, že v clusteri 120 (hexa) sa začína súbor Cvicenie1.txt

v clusteri 122 (hexa) sa začína súbor Praca1.dbf a v clusteri 12A (hexa) sa začína súbor Pokus1.pas Zápis vo FAT tabuľke potom vyzerá napríklad takto:

Adresa clustera 120h 121h 122h 123h 124h 125h 126h 127h 128h 129h 12Ah 12Bh 12Ch 12Dh 12Eh 12Fh 130h

Hodnota 121 124 128 FFF7 125 FFFF 0000 0000 129 12D 12C FFF7 FFFF FFFF FFF0 FFF6 0000 Vysvetlenie: Súbor Cvicenie1.txt sa začína v clusteri 120, adresa clustera 120 obsahuje hodnotu 121 a to

znamená, že súbor pokračuje v clusteri 121, jeho ďalšia časť sa nachádza v clusteri 124 a v clusteri 125 je koniec súboru – hodnota FFFF.

Obdobne: Súbor Praca1.dbf sa začína v clusteri 122, pokračuje v 128,129 a koniec súboru je v jednotke 12D; súbor Pokus1.pas obsadil iba dva clustery – začína sa v 12A a končí sa v 12C.

Clustery 123, 12B sú chybné; 12E a 12F sú vyhradené, 126, 127 a 130 sú prázdne. Podadresáre sa ukladajú v systéme ROOT – FAT rovnako, len podadresár má v hlavnom adresári zapsaný

atribút D, ktorý ho určuje ako adresár.

Dôsledky štruktúry FAT a systému práce s ňou F fragmentácia súborov: po určitom čase sú súbory veľmi fragmentované – nie sú umiestnené

v nadväzujúcich sektoroch, ale “na preskáčku”, čo veľmi spomaľuje proces načítávania aj ukladania súborov.

F mazanie súborov len vo FAT: pri mazaní súborov nie je nutné fyzicky súbor z disku odstrániť, ale iba sa vo FAT zruší údaj o tom, že príslušný súbor alokuje dané clustery – “uvoľní sa informácia” o obsadení jednotiek daným súborom; výhodou je rýchle mazanie súborov z disku a pri troche šťastia možnosť obnoviť súbory zmazané omylom, nevýhodou sú z toho vyplývajúce bezpečnostné riziká.

F náchyľnosť FAT na chyby – stratené fragmenty súborov (FAT registruje obsadené clustery, ale v ROOT sa k týmto clusterom neviaže žiadny názov súboru – stáva sa pri chybe ukladania súboru na disk), spravidla je obsah stratených clusterov uložený ešte raz inde už správne, takže tieto hodnoty je možné programom Scandisk uvoľniť. F prekrížené súbory – chybou pri ukladaní súboru ukazuje na jediný cluster viacero políčok FAT

tabuľky. Dôsledkom je vždy jeden súbor poškodený (bude mu chýbať jeden cluster). F neplatný podadresár – chybou pri zápisu sa stratí číslo prvého clustera, kde je podadresár uložený.

Dôsledkom je strata všetkých súborov a podadresárov v postihnutom podadresári.



Prostriedky na správu diskov Uvedené problémy je možné riešiť s využitím špecializovaných programov, ktoré dokážu vyhľadať a sčasti aj

odstrániť chyby uloženia súborov na disk:

Scandisk je súčasťou Windows, vyhľadá stratené klástre, prekrížené súbory a kontroluje fyzicky povrch disku.

Defragmentácia disku je súčasťou Windows, dokáže postupným kopírovaním a scelovaním fragmentovaných súborov do značnej miery

fragmentáciu odstrániť.

Norton Disc Doctor Je súčasťou balíka Norton Utilities a predstavuje silný nástroj na údržbu dát na diskových jednotkách, dokáže

zachrániť dáta aj z havarovaných či čiastočne poničených diskov aj diskiet. Súčasťou Norton Utilities sú aj mnohé iné užitočné nástroje, ako napr. Disk Editor, ktorý umožňuje priamy prístup na disk a kontrolu a editáciu jednotlivých systémových oblastí, ako je root, FAT atp.

Typy tabuľky FAT V priebehu vývoja PC vzniklo niekoľko typov FAT

F 12 bitová - umožňuje adresovať 212 klastrov - dnes výhradne pre diskety F 16 bitová - umožňuje adresovať 216 klastrov - DOS, 1.WIN 95 F 32 bitová - umožňuje adresovať 232 klastrov - WIN od 95 OSR2

Organizácia dát pod FAT - vyhradzuje pre údaje v jednej položke (adresár alebo súbor 32 byte), do hlavného adresára umožňuje zapísať údaje s 512 položkami. Názvy súborov sú obmedzené 8 písmen pre názov + 3 písmena koncovky, názov súboru s celou cestou nesmie presiahnuť 64 znakov.

Organizácia s VFAT - vytvorený pre WIN 95 Má podobnú štruktúru ako FAT. Umožňuje zápis dlhých názvov súborov – názov súboru s celou cestou môže

dosiahnúť 255 znakov. Dlhé názvy súborov však môžu používať iba 32 bitové aplikácie. Dokáže vygenerovať aj náhradný názov pre dlhý názov. Byty, ktoré FAT nevyužíva využije VFAT na uloženie dátumu a času o poslednom prístupe k súboru a o vytvorení súboru. Obsahuje v sebe aj správu CD, takže nepotrebuje na spoluprácu s CD ovladač MSCDEX, ktorý bol nevyhnutný pre spoluprácu CD s DOSom. Má zlepšenú prácu s diskovou cache a s odkladacím súborom.

Ďalšie súborové systémy

New Technology File System NTFS Nový systém správy súborov na disku vyvinutý pre Windows NT. Umožňuje použiť na pomenovanie súborov

s celou cestou až 255 znakov. Nerozlišuje malé a veľké písmená. Je 32 bitový, vytvára menšie efektívnejšie clustery, používa oproti FAT viacero druhov atribútov súborov, dokáže nastaviť veľmi podrobné práva ku jednotlivým lokálnym priečinkom aj súborom a v spojení s vhodným operačným systémom dokáže pracovať ako plnohodnotný viacužívateľský operačný systém. Pracuje s veľkými diskami a dokáže vytvoriť jeden diskový oddiel cez niekoľko fyzických diskov. V porovnaní s FAT systémom je menej náchylný na fragmentáciu – na uloženie súboru vyhľadá voľné miesto na disku, kde je možné uložiť celý súbor bez fragmentovania. Používa inú štruktúru alokačnej tabuľky, a správu otvorených súborov ktorá je bezpečnejšia a odolnejšia proti chybám, a to i v prípade výpadku prúdu či pri inej poruche. NTFS je natívnym file systémom pre Windows 2k, XP , Vista aj všetky ich varianty či nové verzie.

High Performance File System HPFS Vyvinutý firmou IBM pre OS/2, je akceptovaný aj inými operačnými systémami (napr. Windows radu NT).

Má obdobné vlastnosti ako NTFS, ale nie je s ním kompaktibilný. V názve súborov umožňuje používať až 256 znakov, rozlišuje malé a veľké písmená. Má výrazne širší sortiment atribútov súborov, ako FAT. Umožňuje adresovať disky s kapacitou do 64 GB. Existuje aj 32 bitový variant HPFS386.

Novell Netware File System NNFS Je určený pre operačný systém Novell Netware. Je dobre „namapovateľný“ na iné súborové systémy.

Podporuje dlhé názvy súborov a má veľmi dokonale prepracovaný systém prístupových práv. Umožňuje „drive spanning“ – rozprestretie jediného diskového oddielu po viacerých fyzických diskoch. Na identifikáciu logického disku je rozhodujúca menovka – „volume“. Ponúka on-line komprimáciu ukladaných dát. Používa technológiu



oneskoreného zápisu – zmeny v súboroch najskôr iba ukladá do cache pamäti a zmeny priamo v súboroch vykoná naraz po ukončení editácie, tým výrazne zvyšuje bezpečnosť a spoľahlivosť uloženia dát.

NNFS sa inštaluje na DOSovskú partíciu, kam umiestni zavádzač operačného systému, a potom si vytvorí vlastnú NNFS partíciu, kde vytvorí logické „novellovské“ disky . Najskôr vytvorí logický disk SYS, kam ukladá systémové súbory, na užívateľské dáta sú určené ďalšie logické disky.

Network File System NFS Vznikol ako štandard pre zdielanie dát v sieťových systémoch s rôznymi operačnými systémami aj

súborovými systémami. Dá sa pohodlne namapovať na existujúce súborové systémy a prostredníctvom neho zdielať v sieti na protokole TCP/IP disky na počítačoch s rôznymi file systémami. Súčasťou definície NFS je aj popis sieťových protokolov.

Súborové systémy pre UNIX

Unix používa celý rad rôznych súborových systémov podľa typu uložených dát. Najpouzivajsie typy file systemov podporovane UNIXom su tieto:

• bfs - Boot File System (file system pre zavadzanie systemu UNIX; je to osobitna cast disku, kde je ulozeny zavadzatelny obraz jadra systemu; pouziva sa v UNIXoch System V)

• ext2 - second extended file system (druhy rozsireny souborovy system) je zakladnym file systemom Linuxu

• ext3 - third extended file system (treti rozsireny souborovy system); na rozdiel od ext2 si vytvara zurnalny subor, ktory umoznuje obnovit data pri havarii disku

• reiserfs - zurnalny suborovy system, ktory uklada subory do vyvazeneho stromu, co umoznuje velmi rychly pristup k suborom a obnovu havarovanych diskov

• swap - file system pouzivany v odkladacom priestore disku

Unix nepozná označovanie diskov či logických jednotiek písmenami, ale používa jediný adresárový strom s jediným koreňom pre celý systém. Iné zariadenia (disky, ale aj tlačiarne či iné zariadenia) používa ako súbory alebo stromové adresáre, ktoré tvoria súčasť jeho základného adresárového stromu. Na pripojenie externého adresárového stromu je však potrebné určiť bod v základnej stromovej štruktúre, kde bude externé zariadenie pripojené. Tento bod sa nazyva „mounting point“ a je potrebne oznamiť operačnemu systemu, v ktorom bode bude zariadenie pripojene. Proces pripojenia a oznamenia operačnemu systemu do ktoreho bodu adresárového stromu bolo zariadenie pripojené a aké sú jeho vlastnosti sa nazýva „mounting“.



Hranice veľkosti pevných diskov Max. kapacita Dôvod obmedzenia Popis 10 MB Obmedzenie HW IBM PC XT dokázali vzhľadom na HW adresovať max 10 MB 16 MB Obmedzenie FAT 16 Súborový systém FAT 16 adresuje max. 16 MB 32 MB Obmedzenie OS MS DOS 3.x Tento OS podporoval max. adresovanie 32 MB diskov 128 MB Obmedzenie OS MS DOS 4.x Tento OS podporoval max. adresovanie 128 MB diskov 504 MB Obmedzenie BIOS ver. do júla 1994 Väčšina BIOS podporovala iba adresovanie systémom CHS a nie

LBA, max. podporovaná hodnota bola 1024 cylindrov, 63 sektorov a 16 hlavičiek, teda 1024*63*16*512=528 482 304 B

2048 MB Obmedzenie BIOS BIOS aj s podporou LBA podporuje max. 4096 cylindrov 2048 MB Obmedzenie OS MS DOS Posledné verzie MS DOS podporujú max. veľkosť oddielu 2048

MB, všetky štyri oddiely spolu môžu mať max. 8,4 GB 2048 MB Obmedzenie OS Windows a OS/2

s FAT16 Windows 95 ver. A a OS/2 v prípade použitia FAT 16 podporuje max. kapacitu zariadenia 2048 MB

4200 MB Obmedzenie OS Windows NT 4.0 Windows NT ver. 4.0 v prípade použitia FAT 16 podporuje max. kapacitu zariadenia 4200 MB

8400 MB Obmedzenie BIOS – INT13 BIOS s podporou LBA v 24 bitovom móde podporuje max. 16384 cylindrov, 63 sektorov a 16 hlavičiek, teda 16384*64*16*512=8 589 934 592 B. Pre podporu vyšších kapacít bolo nutné zaviesť rozšírenie funkcie INT13

32 GB Obmedzenie BIOS ver. jún 99 Award BIOS podporoval max. 32 GB disky 32 GB Obmedzenie OS Windows 2000 a

XP Uvedené OS umožňujú adresovať pri použití súborového systému FAT32 maximálne 32 GB. pri použití NTFS toto obmedzenie neplatí.

137 GB Obmedzenie rozhrania ATA Pretože ATA používa 28 bitové adresovanie, umožňuje principiálne adresovať max. 228 *512 = 137 438 953 472 B

2199 GB Obmedzenie súčasných 32 bitových OS

Dnešné 32 bitové OS používajú 32 bit adresovanie, max. hodnota je teda 2 32 * 512 = 2 199 023 255 552B

144 PB Obmedzenie rozhrania ATA/ATAPI 6 Nové ATA rozhranie používa 48 bitové adresovanie, čo umožňuje adresovať max. 140 737 488 355 328 B

Diskové médiá sú obsluhované v BIOSe cez prerušenie INT 13, ktoré zabezpečuje adresovanie vo formáte

CHS. Maximálna kapacita pripojeného disku je daná adresovacou schopnosťou INT 13. Pôvodná verzia BIOSu dokáže adresovať do 8,4 GB priestoru. Nový BIOS používa rozšírenú verziu INT 13 –

sú adresovateľné aj vyššie kapacity. U SCSI sa o prístup stará vlastný BIOS prislúchajúci SCSI adaptéru, ten potom kombinuje s prerušením

INT 13 základnej dosky a realizuje adresovanie. Kapacita SCSI zariadení je potom limitovaná kapacitou, ktorú zvláda BIOS motherboardu konkrétneho INT 13.



Rozhrania na pripojenie pevných diskov Rozhranie fyzicky pozostáva z F radiča (elektroniky), zabudovaného priamo v puzdre pevného disku F prepojovacieho kábla, prípadne sady káblov F rozhrania riešeného buď formou rozširujúcej karty na základnej doske, alebo priamo integrovaného

v základnej doske

Úlohy radičov pevných diskov F zodpovedajú za rýchle a správne vystavenie zapisovacích a čítacích hlav na požadované miesto disku F zabezpečujú fyzické formátovanie disku (low format) F udržiavajú si prehľad o fyzickom formátovaní disku (počty a umiestnenia stôp, povrchov, cylindrov a

sektorov) F organizujú proces zápisu a čítania dát F využívajú vhodný kódovací algoritmus (MFM, RLL, PRML) F v spolupráci so zbernicou zaisťujú prenos dát medzi mikroprocesorom a diskom

Úloha Interface Formátuje dáta od radiča do podoby vhodnej pre prenos po systémovej zbernici

Typy rozhraní historické

ST506/412 Používal sa u PC/XT, umožňoval pripojiť jeden alebo dva HD, používal dva káble: širší- 34 žilový - riadiaci,

užší- 20žilový - dátový, používa kódovanie MFM.

ESDI Používal sa u starších PC/AT, počet diskov, kabeláž, konektory – všetko ako u ST 506, ale používané

kódovanie RLL má odlišné rozloženie signálov na konektoroch a aj význam signálov je iný: rozhrania ST506 a ESDI sú vzájomne nezlučiteľné.

Parametre rozhraní ST506 a ESDI: kapacita diskov 20 až 80 MB, prístupová doba 27 ms, rýchlos ť prenosu dát 300 až 800 kB/s.

Integrated Drive Electronics (IDE) ďalšie označenia: AT-Bus, ATA (AT Attachment specification). Ako interface využíval rozširujúcu kartu v ISA slotu, 40 žilový kábel pripája 1 alebo 2 disky, v prípade dvoch

diskov treba jeden nakonfigurovať ako “Master” – riadi komunikáciu na rozhraní, a druhý ako “Slave”. IDE využíva vlastný ROM-BIOS, ktorý často vykonáva prepočet skutočného fyzického formátu disku na fiktívny za účelom zefektívnenia práce s diskom (využívanie ZBR). Preto treba v SETUP nastaviť parametre, ktoré ROM BIOS disku využíva a zabezpečiť tak správnu komunikáciu medzi BIOSom disku a BIOSom základnej dosky. Pretože ZBR využívajú prakticky všetky IDE disky, je prepočet fiktívnych údajov disku na jeho skutočnú geometriu nevyhnutný.

Príklad – disk s kapacitou 230 MB: vzorec výpočtu: počet hlav x počet sektorov x počet cylindrov x kapacita sektoru = kapacita disku fiktívne údaje: 10 hlav x 48 sektorov x 980 cylindrov x 512B = 240844800 B = 229,69 MB skutočné údaje: 10 hlav x 56 sektorov x 840 cylindrov x 512B = 240844800 B = 229,69 MB

CPU ZBERNI- COVÝ

SYSTÉM

ST506 RADIČ

HDD FDD

ST50

6

ST 5

06 HDD

D A T A

RIADENIE

20

34



M Zo skutočnosti, že disk “navonok” ukazuje inú geometriu, než na akú je v skutočnosti naformátovaný low-level formátom, je zrejmé, že “amatérske” aplikovanie príkazov low-level formátu môže ľahko viesť k nevratnému zničeniu disku!!!.

Adresovanie dát na IDE: Používa sa metóda CHS -> cylinder/head/sector; maximálne adresovateľné hodnoty sú 16 hlav, 64 sektorov a 1024 cylindrov -> max. adresovateľná kapacita IDE disku je 512 MB.

Prenos dát : Dáta sa prenášajú jednotlivo po sektoroch. Na prenášaní dát sa u IDE okrem radiča a rozhrania účastní aj systémová zbernica a procesor. Teoretická prenosová rýchlosť sa pohybuje medzi 600 až 1200 kB/s. Na zvýšenie rýchlosti prenosu sa údaje ukladajú do cache, každý disk je vybavený cache 64 až 512 kB. Reálna prenosová rýchlosť sa potom pohybuje okolo 2 až 3 MB/s.

Disky pre IDE sa vyrábali s kapacitou 80 MB až 1,2 GB.

súčasné

Enhanced IDE (EIDE ) Nová norma, spätne kompaktibilná s IDE, prináša nasledujúce vylepšenia pôvodnej IDE:

F definuje dva prenosové kanály -> umožňuje pripojenie súčasne až štyroch diskov (EIDE1 Master, EIDE1 Slave, EIDE2 Master, EIDE2 Slave).

F definuje ako súčasť EIDE aj rozhranie ATAPI (AT Attachment Packet Interface) na pripojenie CD diskov. F používa 28 bitové adresovanie, CHS systémom adresuje až 8,4 GB (16 hlav, 63 sect., 4096 cyl., 2048

B/cluster) F kóduje dáta metódou PRML F definuje rýchlejšie prenosové režimy: aspoň ATA-2 a PIO Mode 3 a vyššie F rozhranie sa už nerealizuje ako rozširujúca karta, ale je integrované priamo do základnej dosky

Metódy adresovania kapacít nad 512 MB: Využíva sa opäť prepočítávanie fyzického formátu na fiktívny. Používajú sa dve metódy – Logical Block

Adressing (LBA) a eXtended Cylinder Head Sector (XCHS). Princíp obidvoch metód je zhodný: disk “predstiera”, že má 256 hlav (max. hodnota pre IDE bolo 16 hlav), čo

pri 64 sektoroch a 1024 cylindroch umožňuje maximálne adresovať 8,4 GB. Rozdiel medzi LBA a XCHS je iba v spôsobe prepočítávania fyzického formátu na fiktívny. Od r. 1994 je

prepočítávanie na LBA aj XCHS štandardne súčasťou BIOSov základných dosiek, takže počítače s týmito základnými doskami môžu používať HD do max. kapacity 8,4 GB.

V praxi sa častejšie využíva LBA. Využíva 28 bitové adresovanie, tzn. že dokáže adresovať 228 sektorov, a teoreticky max. kapacita

adresovateľná v režime LBA je 128 GB, prakticky však býva max. kapacita obmedzená schopnosťami BIOSu a operačného systému.

Prevádzkové režimy určujúce rýchlosť prenosu dát:

Programmed Input/Output (PIO): Programovaný vstup/výstup vychádza od procesora počítača a odovzdáva dáta na určité adresy

vstupov/výstupov. Podľa režimu PIO sú definované rôzne časy taktov, a z nich sa odvodzujú rôzne prenosové rýchlosti od 3,33 MB/s pre PIO 0 až do 16,6 PIO 4.

Direct Memory Access (DMA): Procesor iba vyprovokuje prenos dát a potom nechá organizáciu celého procesu na radiči DMA. Štart procesu

je časovo náročný, samotný prenos je však veľmi rýchly. Je teda výhodný pre viacslovné prenosy. Proces DMA0 prenášal dáta rýchlosťou 2,08 MB/s, DMA 2 8,33 MB/s.

Dnes má význam DMA v režime Multiword, pričom významným mezníkom je Multiword DMA 3 s prenosovou rýchlosťou 33,33 MB/s, označovaný tiež ako Ultra ATA 33. Na jeho použitie je potrebné, aby disk aj

CPU ZBERNI- COVÝ

SYSTÉM

ADAP- TER IDE

( karta ) IDE

RA

DIČ

HDD

RIADENIE DATA

40



BIOS dokázali pracovať v tomto režime. Ak podpora režimu chýba, bude disk pracovať podľa niektorého zo starších režimov.

Multiword DMA 4 sa označuje ako Ultra ATA 66, okrem podpory disku a BIOSu vyžaduje aj použitie špeciálneho 80 žilového kábla (40 vodičov je dátových, 40 slúži na tienenie). Teoretická prenosová rýchlosť je 66,66 MB/s.

Multiword DMA 5 čiže Ultra ATA 100 dosahuje 100 MB/s, Ultra ATA 133 potom 133 MB/s pre každý kanál (to znamená, že ak na jednom kanáli pracujú súčasne dva disky, treba počítať s tým, že o uvedenú prenosovú rýchlosť 133 MB/s sa medzi sebou musia “podeliť” obidva disky.

Všetky normy zachovávajú spätnú kompaktibilitu – ak napríklad disk Ultra ATA 100 umiestnite do počítača, ktorého motherboard nepodporuje ATA 100 ale iba ATA 66, bude disk pracovať v tomto režime. Uvedené prenosové rýchlosti sú iba teoretické, prakticky sa dosahujú nižšie hodnoty.

Serial ATA - SATA Od r. 2004 sa štandardne základné dosky osádzajú rozhraním Serial

ATA: Rozhranie umožňuje pripojiť až 8 diskov na ôsmich samostatných kanáloch, (reálny počet SATA kanálov je však daný schopnosťami chipsetu a vyhotovením základnej dosky), každý kanál disponuje prenosovou rýchlosťou 150 MB/s. Využíva sériový prenos dát, tenký sedemžilový kábel obstaráva napájanie aj prenos dát, možnosť pripájania a odpájania diskov za chodu, možnosť pripojenia rôznych zariadení. Spätnú kompaktibilitu s paralelným ATA zabezpečí adaptér, bežnou praxou je však osádzať základné dosky ATA 100 príp. ATA 133 spolu so SATA rozhraním. Do budúcnosti sa počíta s ďalšími verziami Serial ATA 2x 300 MB/s, pripravujú sa aj ďalšie verzie až do 6 GB/s.

SATA 2 Najnovšia revízia špecifikácie SATA prináša podporu Port Multiplier

a Port Selector. Okrem toho pribudla daľšia funkcia Staggered spin up. Štandartnou sa taktiež stáva istota podpory NCQ.

Port Multiplier – pripojenie až 5 diskov na jeden SATA II kanál. Port Selector – pripojenie dvoch radičov na jeden pevný disk. Staggered spin up – postupný nábeh diskov riadený základnou doskou

odľahčuje namáhanie napájacích zdrojov. Poslednou novinkou pri týchto diskoch je nový konektor eSATA,

oficiálne určený pre externé pripojenie pevných diskov rovnakou rýchlosťou ako interné disky. Tým toto rozhranie je výhodnejšie oproti externým diskom s rozhraním USB 2.0 a FireWire.

Prenosová rýchlosť sa pohybuje až do 300 MB/s.

SATA s podporou NCQ Native Command Queuing – prirodzené radenie požiadavkov. Logika disku sama rozhoduje o poradí čítania

dát. Praktický prínos pre výkon aplikácie je zreteľný v tom prípade, ak si aplikácia vyžaduje viac dát súčasne a logika disku si zoradí frontu požiadavok vzhľadom k maximálnej efektivite.

Podporu pre tieto technológie musí obsahovať elektronika disku ale tiež radič. Zo súčasných čípových sád túto technológiu podporujú dosky s nForce4 a všetky južné mosty ICH6 a ICH7.

Small Computer System Interface (SCSI) Predstavuje univerzálnejšie rozhranie ako IDE či EIDE, používa sa na pripojenie nielen diskov, ale aj

scannerov, tlačiarní, plotterov, magnetopáskových jednotiek, napalovačiek atď. Zariadenie však musí byť konštruované pre SCSI rozhranie – musia disponovať SCSI radičom - a musí podporovať príslušný komunikačný protokol.

CPU ZBERNI- COVÝ

SYSTÉM

SCSI Hostiteľský

Adaptér Konverzia Adresy

( karta ) SC

SI A

DA

PTER

RADIČ HDD

DISKU S C S I

D A T A

ADRESA 3 - D Lineárna

ADRESA



Vyžaduje inštalovanie hostitelského adaptéru do slotu v motherboarde, na jeden tento adaptér potom môže byť pripojených 7 rôznych (interných aj externých) zariadení, pripojených na jediný dátový kábel, u štandardu SCSI ver. 3 potom môže byť pripojených až 31 zariadení. Prevádzku na kábli riadi spravidla hostiteľský adaptér, tým je procesor „oslobodený“ od riadenia komunikácie.

Špecifiká SCSI F hostiteľský adaptér používa na komunikáciu so zariadeniami presne definovaný jazyk, takže môže pripojiť a

obsluhovať ľubovoľné zariadenie, ktoré dokáže využívať tento jazyk F zariadenia SCSI nie sú obmedzené napr. max. adresovateľnou kapacitou disku F prenos dát po SCSi zbernici riadi adaptér – mikroprocesor nie je zaťažovaný riadením komunikácie F každé zariadenie na SCSI musí byť jednoznačne identifikované ID číslom, ktoré musí byť nastavené na

zariadení prepínačom, alebo jumperom; číslovanie v rámci jednej zbernice je od 0 do 7 (novšie verzie 31); hostiteľský adaptér máva najvyššie číslo.

F zbernica musí byť zakončená terminátorom, ktorý je potrebné inštalovať na koncovom zariadení F max. dĺžka kábla do 6 m F hostiteľský adaptér musí mať pridelené príslušné systémové zdroje: IRQ, I/O rozsah, DMA, oblasť

v rezervovanej pamäti F jednotlivé zariadenia však už systémové prostriedky ako IRQ, I/O rozsah nemusia mať pridelené

Zbernica SCSI tiež podliehala vývoju, ktorý sa uberal dvoma smermi: F zvyšovanie taktovacej frekvencie (“Fast” SCSI) F zväčšovanie bitovej šírky zbernice (“Wide” SCSI) F cielom potom bolo zvyšovanie prenosovej rýchlosti

Prehľad výkonov štandardov SCSI

štandard označenie bitová šírka zbernice

prenosová rýchlosť

počet zariadení na kábli

SCSI 1 8 5 7 SCSI 2 Fast 8 10 7 SCSI 2 Fast+Wide 16 20 7 SCSI 2 Fast+Wide 32 40 7 SCSI 3 Fast 8 10 7 SCSI 3 Fast+Wide 16 20 15 SCSI 3 Fast+Wide 32 40 31

V ďalších rokoch nasledovali Ultra SCSI 160 (160 MB/s) a Ultra SCSI 320. Vývoj SCSI rozhrania

pokračuje, SCSI rozhranie je aj v súčasnosti (rok 2006) dominujúcim rozhraním na pripájanie diskov a ďalších mechaník u serverov a pracovných staníc zameraných na vysoký výkon. Cena SCSI diskov je však cca 5x vyššia v porovnaní s diskami pre ATA a SATA rozhranie (pri rovnakej kapacite).

Perspektívne rozhrania, používané aj na pripájanie diskov:

USB 2.0 V súčasnosti najrozšírenejšie rozhranie na pripájanie všetkých externých a V/V zariadení . Prenos 400 Mb/s.

Fire Wire ďalšie označenia: High Performance Serial Bus HPSB, i.Link, špecifikácia podľa IEEE 1394 Toto rozhranie je podobne ako SCSI určené pre širokú škálu periferných zariadení, najmä pre spracovanie

videosignálu v reálnom čase. Teoretická priepustnosť je 50 MB/s (t.j.400 Mb/s), pripravuje sa verzia 800 Mb/s.. Umožňuje pripojiť až 63 rôznych zariadení na jediný hostiteľský adaptér, nepotrebuje terminátory, nastavovanie identifikácie zariadení, podporuje pripojovanie a odpájanie zariadení za chodu, dĺžka kábla do 4,5m.

Rozhranie sa využíva aj pre pripájanie HD, zač. roka 2001 bol predstavený externý HD Western Digital pre toto rozhranie..

Fibre Channel Platí to isté ako pre FireWire, ale umožní pripojiť až 127 rôznych zariadení, prenosová rýchlosť je 33 alebo

130 MB/s, dĺžka kábla do 500m.



Diskové polia

Redundand Array of Independent Disks (RAID) Metóda vytvárania diskových polí, ktorá zabezpečuje bezpečné uloženie dát a vylúčenie ich straty aj pri

zničení niektorého disku Metóda je určená pre SCSI aj IDE diskové polia. RAID 0 – stripping: Dáta sú rozdelené na bloky a ukladané tak, že na jeden disk sa ukladajú nepárne bloky a

na druhý disk párne bloky. Dosiahne sa výrazné zvýšenie rýchlosti prístupu k dátam, ale žiadne zvýšenie bezpečnosti dát - naopak pri havárii jednoho disku sú zničené všetky dáta

RAID 1 – mirroring: Dáta jednoho disku sa zálohujú na druhý – rovnako veľký, príp. väčší – disk. Zvýšenie bezpečnosti, zvýšenie rýchlosti prístupu však nie je – naopak dáta je nutné zapisovať dvakrát.

RAID 0+1 – použijú sa štyri disky a skombinuje sa metóda 0 a 1. Záloha + teoretická rýchlosť zápisu ako v prípade RAID 0.

RAID 3 – disky sú zapojené ako RAID 0, ale je k nim priradený ešte jeden disk , na ktorý sú ukladané paritné informácie. Vysoký výkon aj bezpečnosť.

RAID 5 – obdobne ako RAID 3 s tým, že paritné informácie sú rozložené na všetky disky. Vysoká bezpečnosť, výborný výkon, dobré využitie kapacity diskov.

Moderné chipsety základných dosiek obsahujú RAID radiče, mnohé už dnes umožňujú vytvárať RAID polia

aj z diskov na SATA kanáloch.



Výmenné pamäťové médiá

Na princípe magnetického záznamu - diskové

Diskety 5,25” Funguje na magnetickom princípe záznamu dát, polyesterový disk je pokrytý vrstvičkou

z magneticky mäkkého materiálu (napr. Fe2O3, CrO apd.). Disk je chránený kartónovým obalom, pohonný mechanizmus a hlavička pristupuje k disku výrezmi v obale. Záznam dát je na princípe magnetizovania mikrooblastí záznamovej vrstvy prostredníctvom magnetickej indukcie vyvolávanej pretekaním el. prúdu cievkou záznamovej hlavičky. Čítanie sa realizuje indukovaním el. napätia v cievke hlavičky pôsobením pohybu zmagnetizovaných oblastí pod hlavičkou. . Fyzická organizácia dát je realizovaná štruktúrou povrch – stopa – sektor. Sektor obsahuje 512 B dát. Kódovanie sa používa MFM, pripája sa cez rozhranie IDE.

Predchodcom 5,25” diskety boli 8” diskety, ide o dlho používanú technológiu. Kapacita diskety je daná počtom povrchov, stôp a sektorov. To zase závisí od použitého magnetického

materiálu – kvalitnejší materiál umožňuje vyššiu hustotu záznamu – viac stôp a viac sektorov na stope. Najstaršie 5,25 diskety boli jednostranné ( mali iba jediný aktívny povrch), a magnetický materiál umožňoval

záznam iba 90 kB dát. Novšie obojstranné sa potom označujú DS –Double Sided a ich kapacita dosahuje 180 kB. Kvalitnejší mag. materiál potom umožnil zdvojnásobenie hustoty záznamu, takže kapacita diskety typu DS dosiahla 360 kB. Mali označenie DD – Double Density. Tieto diskety sa stali štandardom pre počítače PC XT. Ďalšie zvýšenie hustoty záznamu – HD – High Density umožnilo vyrábať diskety s kapacitou 1,2 MB. Tieto diskety sa stali na dlhé roky štandardom pre použitie v počítačoch AT, 386 aj 486. Aj keď sa súbežne búrlivo rozvíjal formát diskiet 3,5”, definitívne sa prestali 5,25” diskety používať až v ére Pentií. Z dôvodov spätnej kompaktibility sa s mechanikami pre 5,25” diskety môžeme vynímočne stretnúť aj dnes v moderných počítačoch.

Organizácia dát na 5,25” disketách: označenie povrchy stopy počet sektorov na stope kapacita 5,25” DS/DD 2 40 9 360 kB 5,25” DS/HD 2 80 15 1,2 MB

Výpočet kapacity z formátu: 2 povrchy x 80 stôp x 15 sektorov na stope x 512 B v sektore = 1228800 B.

Diskety 3,5” Predstavená už v r. 1980 firmou Sony, do praxe nastúpili s érou počítačov triedy PC AT ako menšia a

výkonnejšia náhrada diskiet 5,25”. Všetky princípy ostali zachované, zmenili sa iba rozmery, hustota záznamu a teda počty sektorov a stôp. Disketa dostala nové puzdro, lepšie chrániace vlastné médium pred vonkajšími vplyvmi.

Organizácia dát na 3,5” disketách: označenie povrchy stopy počet sektorov na stope kapacita 3,5” DS/DD 2 80 9 720 kB 3,5” DS/HD 2 80 18 1,44 MB 3,5” DS/ED 2 80 36 2,88 MB

Diskety 3,5”/ 1,44 MB sa stali štandardom od začiatku 90 rokov do dneška, sú najúspešnejším záznamovým médiom v histórii PC. Pokus firmy IBM zaviesť 2,88 MB ED diskety sa už neujal – aj keď mnohé moderné BIOS podporujú aj tento formát, v čase uvedenia tohto formátu už trh vyžadoval rádovo vyššie kapacity médií.

Diskety 5,25” aj 3,5” sa používajú aj v iných systémoch ako je IBM kompaktibilný, formátujú sa na iný počet stôp a sektorov, potom aj efektívne kapacity týchto diskiet sa odlišujú od hodnôt uvedených v tabuľkách.

Floptical 3,5” disc 21 MB Princíp záznamu je magnetický, pri formátovaní sa však využíva systém laserom vytvorených značiek, čo

umožňuje zvýšiť kapacitu média na 21 MB. Predstavila Insite Technology v r. 1991, na trh uviedla firma 3M v r. 1994. Použitie ako disketová jednotka pre väčší objem dát, pri uvedení na trh plánované ako náhrada klasických 1,44 MB mechaník. Neuplatnili sa pre vysokú cenu.

Iomega Bernoulli drive 44 MB, 80 MB, 90 MB, 230 MB Jednotka pracuje na čisto magnetickom princípe. V jednom puzdre sa nachádzajú dve diskové média 5,25”,

s vysokocitlivou mag. vrstvou. Puzdro s diskmi je výmenné. Používajú sa disky s kapacitou 44 MB, 80 MB, 90 MB, 230 MB. Pre záznam je potrebné pre každý druh kapacity používať príslušný drive, pre čítanie potom platí spätná kompaktibilita (napr. 44 MB disky je možné čítať aj v 90 MB drive, ale zapisovať je možné iba na 44 MB drive, v 90 MB drive je možné zapisovať aj na 44 MB médium).

Na dosiahnutie vysokej hustoty záznamu bolo potrebné výrazné zvýšenie otáčok disku oproti disketám. Pri týchto rýchlostiach však nie je možné, aby sa hlavička dotýkala povrchu disku. Na zabezpečenie dostatočne malej



konštantnej vzdialenosti záznamovej hlavičky od povrchu disku sa využíva Bernoulliho princíp - znižovanie tlaku vzduchu pri jeho dostatočne rýchlom prúdení. Rýchlo rotujúci disk spôsobuje prúd vzduchu, ktorý “prisaje” hrot hlavičky k jeho povrchu a udržuje konštantnú vzdialenosť aj pri pohybe roviny disku. Zároveň však vzduchový vankúš zabraňuje priamemu kontaktu hlavičky s povrchom disku. Bernoulliho princíp sa využíva aj u pevných diskov.

Tento systém firmy Iomega sa značne rozšíril v období rokov 1992 - 1995, v rokoch 1996 – 98 bol prekonaný systémami ZIP, JAZ a LS Superdrive.

HiFD Disc Pracuje na magnetickom princípe. Disketa 3,5” štandardného prevedenia má kapacitu 32 MB, 128 MB, resp.

200 MB. Namiesto MFM kódovania používa PRML + samoopravný kód C1ECC. Prenosová rýchlosť 2,45; resp. 3,6 MB/s. Je spätne kompaktibilný s klasickými 3,5” 1,44 MB disketami. Predstavili Sony, Mitsumi, Teac a Fuji v r. 1997. Veľmi sa nerozšírili.

Super Disc LS 120, LS 240

Disketová jednotka LS 120 je určená pre špeciálne diskové médium 120 MB, akceptuje však aj všetky zatiaľ používané formáty 3,5” diskiet (HD aj DD). Používa RLL kódovanie dát. Predpoklad z r. 1997, kedy bola uvedená na trh, že sa stane štandardom v oblasti disketových mechaník, sa nenaplnil. Bola spracovaná verzia 240 MB označovaná “2x”, (otáčky u pôvodného modelu sú 720 ot/min, u modelu 2x sú 1440 ot/min. Maximálna prenosová rýchlosť je 17 MB / min. Vyrába viacero firiem, Imation v prevedení externej mechaniky, Masushita interné prevedenie.

Iomega ZIP drive

Pracuje na princípe magnetického záznamu. Používa 3,5” médium. Pôvodné prevedenie zvláda 100 MB záznamu, novšie 250 MB, najnovšie 750 MB záznamu na jedno médium. Záznamová rýchlosť priemerná cca 1 MB/s, prístupová doba cca 30 ms. Typická prenosová rýchlosť je 60 MB /min. Vyrába sa v internom aj

externom prevedení pre rozhrania IDE, SCSI aj paralelný port. Použitie na archiváciu a zálohu dát (obsah približne 70 diskiet), uloženie veľkých súborov (nascanované obrázky určené na ďalšie spracovanie, súbory stiahnuté z Internetu, príprava multimediálnych knižníc a pod.) - úspora miesta na HD, bezpečný prenos veľkého objemu dát medzi počítačmi. Na trh dodala firma Imation v r. 1996. Obchodne veľmi úspešný model, predaných okolo 40 mil. kusov mechaník.

Iomega JAZ mechanika Pracuje na princípe magnetického záznamu. Prevedenie – v plastovom puzdre sa

nachádzajú dva 5,25” disky. Kapacita - 1 GB alebo 2 GB (ver. 2 GB uvedená na jar 1998) záznamu. Použitím kompresných utilít je možné kapacitu záznamového média ešte zdvojnásobiť (na úkor rýchlosti prenosu). Pripája sa cez SCSI rozhranie, boli uvedené aj modely pre USB a IEEE 1394. Záznamová rýchlosť priemerná cca 300 MB/min, ( špičkovo

10 MB/s), prístupová doba cca 15 - 20 ms. Na trh dodala firma Imation v r. 1997, výroba mechaník ukončená v r. 2002.

Použitie: Archivácia a rýchla záloha väčšieho množstva dát, uloženie menej často používaných programov a dát a tým úspora miesta na HD pre najpotrebnejšie programy a dáta.

Na 1 GB médium je možné uložiť vyše dvoch hodín digitálneho záznamu hudby, alebo vyše 1000 fotografií, alebo 56 minút videozáznamu vo formáte MPEG 2 .

SyJet Obdoba systému JAZ od firmy SyQuest, kapacita 1,5 GB,

pripája sa cez SCSI.

Mechanika LS 120 cca 3 100 Sk Disketa 120 MB cca 250 Sk Disketa 240 MB cca 750 Sk

ceny z r. 2002

ZIP drive 2200 - 6000 Sk podľa prevedenia ZIP médium 100 MB cca 550 Sk ZIP médium 250 MB cca 700 Sk Ceny od r. 1999 do r. 2002 stabilné

JAZ drive interný 2 GB cca 16 000 Sk JAZ drive externý 2 GB cca 24 000 Sk JAZ médium 2 GB cca 5 000 Sk Ceny z r. 2002

Cena drivera cca 8000 Sk Cena 1 GB média 1200 Sk Ceny z r. 2002



SparQ Magnetické 3,5” médium, má kapacitu 1 GB, driver sa vyrába pre EIDE rozhranie (interné prevedenie) aj

paralelné rozhranie (externá mechanika). Systém disponuje dvojicou čítacích/zapisovacích hláv – pre každý povrch disku sa používa jedna hlava. Disk sa otáča 5400 otáčkami/min., disponuje 512 kB cache. Priemerná rýchlosť čítania a zápisu sa pohybuje okolo 5,8 MB/s, prístupová doba okolo 20 ms. Parametre blížiace sa pevnému disku svedčia o konštrukcii podobnej HD, drive však vyžaduje aj zodpovedajúce zaobchádzanie.

Je nástupcom SyQuest 5,25” médií 44MB, 88 MB, 200 MB, 270 MB, aj menej úspešných SyQuest 3,5” médií EZ Fleyer drive 135 MB a 230 MB. Uvedené v r. 1998.

Quest Magnetické 5,25” médium, kapacita 4,7 GB, nástupca SyQuest 5,25” médií s kapacitami 44MB, 88 MB,

200 MB, 270 MB, nekompaktibilný s inými formátmi, nerozšíril sa.

ORB Produkt firmy Castlewood Systems; magnetický princíp

s magnetorezistívnymi hlavičkami, kapacita 2,16 GB, resp. 5,7 GB, prenosová rýchlosť 6,8 MB/s u internej verzie, vonkajšia sa pripája cez paralelný port, nové modely aj IEEE 1394 a USB2.0. Predstavený v r. 1998, variant k mechanike JAZ. Kompaktibilita s inými systémami žiadna. Predaj najmä v USA, v Európe sa veľmi nerozšíril.

Iomega Peerless Iomega s médiom počíta ako s nástupcom mechaniky JAZ, zapúzdrené disky 5,25” – cartridge - s kapacitou

5, 10 a 20 GB nie sú kompaktibilné s žiadnym zo zavedených systémov. Mechaniky zatiaľ v prevedení externom, pripojenie cez FireWire, USB alebo SCSI rozhranie. Pri použití Fire Wire umožňuje dátový prenos ustálenou rýchlosťou 15 MB/s. Na trh uvedené počiatkom roka 2002, mechanika príde na cca 12000 Sk, cartridge 20 GB na cca 10000 Sk S rozšírením okruhu používateľov média však ceny spravidla prudko padajú dole, čo sa očakáva aj u Peerless.

SyQuest 1080 Miniatúrny pevný disk s výmenným záznamovým médiom, určený najmä pre prenosné počítače a pre

digitálne fotoaparáty. Výmenné médium má priemer 1,8” a kapacitu 80 MB. Prístupová doba 16 - 25 ms.

Click! Pocket Zip Miniatúrny 1,8” výmenný disk pre mechaniku v prevedení PC Card – rozmery 85,6

x 54,0 x 5 mm (PCMCIA) s kapacitou 40 MB, poč. roka 2002 predstavené médium s kapacitou 100 MB. Médium je použiteľné aj v starších mechanikách, tiež staršie disky sú v nových mechanikách kompaktibilné - vždy však

s obmedzením na 40 MB záznamu. Použitie – digitálne foto, notebooky, PDA, Palm.

IBM PCMCIA pevný disk Vyrába sa v prevedení buď PCMCIA Type II (výška 5 mm), v kapacitách 260 a 600 MB a Type III (výška

10,5 mm) v kapacitách 512 MB a 1 GB. Použitie – digitálne foto a videokamery, Palm, notebooky, meracie prístroje.

IBM Microdrive Travel Kit Miniatúrny 1,8” výmenný HD s kapacitou od 340 MB do 1

GB s rozmermi 250mm x 250 mm (špecifikácia Compact Flash Type II), adaptér má rozmery 5 x 42,8 x 36,4 mm. Prenosová rýchlosť okolo 5 MB/s, pripája sa prostredníctvom PC Card adaptéra k Palm, PDA, notebooku, prehrávaču MP3, digitálnemu fotoaparátu, videokamere a pod.

Mechanika 2,2 GB 150 US$ Mechanika 5,7 GB 300 US$ médium 2,2 GB 30 US$ médium 5,7 GB 60 US$ Ceny sú z jari 2002 a sú uvedené v US$, pretože na Slovemsku sa nepredáva

Cena drivera vyše 40 000 Sk Cena 40 MB média 3000 Sk Ceny z r. 2002

Cena za 1 GB model: 20 000 Sk Ceny z r. 2002



Prehľad pamäťových diskových magnetických médií označenie kapacity výrobcovia FDD 5,25” 360 kB, 1,2 MB rôzni FDD 3,5” 720 kB/1,44 MB/2,88 MB rôzni Floptical 3,5” 21 MB Insite Technology Bernoulli 35 až 230 MB Iomega Zip 100 a 250 MB Iomega Jaz 1 a 2 GB Iomega Peerless 5, 10 a 20 GB Iomega Pocket Zip – Click! 40 MB Iomega SyQuest 5,25” 44, 88, 105, 200 MB SyQuest Technology SyQuest 3,5” – Ezflyer 135, 230, 270 MB SyQuest Technology SparQ 3,5” 1 GB SyQuest Technology SyJet 5,25” 1,5 GB SyQuest Technology Quest 5,25” 4,7 GB SyQuest Technology Orb 2,2 GB Castlewood Systems SuperDisc Laser Servo LS 120, 240 MB Imation HiFD 3,5” 200 MB Sony výmenný disk 250, 540 MB Teac

Na princípe magnetického záznamu - páskové: Magnetopáskové jednotky a médiá nie sú pozostatkom z éry osembitových počítačov, ale dlhodobo

predstavujú najlacnejšia a najspoľahlivejšie riešenie zálohovania veľkých objemov dát. Charakteristické vlastnosti sú veľké objemy dát, nízka cena za uložený megabajt a dlhá prístupová doba. Postupom doby bolo vyvinutých mnoho štandardov, charakterizujeme najrozšírenejšie:

Quarter Inch Cartridge – QIC Začali sa používať v r. 1983. Podporujú 3M, Conner, Iomega, Sony. Šírka pásky 8 mm. 3,5”mini kazety od 120 MB do 700 MB 5,25” štandard cartridge od 60 MB do 13 GB Množstvo prevedení, formátov a komplikované vzájomné kompaktibility.

Travan Nový štandard, vypracovaný v r. 1994 a nahradzujúci štandard QIC, zachovávajúci však s QIC spätnú

kompaktibilitu: Mechaniky Travan čítajú aj štandardné QIC médiá. Šírka pásky je 8 mm. Prenosová rýchlosť okolo 600 kB/s, životnosť cca 10000 priechodov.

označenie kapacita páska pripojenie Travan TR 1 400 MB IDE –floppy disk (inter.) , paralelný port (exter.) Travan TR 2 800 MB IDE –floppy disk (inter.) , paralelný port (exter.) Travan TR 3 1600 MB IDE –floppy disk (inter.) , paralelný port (exter.) Travan TR 4 4000 MB 225 m ATAPI/EIDE, SCSI Travan TR 5 10000 MB ATAPI/EIDE, SCSI

Používané rozhranie: TR1 až TR3 sa pripája na IDE ako floppy disk jednotka pri internom prevedení, pri externom na paralelný port, TR4 a vyššie na cez rozhranie ATAPI/EIDE alebo SCSI.

Externé mechaniky sú označené Seagate Tape Stor 800 pre TR1, Tape Stor 3200 pre TR3, Tape Stor 8000 pre TR4 atď., HP Colorado 14 GB interná alebo externá, pásky Travan 4 alebo Colorado 14 GB, pripojenie cez ATAPI, resp. paralelný port, cena cca 15000 Sk, príklad internej mechaniky: Seagate Travan NS pre pásky Travan 5, pripojenie cez SCSI, cena približne zodpovedá CD napaľovačkám pre SCSI - 25 000 Sk.

Digital Audio Tape DAT Koncom 80, rokov vznikol štandard pre digitálny záznam audio nahrávok na magnetickú pásku. Digitálne

magnetofóny s rotujúcou záznamovou hlavou R-DAT sa v dôsledku odporu záujmových skupín okolo producentov populárnej hudby nikdy na trh nedostali (aj tak sa onedlho digitálny záznam zvuku stal štandardom – prostredníctvom audio CD), ale formát Digital Data Storage DDS magnetofónových kaziet DAT našiel uplatnenie v oblasti záznamu digitálnych počítačových dát. Charakteristika: Kódovanie metódou PRML, životnosť 2000 priechodov, šírka pásky 4 mm.

označenie kapacita páska DDS 1a 1,3 GB 60 m DDS 1b 2 GB 90 m

označenie kapacita páska DDS 2 4 GB 120 m DDS 3 12 GB 120 m DDS 4 20 GB 180 m DDS 5 40 GB -

Kazety majú prepínač ochrany proti zápisu. Na konci každého záznamu sa páska pretočí na začiatok a do špeciálneho sektoru s hlavičkou sa nahrajú informácie o histórii pásky, takže je stála kontrola o používaní a opotrebení



pásky. Používa sa kompresia zaznamenávaných dát 1:2. Mechaniky pre verzie DDS 3 a vyššie majú dve čítacie a dve záznamové hlavičky a overenie bezchybnosti záznamu sa vykonáva priebežne pri nahrávaní. Prenosová rýchlosť u DDS 3 je cca 800 kB/s, u DDS 5 vyše 6 MB/s.

Príklad mechaniky: HP SureStore Dat pre kazety DDS 4, externé prevedenie, pripojenie cez Ultra Wide SCSI 2, cena drivera okolo 60 000 Sk (2001).

Seagate Scorpion 24 DAT, Sony STD 9000: interné prevedenie (ako 3,5” mechanika), určené pre kazety DDS 3, pripojenie cez SCSI, cena okolo 45 000 Sk.

Existuje aj prevedenie s šírkou pásky 8 mm, označovaný DS 8 s kapacitami 500 až 5 000 MB.

Digital Linear Tape DLT Výhradným výrobcom pásiek tohto formátu je firma Quantum, ktorá túto technológiu odkúpila v r. 1994 od

firmy DEC. Pásky sú rozmernejšie – 1/2”, prevedenie je kombinované – páska sa odvíja z kotúča a páska so zaznamenanými dátami je navíjaná do kazety, mechaniky sú väčšie, médium je dimenzované na väčšie objemy dát, práca je menej operatívna, riešenie je celkovo drahšie (myslí sa v porovnaní s DAT - DDS), ale páska vykazuje výrazne vyššiu životnosť 500 000 priechodov pásky cez hlavu, všetky mechaniky DLT sú vybavené HW kompresiou dát, pripojenie je realizované rozhraním SCSI 2 a vyšším, prenosová rýchlosť je od 5 MB/s vyššie.

označenie nekomprimovaná kapacita DLT3 15 GB DLT 4 20 GB DLT 5 35 GB

Toto riešenie už nie je navrhované pre triedu PC, ale pre veľké počítače.

Linear Tape Open LTO Nová architektúra, realizovaná v r. 1997 firmami Hewlet Packard, IBM

a Seagate. Navrhnuté pre veľké počítačové systémy. V rámci LTO sú vyvíjané dve platformy:

LTO Ultium, zamerané na čo najvyššiu kapacitu Šírka pásky 1,5”, dĺžka 610 m, rozmery 102x105,4x21,5 mm, kazeta má jedinú cievku, páska sa z kazety

navíja na druhú cievku, ktorá je ale súčasťou mechaniky. Kapacita pások od 20 MB do stoviek GB až jednotiek TB. prenosové rýchlosti od 15 MB/s u prvých modelov po 320 MB/s. Prístupová doba ku konkrétnemu súboru na páske nemá presiahnuť 80 s. Informácie o histórii kazety sa ukladajú do elektronickej pamäte 4 kB, ktorá je súčasťou kazety a tým je k údajom o histórii oveľa operatívnejší prístup. 100 GB kazeta príde na cca 160 US$.

LTO Accelis, zamerané na rýchly prístup k dátam Prístup ku konkrétnemu súboru do 10 s, menšie kapacity – do 25 GB. Šírka pásky 8 mm, rozmery kazety 137x58,8x16,23 mm, dvojcievková kazeta, páska neopúšťa kazetu.

Iomega Ditto Easy

Zálohovacie zariadenie pre kazety Ditto Max cartridge s kapacitou 3, 5, 7, 10 ( a dnes už zrejme aj viac) GB, podporuje všetky hlavné páskové formáty QIC, vrátane Travan QIC-Wide. Určené najmä pre segment PC pre menšie úrady a pre domácnosti.

Externé prevedenie pre paralelný port, interné prevedenie pre ATAPI, automatika napínania pásky, zálohovací SW s jednoduchou obsluhou, pracuje s DOS, Windows 3.x, Win 9x, OS/2, Novell NetWare a LANtastic. Cena 800 MB jednotky okolo 5000 Sk, jednotky 3200 okolo 11 000 Sk., cena 2 GB média 500 Sk.

Technické parametre Ditto Easy 800: Kapacita 400MB (800MB s kompresiou). Médium Trav an 1, DC 2120, 2120XL. Formát QIC-8W0. Spätná kompatibilita s QIC-40, QIC-80(DC 2080, 2120, 2120XL). Interface: internal - floppy radič 0,5MB/sec, external - paralel port 1,0MB/sec.

Ditto Easy 2000: Kapacita 2GB s kompresiou. Čítacia kompatibilita s QIC-80, TR-1 až TR-3, QIC-3010. Pripojenie zvonku na paralelný port, vnútorne cez radič diskety alebo vlastnú kartu.

Ditto Easy 3200: Kapacita 1 600MB (3 200MB s kompresiou). Médium Travan 3, 2, MC 3000, 3000XL. Formát QIC-3020, QIC-3010. Spätná kompatibilita s Travan 1,QIC-80(DC 2100, 2120XL). Interface: internal - floppy radič 2,0MB/sec, external - paralel port 2,0MB/sec.



Na princípe magnetooptického záznamu: Magnetooptické jednotky sú historicky veľmi staré, “udomácnili sa” v systémoch výkonných počítačov ešte

pred nástupom PC, v týchto systémoch pretrvávajú a spoľahlivo odolávajú konkurenčným platformám aj pri pomerne vysokej cene za uložený megabajt. Charakteristické vlastnosti sú vysoká kapacita výmenného média (vždy vzhľadom na súčasné potreby), spoľahlivosť, zavedená tradícia vo formátoch, bezproblémová spätná kompaktibilita, zaručovaná extrémne dlhá životnosť dát. Obľúbené sú najmä v dátových strediskách, ktoré bývajú vybavené dátovými “jukeboxami”, ktoré dokážu v prípade potreby sami vymeniť médiá.

MO nie sú kompaktibilné s magnetickými ani optickými médiami – na ich používanie sú nevyhnutné špeciálne mechaniky pre MO disky.

Formáty, prevedenia a označovanie MO diskov. MO disky sa vyrábajú v 5,25” a 3,5” prevedení. 3,5” disky sa vyrábajú ako jednostranné a nie je možné ich zasunúť do

mechaniky obrátene. 5,25” disky sú obojstranné, mechaniky však obsahujú iba jednu hlavu. Udávaná

kapacita disku predstavuje celkovú kapacitu obidvoch strán. Disk s kapacitou 5,2 GB má kapacitu každej strany 2,6 GB. Ak potrebujeme sprístupniť dáta na druhej strane disku, je nutné disk vysunúť, otočiť a obrátený vložiť do mechaniky. Z celkovej kapacity je teda prístupná iba polovica dát.

Pôvodná kapacita 5,25” disku je 650 MB, 3,5” disku 128 MB. Disky s vyššou hustotou záznamu a teda s vyššou kapacitou sa označujú

násobkom týchto pôvodných kapacít: Napr. 3,5” MO disk označený koeficientom 4x má kapacitu 540 MB; 5,25” MO disk označený 8x má kapacitu 5,2 GB. Toto označovanie nemá nič spoločné s rýchlosťami čítania alebo zápisu!!!

Pre médium príslušnej kapacity je potrebné mať aj príslušný driver. Kompaktibilita funguje spätne, a to zápis je možný aj na médium o jednu úroveň kapacity nižšie, čítať sa dajú média o dva stupne nižšej kapacity.

Rôzne mechaniky používajú aj rôzne veľkosti sektorov: 512 B, 1024 B a 2048 B. Niektoré mechaniky podporujú iba jediný typ sektora, iné dokážu čítať aj viacero formátov sektorových zápisov. Závisí od konkrétneho typu mechaniky, firmware, ovladačov, software atď.

MO disky sa dodávajú v prevedení WORM alebo Rewritable. WORM: Write Once, Read Many. Označuje neprepisovateľný disk – raz použitý sektor sa nedá prepísať. Na

rozdiel od CD sa však nemusí zaplniť celý disk pri jedinom zápise – zápis je možné kedykoľvek ukončiť a neskôr pokračovať ďalším sektorom.

Existujú dve rozdielne technológie zápisu dát na WORM: Ablative a CCW. Disky s označením “ablative” vlastne nie sú magnetooptické v pravom slova zmysle – ide skôr o optické

disky, pretože laser vypaľuje do záznamového povrchu disku “pity” – nosiče informácie. Proces teda zodpovedá princípu zápisu na bežné CD-R, len prevedenie média a formát dát je prispôsobený pre MO mechaniky.

CCW – využívajú súčasného pôsobenia ohrevu laserom a magnetického poľa na zmenu optických vlastností materiálu. Raz zapísaná informácia už nemôže byť premazaná a prepísaná.

Existujú však aj prepisovateľné MO disky rovnakých rozmerov aj formátov dát. Aby nemohlo dôjsť ku zámene WORM CCW disku s RW diskom a predišlo sa náhodnému zničeniu dát na nahranom WORM CCW disku pri pokuse o jeho opätovné prepísanie, je na špeciálnej neprepisovateľnej stope disku uložená informácia o tom, o aký typ disku ide.

Prehľad formátov MO diskov uvedených na trh firmou Verbatim: 5,25 WORM MO

disky Verbatim názov Byte/sector 600 MB 1x CC Worm 512 650 MB 1x Ablative Worm

1024 650 MB 1x CC Worm 1024 1,2 GB 2x CC Worm 512 1,3 GB 2x Ablative Worm1024 1,3 GB 2x CC Worm 1024 2,3 GB 4x CC Worm 512 2,6 GB 4x CC Worm 1024 4,1 GB 8x CC Worm 512 4,8 GB 8x CC Worm 1024 5,2 GB 8x CC Worm 2048

5,25” prepisovateľné MO disky Verbatim

názov Byte/sector 600 MB 1x 512 650 MB 1x 1024 1,2 GB 2x 512 1,3 GB 2x 1024 2,3 GB 4x 512 2,6 GB 4x 1024 4,1 GB 8x 512 4,8 GB 8x 1024 5,2 GB 8x 2048

3,5” prepisovateľné MO disky Verbatim

názov Byte/sector 128 MB 1x 512 230 MB 2x 512 540 MB 5x 512 640 MB 5x 2048 1,3 GB 10x 2048

Okrem Verbatim dodávajú MO disky aj ďalší výrobcovia - Olympus, Pinnacle Micro, Maxioptic. Zač. roka 2002 boli na trh uvedené aj formáty 10GB na 5,25” disku a 2,3 GB na 3,5” disku.



Na princípe optického záznamu

Compact Disc – CD Pôvodne bol vyvinutý firmami Phillips a Sony pre digitálny záznam zvuku, predstavený bol v r. 1981.

Funguje na princípe odrazu laserového lúča od lesklého povrchu disku (tzv. “land” ), snímaného fotoelementom. Lesklý povrch disku je prerušovaný oblasťami, ktoré vychyľujú alebo pohlcujú laserový lúč (tzv. “pit”). Zmeny intenzity laserového lúča, vyvolávané striedaním oblastí land a pit, sú vyhodnotené fotoelementom a elektronikou ako informácia. Laserový lúč má vlnovú dĺžku okolo 780 nm a výkon do 4 mW.

Vlastné prevedenie disku: Polykarbonátový kotúč s priemerom 120 mm (4 3/4”) má vylisované jamky – “pity” s šírkou 0,6 µm a dĺžkou od 0,83 µm do 3,3 µm. Tento základ je pokrytý reflexnou – hliníkovou vrstvou a

najvrchnejšiu vrstvu tvorí ochranný lak. Dáta sú zaznamenávané v špirálovej drážke, ktorá sa číta od stredu

ku okraju. Rozteč medzi drážkami špirály je 1,6 µm. Pri čítaní dát sleduje drážku laserový lúč, pričom musí byť zachovaná konštantná lineárna rýchlosť posunu stopy pod čítacou hlavou (Constant Linear Velocity) tak, aby bol udržiavaný konštantný tok dát 176 kB/s. Keďže dĺžka stopy, zodpovedajúca jednej otočke, je pri okraji disku väčšia, ako pri stredu, musí sa uhlová rýchlosť otáčania disku plynulo meniť od 530 ot/min (čítanie zo stopy najbližšie ku stredu) po 200 ot/min (čítanie stopy pri okraji disku). Uvedené hodnoty dátového toku a otáčok disku platia pre štandardné audio CD, nahrávané vzorkovacím kmitočtom 44,1 kHz. Kapacita štandardného prevedenia audio CD je 650 MB, resp. 74 minút hudby. Prístupová doba je rádovo v stovkách milisekund – rádovo viac, ako u pevných diskov.

Pre základný variant CD ROM so základnou rýchlosťou čítania dát bol definovaný dátový tok 150 kB/s, čo zodpovedá približne pôvodným 176 kB/s po odčítaní dát potrebných na opravy chýb. Táto rýchlosť čítania dát je vyhovujúca pre audio CD, ale pre počítačové aplikácie, najmä pre plynulé prehrávanie videosekvencií v dostatočnej kvalite sú potrebné výrazne vyššie rýchlosti dátových tokov. Preto boli vyvíjané a na trh uvedené CD mechaniky čítajúce násobkami základnej rýchlosti (2x, 8x, posledné 52x - 60x) dosahujúce toku dát príslušného násobku základnej hodnoty (napr. mechanika označená 8x číta max. rýchlosťou 8 x 150 kB/s = 1,2 MB/s; mechanika 48x dáva dátový tok až 7,2 MB/s). Uvedených max. hodnôt bolo dosiahnuté približne v r. 2000 a odvtedy sa už rýchlosť ponúkaných CD ROM mechaník prakticky nemení. Ďalšie zvyšovanie rýchlosti CD mechaník totiž nemá pri súčasne používanej HW konfigurácii, zmysel, rýchlosť toku dát je limitovaná možnosťami systémovej zbernice a ďalšími komponentmi.

Organizácia a kódovanie dát na CD – základný fyzický formát dát Vzhľadom na odlišný fyzikálny princíp záznamu je aj organizácia dát zásadne odlišná od magnetických

médií. Dáta sú usporiadané v špirálovej drážke, čítanej od stredu ku okraji, tvorenej oblasťami land a pit. Ako hodnotu “logická 0” vyhodnotí elektronika neustálu pravidelnú zmenu intenzity laserového lúča – teda pravidelné striedanie oblastí land a pit. Ako “logická 1” je potom vyhodnotená nepravidelnosť zmien – tzn. postupnosť niekoľkých oblastí land (resp. oblastí pit) za sebou. Striedanie oblastí však musí podliehať ďalším zákonitostiam, aby elektronika dokázala uložený signál jednoznačne vyhodnotiť. Veľký dôraz sa kladie na verifikáciu a samoopravu načítaných dát.

Na uloženie jediného bajtu sa používa až 14 bitov. Nadbytočné bity slúžia práve pre kontrolu a v prípade nutnosti ako podklad pre prípadný výpočet opravenej hodnoty.

Stopa CD je rozdelená na sektory, pričom počet sektorov na disku nie je pevne stanovený – sektory špirálovito nadväzujú jeden na druhý. Jeden sektor sa nazýva Large Frame a obsahuje 98 menších sektorov – Small Frame.

Small Frame obsahuje 24 Byte informácií a 8 Byte určených na výpočet opravu v prípade chybne načítaných dát: Ak sa z 24 dátových Byte niektorý Byte načíta chybne, dá sa to z 8 opravných Byte zistiť a vypočítať správnu hodnotu. Ak však z dátových 24 Byte je poškodených príliš veľa, nie je možné už z 8 opravných Byte správne hodnoty zistiť. Ak ide o hudobné CD, načíta elektronika hodnoty zo susedných čitateľných sektorov a zvuk zodpovedajúci nečitateľnému sektoru interpoluje. Veľmi poškodené CD potom má “čudný zvuk”.



U CD ROM pre počítače nie je možné hodnoty dát iba približne interpolovať – je nutné presne vypočítať dáta uložené v poškodenom sektore.

Sektor u CD ROM má veľkosť 2353 Byte. Tie majú nasledovné určenie: 12 B synchronizácia 4 B presné adresovanie sektoru 288 B dáta pr opravu chýb 2048 B samotné dáta Blok pre opravu dát 288 B zase obsahuje: 4 B pre kontrolu paritou – kontroluje sa, či načítané dáta sú bezchybné, alebo či treba aktivovať

mechanizmus opravy chýb 8 B predstavujú povinné nuly na oddelenie oblastí 276 B obsahuje špeciálny kód, vytvorený ( vypočítaný) zo samotných uložených dát. Z týchto 276 B sa dá

v prípade nutnosti a v určitom rozsahu (nesmie byť viac ako 450 nečitateľných Byte za sebou) vypočítať hodnota nečitateľných dát. Štandardne sa u lisovaných CD pripúšťa max. 220 chýb na sektor.

Fyzické formáty ukladania dát na CD Pôvodne bolo CD určené pre záznam hudobných dát, postupne boli na CD ukladané aj iné druhy dát –

programy, fotografie, video atď. Bolo špecifikovaný viacero formátov optimalizovaných pre rôzne druhy dát: Formáty sú špecifikované v tzv. knihách, označovaných farbami (RedBook, GreenBook, WhiteBook atď.):

CD DA- Digital Audio zvukové CD CD Text rozšírenie CDDA o možnosť zaznamenať aj textové dáta (názov skladby, interpret...)

CD +G ďalšie rozšírenie o možnosť okrem hudby zaznamenávať na CD aj obrázky a tie zobrazovať súčasne s hudobnou produkciou CD ROM mode1 formát pre zápis počítačových dát so zvýšenou možnosťou korekcie chýb (určený pre počítačové programy) CD ROM mode2 formát pre zápis počítačových dát so zníženými nárokmi na korekcie chýb CD ROM MixedMode formát využívaný pre uloženie počítačových hier: najskôr sú uložené dáta, potom hudba CD ROM XA kombinácia mode2 a mixedmode; umožňuje súčasne čítať aj dáta, aj hudbu Tento formát je základom pre ďalšie rozšírenia – Photo CD, Video CD, Sony Playstation Kodak Photo CD formát špecializovaný na archivovanie fotografií a rastrových obrázkov CD-I Obdoba CD XA, disk obsahuje počítačové aj audio dáta. Norma zahŕňa aj formáty CD Bridge, CD – I MPEG1, CD – I Ready Video CD štandard pre ukladanie videa na CD. Pôvodný MPEG1 je dnes prekonaný množstvom ďalších video formátov pre CD CD Extra, CD Plus formát pre multimediálne knižnice a výukové programy, obsahuje viacero session, prvá session obsahuje zvukové stopy, ďalšie session sú dátové. CD MO, CD WO, CD RW špecifikácia zápisu – formátu dát – na magnetooptické disky, na jednorázovo zapisovateľné disky CD – R (označenie tiež CD – WO – Write Only) a CD –RW.

Logické formáty ukladania dát na CD – súborové formáty ISO 9660 názvy súborov sú v tvare pre MS DOS: 8 + 3 znaky, zanorenie adresárov max 8 úrovní. Dlhé

názvy z Windows sa nahradzujú zápisom pôvodných šesť znakov, ~ a číslica. Joliet kompaktibilita s Windows 95: názov súboru až 64 znakov, pre DOS vie vytvoriť skrátený zápis

s vlnovkou. Romeo názvy súborov až 128 znakov, kompaktibilita s Win98 a novšími, nepočíta sa so skracovaním

zápisu pre DOS HFS formát súborov pre OS MAC Hybrid Disc obsahuje viacero oddielov: niektoré v HFS, niektoré v ISO 9660 ECMA 168 podporuje multisession aj track-on –once a packet recording, podporuje aj UNIXovský súborový

formát

CD ROM Read Only Memory. Je najstaršie a základné prevedenie z médií CD. Médiá CD ROM sa vyrábajú lisovaním, pričom vo forme lisovaných pitov je informácia zaznamenaná už pri

výrobe. Cena média je daná cenou zaznamenanej informácie a pohybuje sa rádovo v stokorunách. Cena samotného nosiča predstavuje rádovo jednotky korún – závisí od počtu vyrobených kópií (najdrahšia je výroba lisovacej matrice). Lisované médiá nie je možné nijako mazať, upravovať či prepisovať.

Ceny CD ROM 52 rýchlostných mechaník sa pohybujú okolo 1500 Sk.



CD - R Recordable. Niekedy sa nazýva CD WORM – Write Once, Read Mostly. Prázdne CD médium pre záznam

vlastných dát na CD, umožňuje jediný záznam dát (je neprepisovateľné) Ako je zrejmé z obrázku, skladá sa CD-R obdobne ako CD-ROM zo štyroch základných vrstiev. Vrchnej

ochrannej vrstvy, reflexnej vrstvy, záznamovej vrstvy a polykarbonátového základu. V základnom materiáli je predlisovaná drážka, ktorá napomáha správnemu vedeniu laserového lúča, tzv. pre-grove.

Záznamová vrstva je tvorená organickým farbivom, ktoré mení svoje vlastnosti pôsobením teploty nad 200 °C. podľa druhu farbiva buď vytvára adsorbujúce oblasti, alebo kopčeky, ktoré vychyľujú odrážaný laserový lúč obdobne ako jamky u lisovaných médií. Fyzikálna podstata pitov u CD-R je však odlišná od CD-ROM, takže staré CD-ROM mechaniky mali s čítaním napaľovaných CD problémy.

Materiály pre reflexnú vrstvu: U drahých a kvalitných CD je to zlato, u menej kvalitných je reflexná fólia strieborná. Ako záznamové farbivo sa používajú nasledovné organické farbivá:

PthaloCyanine, Cyanine, a Azo. Najkvalitnejšie sú CD kombinujúce Phtalocyaninové farbivo (je priehľadné) a zlatú reflexnú vrstvu. Vykazujú najlepšie optické vlastnosti (čítajú ich bez problémov aj najstaršie CD ROM mechaniky), trvanlivosť záznamu je min. 100 rokov. Sú ovšem najdrahšie.

Lacnejšie médiá kombinujú farbivo Cyanine (je modré) a zlatú fóliu; výsledná farba média sa javí ako zelená. Tieto médiá majú slabšiu odrazivosť aj životnosť – 10 až v 50 rokov. V kombinácii so striebornou odrazovou vrstvou sa cyaninové disky javia ako modré.

Médiá s modrým farbivom Azo používajú striebornú odraznú vrstvu a javia sa tiež ako modré. Všeobecne sú však hodnotené ako kvalitnejšie, než cyaninové.

Všeobecný návod na výber média podľa farby neexistuje. Pri výbere diskov je potrebné zvážiť, akú požadujeme životnosť dát, a potom overiť, či nami vybrané médium je čitateľné na tých konkrétnych CD ROMkách, ktoré budeme na čítanie používať. U novších mechaník problémy nie sú, preveriť treba skôr staršie modely.

Samotný proces napaľovania dát musí prebiehať neprerušovane – tzn., že v priebehu napaľovania nesmie dôjsť k prerušeniu toku napaľovaných dát, v opačnom prípade je CD zničené. Je teda potrebné zvážiť používanú rýchlosť napaľovania s ohľadom na schopnosť HW celého počítača zabezpečiť neprerušovaný proces napaľovania. Dôležitým parametrom CD-R médií je aj maximálna rýchlosť, ktorou môžu byť napaľované.

Cena CD R média sa v r. 2002 pohybuje okolo 20-30 Sk . Prvé CD “napaľovačky” sa vyrábali výhradne pre SCSI rozhranie, rozšírenie však umožnili až napaľovačky

pre ATAPI. Mechanika pre CD - R (“napaľovačka CD”) sa dnes (r. 2002) už prakticky nepredáva – z trhu je vytlačená

napaľovačkami pre CD RW, ktoré dokážu zapisovať na CD RW aj na CD-R. Stojí okolo 4000 - 6000 Sk.

CD RW Prepisovateľné CD. Princíp záznamu v CD-RW spočíva

na technológii fázovej zmeny záznamového farbiva. Ako záznamové farbivo sa používa zlúčenina striebra, india, antimonu a teluru. Môže nadobudnúť dva stavy: Kryštalický, ktorý odráža viacej svetla, a amorfný, ktorý svetlo adsorbuje. Pri ožiarení povrchu disku laserom s výkonom cca 20 mW sa príslušný bod povrchu zohreje na teplotu približne 500 až 700°C pri ktorej zlúčenina prejde do kvapalného stavu a po ochladení vznikne bod amorfnej látky, ktorý pôsobí obdobne, ako “jamka” u CD-ROM - pit.

Ak sa bod povrchu v amorfnej fáze ožiari laserom s výkonom do 8 mW, zohreje sa na teplotu mierne nad 200 °C a po

ochladení vznikne kryštalická reflexná plôška - pit sa vymaže. Konkrétny bod záznamového média dokáže takto svoju štruktúru zmeniť asi 1000x, potom už je farbivo natoľko “opotrebované”, že ďalšie prepisy nie sú možné a disk sa stáva nespoľahlivým.

Laser v mechanikách pre CD-RW teda musí pracovať v troch režimoch: do 4 mW - čítanie 4 mW až 8 mW - kryštalizácia (mazanie predchádzajúceho záznamu) 8 mW - 20 mW - amorfná fáza (zápis - vznik pitov)



Po stránke logického a fyzického formátu sa CD-RW neodlišuje od CD-ROM či CD-R. Prepisovačky CD RW sú schopné pracovať aj ako napaľovačky pre CD-R (musia automaticky rozpoznať

druh média), aj ako mechaniky schopné čítať všetky CD médiá a formáty. Pri výbere mechaník pre čítanie CD RW diskov je však nutné mať na pamäti, že je nutné použiť iba kvalitné

mechaniky certifikované a označené ako Multi-read, pretože zatiaľ čo CD ROM disky odrážajú až 70% svetla, intenzita odrazeného lúča u CD RW diskov je podstatne nižšia – 15 až 25%. Záznamová vrstva je z obidvoch strán chránená vrstvičkou dielektrického materiálu na báze kremíka, kyslíka, zinku a síry. Účelom je zvýšiť účinnosť lasera pri záznamu, pôsobiť ako tepelná izolácia od okolitých vrstiev, brániť záznamovému médiu, aby v kvapalnom stave vplyvom odstredivých síl “nevytieklo” a zlepšiť optickú odozvu záznamovej vrstvy pri čítaní.

Mechaniky DVD ROM zvládajú čítanie CD RW spravidla bez problémov, zatiaľ čo staršie CD-ROM mechaniky čítanie CD RW diskov nezvládajú.

Prepisovačky mávajú udávané tri rôzne rýchlosti: Pre zápis na čisté médium, pre prepis už použitého média novými dátami a pre čítanie.

MINI CD Je to vlastne zmenšené CD - rozmer: 78 mm, kapacita 200 MB, ďalšie parametre zodpovedajú klasickej CD.

Prehrávanie zvláda bežná CD mechanika, používa sa na záznam menšieho objemu dát (reklamné CD a pod.) a pre prenosné prehrávače zvukových CD. Príkladom je Sony MiniDisc, TDK 60, TDK 74, ktoré sú bežne v predaji.

CD –R Business card Miniatúrne CD vo forme vizitky (“orezaný” disk), kapacita 30 MB, ponúka napr. Traxdata.

CD 700 MB, CD 90 min, CD 99 min. V r. 1999 sa na trhu objavili CD-R (neskôr aj CD-RW) médiá s menovitou kapacitou 700 MB/ 80 minút

hudby. Zvýšenie kapacity je dosiahnuté zmenšením vzdialenosti medzi stopami. Zmenšiť túto vzdialenosť je možné iba hustejšou pregrove, nie je možné túto vzdialenosť nastavovať napr. parametrami napaľovačky. Vzhľadom na to, že ide o neštandardný formát, nie každá napaľovačka tento zhustený záznam akceptuje a nie každá CD ROM mechanika dokáže takýto záznam čítať. Niektorí výrobcovia CD R a CD RW mechaník (HP, Sony) verejne vyhlasujú, že tento formát nepodporia. Napaľovanie 700 MB médií nevedia ani všetky napaľovacie programy. Pri použití Overburningu je na tieto médiá v optimálnom prípade možné vypáliť až 734 MB digitálnych dát, resp. 83:30 min hudby (t.j. cca 842 MB audio dát).

Na rovnakom princípe sú aj médiá pre 90 min a 99 min hudby, kde sa kombinuje hustejšia drážka s overburningom.

Zapisovanie dát nad 80 min/ 700 MB musí byť realizovaná vždy metódou DAO, vždy to je však už z veľkej časti “laboratórna práca”, pretože schopnosť napaľovačiek a napaľovacích programov spracovať takéto hodnoty býva značne obmedzená a odlišuje sa kus od kusu. Obecne platí, že čím novšie zariadenie, tým väčšia šanca, že bude s veľkými médiami pracovať, ale v súčasnosti (r. 2002) je treba postupovať obozretne.

Double Density CD 1,3 GB Sony a Phillips predstavili v r. 2000 nový formát CD s dvojnásobnou hustotou záznamu a dvojnásobnou

kapacitou. Rozmery CD aj parametre lasera ostávajú nezmenené, mení sa vzdialenosť stôp z 1,6 µm na 1,1 µm a

minimálny dĺžka pitov z 0,833 µm na 0,623 µm. Pre tieto disky treba nové napaľovačky, DD CD médiá sa nedajú čítať ani na bežných CD ROM, ani na DVD. Nekompaktibilita so stávajúcimi HW zariadeniami bude zrejme najväčšou prekážkou rýchleho masívneho rozšírenia tohoto formátu.

Plextor Premium Giga Rec Ďalší variant vysokokapacitného CD so štandardným laserom. Plextor Premium 52x umožňuje na 99

minútovom CD uložiť až 1,2 GB dát. Umožňuje to nová HW technológia Giga Rec, ktorá zmenšuje vzdialenosti medzi pitmi, a SW technológia PlexTools. Takto napálené médiá je možné čítať ale opäť iba v mechanikách disponujúcich uvedenými technológiami. Mechaniky sa pripájajú cez porty ATAPI alebo USB 2.0

Podľa PC Revue 04/2003

Blu-Ray Disc 27 GB V apríli 2002 predstavila Masushita nový jednovrstvý CD disk s veľkosťou bežného CD, na ktorý je možné

uložiť až 27 GB dát. Vysoká hustota dát je daná použitím modrofialového lasera s vlnovou dĺžkou 405 nm, čím je možné zmenšiť rozteč stôp na hodnotu 0,32 um. Vyvíjané mechaniky by mali dosiahnúť prenosovú rýchlosť 36 Mb/s.

Už tento rok (2003) sa do predaja dostanú CD disky firmy SONY, vyrábané novou technológiou, ktorá umožňuje na jedno CD médium uložiť až 23,3 GB dát. Mechaniky pracujú s rozhraním SCSI Ultra Wide 160 a dosahujú dátový tok do 9 MB/s. Nová generácia týchto diskov bude mať kapacitu 50 GB pri prenose dát rýchlosťou 18 MB/s a v treťej generácii sa počíta s kapacitou 100 GB a prenosovou rýchlosťou 36 MB/s.

Uvádzacia cena média je v prepočte 1700 Sk, mechaniky potom 114 000 Sk. (Chip 04/02, PC Revue 04/2003)

Cena RW média 55 Sk Cena prepisovačky 24x/10x40x pre ATAPI: cca 5000 Sk Ceny z r. 2002



Metódy zápisu dát na CD médiá a najdôležitejšie pojmy Zápis dát na CD je výrazne komplikovanejší, než zápis dát napr. na disketu. Dáta je potrebné vopred pripraviť

do podoby, v ktorej majú byť na CD zapísané a zabezpečiť v priebehu napaľovania kontinuálny tok dát zo zdroja do napaľovačky. Existuje niekoľko spôsobov zápisu dát:

Disk – at – Once DAO: spôsob nahrávania celého disku naraz bez vypnutia zapisovacieho lúča. Track – At – Once TAO: spôsob nahrávania, kedy sa každá stopa nahráva samostatne. Každá stopa obsahuje

informáciu, že nasleduje ďalšia stopa, resp. že stopa je posledná – ukončenie nahrávky. Session – At – Once, SAO: Používa sa pri formáte CD Extra. Samostatne sa nahrávajú najskôr audio stopy, potom sa

samostatne zapíše dátová stopa. Session – sekcia: Nahraná časť CD, obsahujúca jednu či viacero stôp. Sekcia sa začína Lead-In blokom a

končí Lead Out. Multisession : umožňuje na disk nahrať postupne niekoľko sekcií (session). Odpadá tak nutnosť zaplniť

celý disk naraz, pri jedinom napaľovacom procese. Musí sa použiť systém TAO. Každá session obsahuje okrem vlastných dát aj bloky Lead – In a Lead – Out, ktoré znižujú efektívnu kapacitu disku.

Lead – In: Špeciálny dátový blok, zapísaný na začiatok každej sekcie s dátami. Lead – Out: Špeciálny dátový blok, ukončujúci session. Veľkosť prvej Lead – Out je približne

13 MB, Lead – Out všetkých ďalších stôp majú okolo 4 MB. Veľké množstvo stôp výrazne znižuje efektívnu kapacitu disku.

Close Disc – ukončenie CD: Je špeciálny blok dát za poslednou stopou, označuje koniec dát na disku. Na ukončený disk nie je možné nahrávať žiadne ďalšie dáta, a to ani multisession procesom. Ak tento blok dát chýba, považuje sa disk za otvorený.

Open Disc – ak je CD otvorené, je možné pridávať ďalšie stopy, ale disk sa nedá vo väčšine prehrávačov použiť.

Image- dokonalý obraz dát pripravených na uloženie na CD v takom tvare, ako budú uložené. Image sa uloží na HD a odtiaľ sa pri napaľovaní len kopírujú na CD. Spoľahlivá metóda zápisu dát, príprava image však zdržuje prácu.

Simulácia – simulovanie priebehu napaľovania v reálnom čase bez skutočného zápisu na disk. Ak proces napaľovania v sebe ukrýva chyby, odhalí ich simulácia skôr, kým dôjde ku zničeniu CD. Úspešná simulácia s vysokou pravdepodobnosťou signalizuje úspech pri vlastnom napaľovacom procese. Nevýhodou používania simulácie je predĺženie času napaľovania na dvojnásobok – najskôr beží simulácia, až potom reálny zápis dát.

On-The-Fly: Nepripravuje sa ímage, ale dáta sú čítané rovno z externého zdroja (CD ROM, LAN, Internetu...), priebežne upravované do tvaru potrebného pre zápis na CD a napaľované. Metóda rýchla, ale veľmi náročná na výkon HW a spoľahlivosť médií dodávajúcich dáta. Bez použitia BurnProof je tento spôsob zápisu dosť riskantný.

Burn Proof – rieši problém zničenia disku pri výpadku dátového toku v priebehu napaľovania. Dokáže softwarovými prostriedkami zastaviť na krátky okamih proces napaľovania a po obnovení dátového toku pokračovať v napaľovaní.

Overburning – zápisovanie dát až za hranicu uvedenej maximálnej kapacity média. Na 74 minútové médium je tak možné nahrať približne 77 minút záznamu, na 80 minútové CD sa overburningom dá nahrať cca 83 minút, na špeciálne CD s hustejšou progrove je možné overburningom zmestiť až 99 minút záznamu. Každý disk obsahuje priamo v predlisovanej drážke informáciu o maximálnej kapacite média, ktorú napaľovačka načíta a rešpektuje. Pri overburningu dostane napaľovačka pokyn túto informáciu ignorovať a pokračovať v napaľovaní za hranicu.

Použitie overburningu je však vždy neštandardná metóda, a jej úspešne použitie závisí od viacerých faktorov: Poprvé treba vedieť, o koľko minút je možné “prepáliť” konkrétne CD (každý typ CD umožňuje iné hodnoty overburningu), aký overburning zvládne napaľovačka (môže dôjsť až ku zničeniu napaľovačky), či overburning umožňuje napaľovací program, a či overburningom napálené disky dokáže čítať CD ROM, resp. prehrávač CD. Dáta nahrané za hranicou korektného zápisu môžu byť nahrané nespoľahlivo. Pri overburningu treba vždy napaľovať metódou DAO. Inkrementálny zápis (paketový zápis) – nový spôsob zápisu vyvinutý špeciálne pre CD RW. Umožňuje na CD

zápis podobne, ako na disketu – kopírovať, presúvať a mazať na CD jednotlivé súbory pomocou štandardných File Managerov. Pri použití špeciálneho čítacieho programu je možné paketové dáta čítať aj v novších CD ROM mechanikách. Pred použitím disku na paketový zápis treba disk naformátovať, čo je pomerne zdĺhavý proces. Kapacita CD pri použití inkrementálneho zápisu je cca 540 MB.



CD-MRW CD-Mount Rainier reWritable. Firmy Compaq, Microsoft, Phillips a Sony v r. 2001 začali práce na novom

formáte zápisu dát na CD RW. Tento formát zápisu má odstrániť hlavné nedostatky, ktoré bránia používať CD RW ako štandardné pohotovostné záznamové médium. Nadväzuje na princíp paketového zápisu, ale má byť oveľa pohodlnejší a pohotovejší. Spôsob práce sa má podobať práci s disketou, obslužný program bude implementovaný priamo do operačného systému, takže užívateľ bude pracovať s CD-RW rovankým spôsobom, ako s inými médiami, formát bude fyzicky kompaktibilný so staršími mechanikami, bude podporovať správu porúch v mechanike, bude obsahovať štandard komunikácie s mechanikou a formátovanie disku bude prebiehať na pozadí tak, aby nespomaľovalo prácu.

PD Drive Firma Panasonic vyvinula médium, pracujúce na princípe

repisovateľného optického disku. Rozmery aj kapacita sú zhodné s klasickým CD (12 cm, 650 MB), ale prevedenie je odlišné – samotné médium je ukryté v puzdre, pripomínajúcom kryty diskiet či ZIP diskov. Často býva PD nesprávne zaradené medzi magnetooptické médiá, s ktorými je čiastočne kompaktibilné (niektoré mechaniky pre MO disky dokážu pracovať aj s PD, mechaniky pre PD zabezpečujú schopnosť čítať aj staršie magnetooptické disky). Existujú aj mechaniky, ktoré v sebe kombinujú PD a CD-ROM alebo PD s CD RW. PD disk sa dá čítať aj v niektorých DVD-RAM. Mechaniky PD sa vyrábajú pre rozhranie IDE, SCSI aj paralelný port. Po pripojení do systému sú potom mechanike priradené dve písmená – jedno písmeno pre PD a druhé pre CD. PD mechaniky predstavili firmy Teac, Micro Solutions, NEC aj ďalšie; napriek tomu sa však nedočkali výrazného rozšírenia – prevalcoval ich rozmach CD RW. Mechaniky aj PD médiá však v ponuke mnohých firiem stále figurujú.

Parametre typických PD mechaník: Rozhranie – paralelný port alebo SCSI Prístupová doba 180 ms, 30 ms (podľa prevedenia) Prenosová rýchlosť daná rozhraním: 450 kB/s u paralelného portu, 3-4 MB/s u SCSI Príklad mechaniky PD: PowerMO 640

DVD (Digital Video Disc, Digital Versatile Disc)

Prečo vzniklo DVD.

Aj keď technológia záznamu videa na CD bola pomerne uspokojivo zvládnutá špecifikáciou vo White Book, kapacita CD disku sa ukazuje ako celkom nedostatočná pre zaznamenanie videofilmu. Pre kvalitný obraz vo formáte MPEG 2 v dostatočnom rozlíšení je potrebný súvislý dátový tok okolo 3500 kb/s, po pripočítaní nárokov päťkanálového zvuku a titulkovacie stopy vychádza 585,5 kB/s. Pre 135 minútový film vzniká potreba zaznamenať 4 750 000 B, teda 4,75 GB (v dekadických násobkoch).

V polovici deväťdesiatych rokov začali firmy Sony, Phillips a Pioneer spolupracovať na špecifikácii nového disku s vyhovujúcou kapacitou, určeného pre digitálny záznam videa. Disk bol nazvaný Digital Video Disc. Firmy počítačového priemyslu však okamžite pochopili, že táto technológia je ako stvorená pre ukladanie veľkého objemu akýchkoľvek digitálnych dát – teda nielen videa – a umožní nahradiť kapacitou už nevyhovujúce CD. Pripojili sa k vývoji novej technológie a z video disku sa stal univerzálny nosič dát – Digital Versatile Disc.

Po stránke veľkosti a vzhľadu ej DVD zhodné s CD – rozmery disku sa nemenia. Ku zmene dochádza na úrovni hustoty štruktúry záznamu. Laser s vlnovou dĺžkou 780 nm, používaný pre CD, bol nahradený laserom 635 – 650 nm. Tento laser dokáže čítať výrazne jemnejšie štruktúry, takže rozteč drážok bolo možné zmenšiť na 0,74 µm a dĺžka pitu sa znížila na 0,4 µm. Takáto hustota záznamu umožnila ja jeden povrch veľkosti CD natlačiť potrebných 4,7 GB dát. Toto prevedenie sa označuje ako DVD 5.

DVD umožňuje opatriť zaznamenaný videofilm zvukovým doprovodom v ôsmich jazykoch a titulkami v 32 jazykoch. Vzorkovacia frekvencia pre zvuk je 96 kHz, prenášané pásmo je v rozsahu 4 Hz až 44 kHz., odstup rušivých napätí 106 dB.

V čase výraznejšieho nástupu PD mechaník – rok 1998 – boli ceny nasledovné: Cena mechaniky – 15000 – 20000 Sk Cena média okolo 700 až 1000 Sk V tom čase CD RW médiá stáli okolo 1000 Sk. Ceny PD v r. 2002 sa nepodarilo zistiť.



Tým sa však úsilie o zväčšovanie kapacita DVD neskončilo. Ďalším krokom bolo využitie obidvoch strán disku, kapacita disku sa tak prirodzene zdvojnásobila na hodnotu 9,4 GB a disk sa označuje ako DVD 10.

Významným krokom však je technológia Dual Layer využitie dvoch povrchov na jedinej strane disku. Vrchná vrstva záznamu sa vyrába ako polopriehľadná, laserový lúč je možné zaostriť buď na povrch disku alebo na vnorenú záznamovú vrstvu . Kapacita druhej vrstvy je menšia ako povrchovej vrstvy, pretože rozmer pitov u tejto vrstvy je mierne väčší – 0,44 µm, a je 3,8 GB. Obidve vrstvy jediného povrchu spolu majú kapacitu 8,5 GB, dvojvrstvý jednostranný disk má označenie DVD 9 Dvojvrstvé obojstranné DVD 18 má kapacitu 17 GB.

Rovnako ako u CD aj u DVD bol definovaný aj formát “MINI DVD” s priemerom disku 78 mm.

Vyššia hustota záznamu si však vyžaduje aj kvalitnejší mechanizmus opravy chýb, používa sa nový spôsob kódovania, pre zaznamenanie jediného bajtu sa spotrebuje 16 bitov – na osem bitov informácie pripadá ďalších osem bitov na kontrolu a korekciu chýb.

Ako formáty pre záznam dát boli schválené MPEG – 2 pre videozáznam, Dolby Digital pre zvuk a ISO 9660 pre dáta. Uloženie videodát sa ešte delí podľa televíznych noriem na

PAL 720 x 576 bodov x 50 snímkov za sekundu (Európa) NTSC 720 x 480 bodov x 60 snímkov za sekundu (Amerika)

Dáta je možné zobrazovať ako v štandardnom formáte pomerov strán obrazovky 4:3, tak aj v širokoúhlom formáte 16:9.

Na plynulé prehrávanie videozáznamu je potrebný konštantný dátový tok okolo 600 kB/s, pre DVD je definovaná základná rýchlosť prenosu dát na 1350 kB/s.

Pre lisované médiá DVD ROM teda boli definované nasledovné štandardy kapacít: Označenie – prevedenie kapacita 120 mm disku kapacita 78 mm disku DVD5 – jednovrstvé jednostranné 4,7 GB/133 min 1,4 GB DVD9 – dvojvrstvé jednostranné 8,5 GB/240 min 2,8 GB DVD10 – jednovrstvé dvojstranné 9,4 GB/266 min 2,6 GB DVD18 – dvojvrstvé dvojstranné 17 GB/481 min 5,2 GB

Vývoj videoformátov ovšem kráčal, či skôr sa rútil ďalej, takže dnes máme okrem klasického DVD MPEG2 nové formáty pre video CD a obrovské množstvo možností vzájomnej konverzie a kompresie: VCD, SVCD, ASF a DivX.

Štandard DVD ROM bol vytvorený rýchlo a bez problémov. O to viac chaosu ale vzniklo pri hľadaní optimálneho formátu zapisovateľného, resp. prepisovateľného DVD. Naplno sa tu prejavil konkurenčný boj, ktorého cieľom bolo vytvoriť unikátny formát, umožňujúci získať rozhodujúci podiel na trhu. Dôsledkom konkurenčného boja je niekoľkoročné oneskorenie použiteľného prepisovateľného DVD na trh oproti pôvodným predpokladom.

DVD RAM

Médium je určené pre zápis aj prepis dát. Tvorcami formátu sú firmy Hitachi, Panasonic a Toshiba. Tento formát bol spočiatku medzinárodným DVD fórom uznávaný ako jediný podporovaný formát prepisovateľného DVD. Na trh bol DVD RAM disk uvedený ako prvé prepisovateľné DVD médium v r. 1998.

Využíva princíp fázovej zmeny záznamového média pri pôsobení vysokej teploty vyvolanej laserovým lúčom v spolupôsobení s magnetickým poľom. V princípe teda ide o magnetooptické disky a technológia je príbuzná médiám PD. Príbuznosť s magnetooptickými médiami je podtrhnutá schopnosťou niektorých mechaník čítať DVD RAM aj magnetooptické médiá a obdobným predvedením média, ktoré je zapuzdrené v ochrannej kazete.

Kapacita prvej verzie DVD RAM bola 2,6 GB pri jednostrannom prevedení; 5,2 GB u dvojstranného média. Od r. 2000 sa používa DVD RAM ver. 2 s kapacitami 4,7 GB pre jednostranné médium a 9,4 GB pre obojstranné.

videoprehrávač DVD : 10 000 Sk mechanika DVD ROM 3000 Sk DVD titul od 500 Sk Ceny z r. 2002



Medzi ďalšie výhody patrí vysoká prenosová rýchlosť pri čítaní aj pri zapisovaní, možný stotisícnásobný prepis a priamy prístup k médiu pri zapisovaní. Všetky uvedené výhody však zabíja jedna zásadná nevýhoda: Absolútna nekompaktibilita s prehrávačmi DVD ROM a vôbec mechanikami iných platforiem ako DVD RAM. Inými slovami – DVD RAM médium prečítate iba v DVD RAM mechanike. Dáta sú totiž zapisované absolútne iným spôsobom, ako je štandard DVD. Odlišné sú aj odrazno – optické vlastnosti disku. Oproti tomu DVD RAM mechanika je schopná čítať všetky formáty DVD ROM , zapisovateľné a prepisovateľné DVD iných formátov, ak je zápis dát kompaktibilný so štandardom DVD ROM (jedno aj dvojvrstvé), je schopná čítať aj všetky štandardné formáty CD. Zapisovať však je možné iba na DVD RAM médiá, žiadne iné formáty DVD ani CD médií na zápis nepodporuje. (Napr. Panasonic LF – D211V, Toshiba SD-W2002). Pripravuje sa aj mechanika, ktorá bude v sebe združovať schopnosti plnohodnotnej práce s DVD RAM, DVD R, DVD RW aj CD RW – teda vrátane zápisu (Panasonic LF – D311). Kompaktibilita druhým smerom – podpora čítania DVD RAM médií zo strany výrobcov mechaník iných verzií DVD sa však neočakáva.

DVD R

Obdobou CD R je DVD R - čisté neprepisovateľné médium určené pre jednorazové nahranie vlastných dát užívateľa. Princíp zápisu je rovnaký ako u CD-R: zmena optických vlastností záznamového farbiva. Za vývojom formátu DVD R stojí firma Hitachi, ale ani tu nebol vývoj bezproblémový. Ako prvé boli na trh uvedené médiá s kapacitou 3,95 GB na stranu, u dvojstranného 7,9 GB. Médiá boli na trh uvedené v r. 1999, ale technológia sa nerozšírila vzhľadom na problematickú kompaktibilitu s existujúcim štandardom DVD ROM. Mechaniky DVR-S101 a DVR-S201 dokážu síce DVD ROM čítať, ale nimi zapísané DVD R disky sú štandardnými prehrávačmi a DVD ROM mechanikami nečitateľné. Logicky sa od tohto formátu ustúpilo a presadil sa DVD R var. 2 formát, kompaktibilný so štandardným DVD 4,7 GB na stranu – je pomerne bezproblémovo čitateľný aj v klasických DVD prehrávačoch. Na trhu sa presadili zatiaľ iba jednostranné DVD R média. Pripravuje sa aj formát MINI 3,5” s kapacitami 1,23 a 2,46 GB.

DVD R sa delí ešte na “authoringovú” a “všeobecnú” verziu. Authoringová verzia používa laser s vlnovou dĺžkou 635 nm, všeobecná verzia používa laser 650 nm a umožňuje zápis aj na DVD RAM.

DVD R mechaniky sú od r. 2001 osadzované do výkonných počítačov Apple Macintosh.

DVD R/RW Takto sa označujú mechaniky, umožňujúce zápis na disky DVD R aj disky DVD –RW a dokážu zapisovať aj

na CD R a CD RW. Mechanika DVR S101 pre DVD R a DVD-RW disky 3,95 GB a mechanika DVR S201 pre DVD R a DVD-

RW 4,7 GB boli na trh uvedené už zač. roka 2000, ale ich cena sa pohybovala v prepočtu okolo 260 000 Sk . Príklad Pioneer DVD R/RW Writer DVR –A03 v cene okolo 1000 Euro (2002).

DVD –RW

Tento formát vznikol z iniciatívy firiem HP, Sony a Phillips ako konkurencia k formátu DVD RAM. Pomerne dlho trvalo, kým bol medzinárodným konzorciom DVD uznaný za štandardizovaný formát.

S DVD RAM má spoločné to, že ide o prepisovateľné médium, pričom sa tiež využíva zmena optických vlastností farbiva pôsobením vysokej teploty, vyvolanej laserom (podrobnejšie viď odsek o CD RW). Nevyužíva sa však magnetooptický efekt, fyzický formát dát zodpovedá štandardu DVD ROM, zápis teda musí byť sekvenčný – do špirálovej drážky, zápis je komplikovanejší a pomalší, ako u DVD RAM.

Prvý DVD +RW disk bol vyvinutý v spolupráci firiem Sony a Phillips kapacitou 3 GB na stranu, resp. 6 GB v dvojstrannom prevedení – formát bol ako iné vyvíjané prepisovateľné DVD v tom čase nekompaktibilný so štandardom DVD ROM. Ukázalo sa, že pre praktickú využiteľnosť a presadenie výrobku na trhu je kompaktibilita s DVD ROM nevyhnutná a tento disk vôbec nebol na trh uvedený.

V r. 2000 bol vyvinutý DVD –RW disk s kapacitou 4,7 GB na stranu, ktorá už zabezpečovala spätnú kompaktibilitu formátu dát s DVD ROM. Stále však nebolo dosiahnuté skutočnej kompaktibility s bežnými prehrávačmi DVD dosiahnutá nebola a disky bolo možné prehrávať iba v nových prehrávačoch a mechanikách, označených DVD RW compactibile. Príčinou sú odlišné optickofyzikálne vlastnosti záznamových vrstiev nosičov DVD ROM a DVD RW.

Cena za mechaniku:25 000-35000 Sk Cena za médium 1500 – 2000 Sk Ceny z r. 2001



DVD +RW

Je zatiaľ posledným uvedeným formátom pre prepisovateľné DVD. Predstavuje vlastne vylepšený DVD -RW , boli odstránené zdroje nekompaktibility so štandardnými DVD videoprehrávačmi a staršími DVD ROM, takže DVD +RW disk je možné čítať už všetkými mechanikami, určenými na čítanie štandardných formátov DVD. Tento formát sa v r. 2001 objavil na trhu a rýchlo ovládol trh s prepisovateľnými DVD mechanikami a médiami .

DVD +RW rekordéry boli predstavené v lete 2001, ich cena bola 2500 US$, neskôr prichádzajú ďalšie mechaniky schopné pracovať s viacerými formátmi. Do r. 2006 postupne prichádzajú na trh multifunkčné mechaniky, schopné čítania aj zápisu všetkých druhov formátov a zápisu, napokon aj mechaniky so schopnosťou záznamu na dvojvrstvé médiá. Výnimkou ostáva formát DVD RAM, ktorý je čitateľný väčšinou mechaník, zápis vo formáte DVD RAM umožňujú iba DVD RAM napaľovačky a iba niektoré drahšie multifunkčné modely. Čítanie a napaľovanie CD ROM médií je pre všetky modely samozrejmosťou. Cena DVD ROM mechaník poklesla na rádovo 1500 – 2000 Sk, napaľovačky sa pohybujú v cenovej relácii cca o 1000 Sk vyššie. Ceny médií sa ustálili na cca 20 Sk za jednovrstvé R médium, DVD RW médiá sú približne 5x drahšie. V porovnaní s uvádzacími cenami z roka 2001 ide o viac ako 10 násobný pokles cien.

Prehľad formátov DVD médií na trhu

formát strany/ kapacita v GB vrstvy (“dekadicky”) DVD 5 SS/SL 4,7 DVD 9 SS/DL 8,6 DVD 10 DS/SL 9,4 DVD 14 DS/ML 13,2 DVD 18 DS/DL 17,1

formát strany/ kapacita v GB vrstvy (“dekadicky”) DVD R 1.0 SS/SL 3,95 DVD R 2.0 SS/SL 4,7 DVD RW 1.0 SS/SL 3.0 DVD RW 2.0 SS/SL 4,7 DVD RAM SS/SL 2,6 DVD RAM SS/SL 4,7

FMD disk Nástupca DVD, predpokladá využitie viacerých - až 100 - povrchov vnútri disku, využíva efekt

luminiscencie. Kapacita má dosiahnúť hodnoty rádovo Terabyte.



Polovodičové pamäti Pracujú na čisto elektronickom princípe, neobsahujú pohyblivé diely, sú odolné voči opotrebeniu, otrasom,

vibráciám, nárazom.. Základom sú obvody postavené na MOS technológii. MOS technológia bola objavená v polovici šesťdesiatych rokov a obvody postavené na technológii typu MOS

stali a dodnes ostávajú základom pamäťových zariadení postavených na polovodičovom princípe. Pamäťové bunky typu DRAM sa stali základom operačnej pamäte - hlavnej pamäte počítača a prekonali

dlhý vývoj od najjednoduchších DRAM až po súčasné 2x DDR SDRAM. Pamäťové bunky SRAM sa zase stali základom cache pamätí a pamätí grafických kariet. Obidve však majú veľký handicap: Ich hlavnou nevýhodou je energetická závislosť - pri vypnutí systému a strate napájacieho napätia stráca táto pamäť všetky dáta.

Energeticky nezávislé pamäťové moduly ROM zase nebolo možné prepisovať - raz uložená informácia bola uložená v pamäti navždy, čo významne znižovalo použiteľnosť a atraktívnosť pre zákazníka u takto riešených pamäťových chipov.

Prepisovateľné energeticky nezávislé polovodičové pamäte Zásadné riešenie energetickej závisloti pamätí postavených na tejto technológii prišlo v r. 1967 v podobe

štruktúry metal - nitrid - oxid - semiconductor MNOS. Hradla vyrobené touto technológiou umožňujú vytvoriť pamäťové bunky, vymazateľné pôsobením UV žiarenia: Prichádza pamäť PROM a EPROM. Čípy s kapacitou 1 kB sa dostávajú na trh v r. 1971.

EPROM (Erasable ROM) - mazateľné ROM Základom pamäťových prvkov EPROM je

technológia FAMOS ( floating-gate avalanche MOS - lavínový MOS s plávajúcim hradlom). V pamäťovej bunke prístupový tranzistor má plávajúce hradlo z polykryštalického kremíka (polysilikónové.)

Zápis do tranzistora sa robí impulzne,

privedením veľkého záporného napätia medzi kolektor a emitor (D-S). Týmto veľkým napätím sa vytvorí dostatočne veľké záporné elektrické pole, ktorým sa elektróny zo základnej doštičky N, medzi D a S, vytlačia na plávajúce hradlo. Tým sa hradlo stane záporné a spôsobí prítomnosť indukovaného vodivého kanála "+" medzi kolektorom D a emitorom S, čím sa stane táto oblasť vodivá a tranzistor si bude pamätať log "0".

Čítanie logického stavu tranzistora sa robí

ďalším tranzistorom MOSFET - výberovým tranzistorom. Dielektrikum, do ktorého je hradlo vstavané, je dobrým

izolantom, takže dostatočný náboj sa udrží mnoho rokov od naprogramovania. Náboj sa dá odstrániť ožiarením čipu ultrafialovým svetlom. Pamäť je zapuzdrená v keramickom puzdre s okienkom z kremenného skla, ktoré pri vymazávaní prepúšťa UV žiarenie a tým sa vymaže celý obsah pamäte. Programovanie sa uskutočňuje obyčajne priamo u užívateľa.

Neskôr prichádza EEPROM - pamäť elektricky zapisovateľná

a premazateľná. Prvé 16 kB chipy EEPROM boli predstavené v r. 1983.



EEPROM (Electrically Erasable PROM) Základom práce pamäťovej bunky EEPROM je ukladanie náboja na MOSFET hradle. Doba uloženia

informácie závisí od času, po ktorý je schopné hradlo udržať uložený náboj bez vonkajšieho napájania či obnovovania uložených dát .

Ďalším vývojovým stupňom pamäťových prvkov FAMOS je pamäťový tranzistor SIMOS (stacked- gate-

injection-MOS) s kanálom N. Jeho štruktúra je na obrázku: Základná bunka tohto typu pamäte:

Do série sú zapojené NMOS tranzistor A a SIMOS

tranzistor B s dvojitým hradlom. Druhé hradlo (select) sa môže použiť na programovanie privedením relatívne nízkej napäťovej úrovne (napr.+25V) na toto hradlo. Toto spôsobí, že sa medzi D a S vytvorí inverzná vodivá vrstva elektrónov a vzhľadom na veľké kladné elektrické pole niektoré elektróny z inverznej vrstvy prejdú cez veľmi tenkú vrstvu kysličníka na plávajúce hradlo. Tento zachytený záporný náboj spôsobuje, že kanál bude kladnejší a tým menej vodivý. V dôsledku toho prahové napätie tranzistora s nabitým plávajúcim hradlom je značne vyššie než tranzistora, v ktorom nebolo vykonané nabitie hradla. Náboj na plávajúcom hradle môže byť odstránený aplikovaním menovite rovnako veľkého záporného napätia na select hradlo, čím prahové napätie bude vrátené na svoju pôvodnú veľkosť.

Na základe tohoto výkladu je funkcia schematického zapojenia jasná: Ak je aplikované kladné riadiace napätie UG, tranzistor B bude zavretý a bunka si pamätá stav log.H. Ak je aplikované záporné riadiace napätie, tranzistor B je otvorený a bunka si pamätá log.L. Na bunku je prístup cez tranzistor A, a to vtedy, keď je aktivovaný adresový vodič.

Vymazávanie nemusí byť celoplošné ako u pamätí EPROM alebo FLASH. Kapacita je nižšia ako u EPROM alebo FLASH. Programuje sa priamo v zariadení, v ktorom sa prevádzkuje.

Postupne bolo vyvinutých viacero obvodových riešení, ktoré sa líšia rýchlosťou prístupu, spôsobom

adresovania a štruktúrou pamäťovej bunky na úrovni elektrického obvodu. Všetky však spája základný princíp ukladania elektrického náboja na hradle MOSFET tranzistora a vlastnosť, že celý obsah pamäte sa vymazáva (prípadne zapisuje alebo prepisuje) v jedinom kroku. Odtiaľ pochádza označenie pamätie ako FLASH.



Pamäte typu FLASH Vývoj a základné typy pamäťových FLASH zariadení z obvodového hľadiska: NOR Toto riešenie predstavuje najstaršie prevedenie FLASH obvodov. Na zápis dát využíva energiu spotrebovanú

injektovanými "horúcimi elektrónmi" a na mazanie tunelový efekt. Vyznačuje sa RAM metódou adresovania, možnosťou vytvárať veľké sektory, vysokorýchlostným prístupom

k dátam na čítanie aj vysokorýchlostným prepisom dát. Problémom je veľká plocha pamäťovej bunky a dosiahnutie vyššej kapacity na chipe.

NAND Na zápis využíva tunelovú injekciu elektrónov, na mazanie tunelový jav, čo umožňuje nízku spotrebu energie.

Adresovanie je metódou SAM, vyznačuje sa malou veľkosťou pamäťového bloku, malou plochou pamäťovej bunky, vysokou trvanlivosťou záznamu, jednotným napájacím napäťím čípu buď 3,3 V alebo 5 V.

DINOR (Divided bit-line NOR) Technológia bola predstavená firmou Mitsubishi a na zápis aj prepísanie dát využíva jav nízkoenergetickej

injekčnej tuneláže. Adresovanie RAM, vysokorýchlostný prístup k dátam, schopnosť vytvárať veľké bloky buniek, schopnosť súčasného mazania viacerých sektorov, jednotné napájacie napätie čípu buď 3,3 V alebo 2,7 V.

AND Bol vyvinutý firmou Hitachi a kombinuje najlepšie vlastnosti NOR a NAND pamäťových chipov. Na zápis

využívá tunelovú injektáž a na mazanie vybíjanie s využitím tunelového javu. Používa SAM adresovanie, umožňuje rýchle mazanie, má malú spotrebu energie, jednotné napájanie pre záznam aj čítanie, malú plochu pamäťovej bunky, umožňuje dosahovať vysokých kapacít, používať techniku ECC. Toto prevedenie sa stalo základom pre ATA FLASH karty.

Použitie FLASH pamätí Flash pamäte našli uplatnenie v mnohých zariadeniach - digitálnych záznamníkoch, mobilných telefónoch,

vreckových počítačoch, GPS zariadeniach aj v mnohých priemyselných zariadeniach. Na rozvoji FLASH kariet sa zásadným spôsobom podiela priemysel digitálnych fotoaparátov a digitálnych videokamier, pre ktoré sa flash karty stali prakticky jediným záznamovým médiom.

Vo svete PC sú flash karty používané cca od polovice 90-tych rokov namiesto ROM modulov na uloženie BIOS-u základných dosiek, nastavení základných parametrov a obslužných programov najrôznejších rozširujúcich kariet (jumperless režim) a firmware rôznych hardwarových komponent (CD a DVD mechaniky a. i.). Ide o pamäte s malou kapacitou - rádovo desiatky až stovky kB. Na báze FLASH obvodov sa objavujú v priebehu 90-tych rokov aj vysokokapacitné zariadenia s kapacitou rádovo megabajty až desiatky megabajtov, označené ako "FLASH disky", ale tie sú vzhľadom na vysokú cenu FLASH čípov veľmi drahé.

FLASH disky sa objavujú jednak v podobe kariet do PCI slotu, jednak pre rozhranie ATA, resp PCMCIA.

Lineárne FLASH pamäte Pamäťové FLASH karty do PCI komunikujú priamo s CPU cez PCI zbernicu. Tento spôsob práce sa nazýva

'execute in place' (EIP) mode , a tieto karty dosahujú rádovo rýchlejšie prístupové doby na čítanie aj zápis, ako klasické mechanické harddisky. Štruktúra uložených dát je zásadne odlišná od pevných diskov - má bližšie skôr ku štruktúre dát v RAM. U špecializovaných bezdiskových staníc sa používajú PCI FLASH karty na uloženie BIOS-u, na zavedenie operačného systému, príp. štandardnej aplikácie, špeciálnej sady fontov atp. U špeciálnych priemyselných prevedení počítačov, kde sa vyžaduje vysoká odolnosť voči vibráciám a nárazom, nahrádzajú pamäťové FLASH karty s kapacitou desiatky až stovky MB klasické mechanické pevné disky .

ATA FLASH disky Významnou úpravou FLASH pamätí, ktorá zásadným spôsobom ovplyvnila ich použiteľnosť v oblasti PC

techniky, bolo zavedenie 512 B blokov pamäti, ktoré sa zapisujú / prepisujú naraz. Kým u EEPROM sa pracuje s blokmi na úrovni slabiky alebo slova (8 čí 16 bit), pokročilá FLASH technológia začala používať 512 bajtové bloky, zhodné s veľkosťou sektoru u diskiet alebo pevných diskov. Tým sa výrazne zlepšila kompaktibilita pamätí s rozhraním ATA, ktoré je štandardizované práve na prácu s 512 B blokmi dát, a bol tak umožnený jednak vznik ATA FLASH diskov, ale aj čitateľnosť externých pamäťových kartičiek (napr. do fotoaparátov) cez ATA rozhranie.

V prípade ATA FLASH PC karty pracuje CPU s pamäťovou kartou ako s ekvivalentom pevného disku a karta musí byť schopná adresovania a prepisu sektorov s veľkosťou 512 B - tak ako bežný HDD, a pred použitím je nutné ich tak ako HDD naformátovať.

Pamäťové kartičky v prevedení do slotu PCMCIA s označením ATA FLASH disky sa dodávajú ako príslušenstvo k notebookom a sú určené ako výmenná pamäť namiesto diskiet, ovšem v porovnaní s disketou s výrazne vyššou kapacitou. Okolo roku 2000 prichádza ATA FLASH disk v prevedení pre USB rozhranie a toto riešenie sa v priebehu roka stáva komerčne veľmi úspešné. V priebehu ďalších dvoch rokov sa USB flash pamäte



stávajú štandardným vonkajším pamäťovým zariadením vo svete PC a ich masové rozšírenie a veľkosériová výroba umožňujú prudký pokles ich ceny, čo len napomáha ich ďalšiemu rozmachu. Veľmi úspešným marketingovým ťahom sa ukázala aj kombinácia USB flash pamäte a digitálneho záznamníka zvuku ("MP3 prehrávača") v jedinom multifunkčnom zariadení, čo opäť napomáha zníženiu ceny za megabajt kapacity. Tá sa na konci roka 2002 pohybovala okolo 30 až 40 Sk za megabajt kapacity , kým na konci roka 2005 sa ustálila na hodnote cca 3 - 4 Sk za megabajt kapacity (čo platí pre prevedenia ako USB kľúče, tak aj pre kartičky do fotoaparátov a videokamier) pri štandardnej kapacite 512 MB až 1 GB.

Rýchlosť čítania sa pohybuje okolo 500 - 1000 MB/s, zápis je pomalší - 200 až 800 MB/s, prístupová doba sa pohybuje okolo 2 ms.

Pre praktické použitie je skôr limitujúca rýchlosť rozhrania USB, čo je 12 Mb/s u verzie USB 1.1 a 480 Mb/s u verzie USB 2.0. USB FLASH pamäti disponujú funkciami ktoré poznáme z bežných diskiet - dajú sa jednoduchým prepínačom "zamknúť" proti prepisu, modernejšie typy umožňujú pracovať ako bootovacie médium, prípadne priebežne šifrovať obsah ukladaných dát.

Doba, po ktorú je obsah FLASH pamäti spoľahlivo uložený, udávajú výrobcovia približne 10 rokov, počet prepisov je asi milión. Informácia ostane uložená pri teplote od -55 do + 150 C, pamäťový chip vo vhodnom puzdre znesie aj preťaženie 1000G.

Konkrétne prevedenia pamäte typu Flash Card Veľmi významného rozšírenia dosiahli pamäti typu flash v podobe miniatúrnych pamäťových kartičiek, kde

sa naplno využíva ich hlavná prednosť – miniatúrne rozmery. Používajú najmä vo vreckových počítačoch, notebookoch, digitálnych fotoaparátoch, videokamerách, zvukových záznamníkoch, MP3 prehrávačoch, mobilných telefónoch, apod.

Existuje viacero normovaných formátov: Špecifikácia – norma firma/rok rozmery mm kapacity do (koniec r. 2005) PC Card – PCMCIA typ I 1989 85,6x54,0x3,3 PC Card – PCMCIA typ II 1989 85,6x54,0x5 1024, 2048 (disk) PC Card – PCMCIA typ III 1992 85,6x54,0x10,5 CompactFlash typ 1 SanDisk 1994 42,8x36,4x3,3 512 CompactFlash typ 2 SanDisk 1998 42,8x36,4x5 1 G – Microdrive HD Memory Stick Card Sony 1998 50,0x21,5x2,8 1 G Memory Stick Card Duo Sony 2001 31,0x20,0x1,6 1 G MultiMedia Card Siemens AG, SanDisk 1997 32,0x24,0x1,4 1 G SD Matsushita, Toshiba, SanDisk 1999 32,0x24,0x2,1 1 G SmartMedia – SSFDC Toshiba 1995 37,0x45,0x0,76 128 M xD Picture Olympus 2002 20 x 25 x 1,7 1 G

Každý formát potrebuje príslušný drive alebo slot, ktorý môže byť riešený zase iba ako čítacie zariadenie, alebo zariadenie s možnosťou zápisu.

PC Card – PCMCIA je skratka z Personal Computer Memory Card International Association. Predstavuje združenie 700 výrobcov v oblasti elektroniky, ktorí sa dohodli na jednotnom štandardu formátu týchto médií. Pôvodná

špecifikácia počítala s kartami ako s pamäťovými médiami, postupne sa však rozhranie aj samotné karty začali používať pre ďalšie periférne zariadenia – modemy, sieťové karty, ISDN adaptéry, výmenné pevné disky, SCSI adaptéry, zvukové adaptéry, TV a video adaptéry, adaptéry pre externé CD a DVD mechaniky všetkých druhov, A/D a D/A prevodníky rôznych druhov pre meraciu a regulačnú techniku a dokonca interface na prepojenie PDA alebo notebooku s počítačom triedy mainframe. Postupne vyplynula nutnosť špecifikovať pre PCMCIA ďalšie rozmery – vznikli Type II a Type III. PC Card sú široko podporované od notebookov cez PDA, štandardné desktop PC, po najrôznejšie elektronické zariadenia.

Karta pre rozhranie PCMCIA, zvaná tiež PC Card, už má tiež nástupcu: Volá sa NewCard, bude mať menšie rozmery ako PC Card, vyššiu prenosovú rýchlosť a menšiu cenu. Podpora nových rozhraní PCI Express a USB 2.0 má zabezpečiť kompaktibilitu nových kariet s rozhraniami moderných desktopových aj mobilných počítačov bez nutnosti používať špeciálne čítačky.

Compact Flash – CF – predstavujú veľmi rozšírený štandard, využívaný na mnohé adaptéry pre PDA či Pocket PC, ale aj ako pamäte pre digitálne

fotoaparáty, MP3 prehrávačoch, tlačiarňach atď. V tomto formáte sa vyrába aj populárny HD IBM Microdrive (nie je to flash, ale mechanický HD). CF sú vo všeobecnosti hodnotené ako cenovo výhodné.



Existuje aj vzájomná kompaktibilita medzi niektorými modelmi typmi, napr. k CF kartám existujú jednoduché redukcie, ktoré umožňujú ich použitie v slotoch pre PC Card.

Pamäťová karta formátu CF patrí medzi najlacnejšie a najrozšírenejšie pamäťové média v triede miniatúrnych pamäťových kariet. K dispozícii sú karty s kapacitou od dosiatok MB do 3 GB. Rozhranie pre tieto karty bolo v r. 2003 rozšírené o štandard CF Input Output a obdobne ako u PCMCIA kariet sa objavuje v prevedení CF kariet množstvo zariadení: dial-up modem, LAN Ethernet, WLAN adaptér, Bluetooth, GPRS adaptér, GPS modul, WEB kamera, VGA adaptér, TV karta, radio tuner a ďalšie. Nové rozhranie je určené najmä pre počítače triedy PDA, ktorých možnosti sa tak dostávajú na úroveň PC desktopov.

SmartMedia - SSFSD – veľmi tenké, relatívne lacné, určené najmä pre digitálne foto a MP3 prehrávače. Využívajú sa čisto ako pamäťové moduly. Existujú redukcie na sloty PC Card aj redukcie do bežnej disketovej mechaniky. Vzhľadom na maximálne dosiahnuteľnú 128 MB bola ich výroba ukončená a boli nahradené kartami xD Picture, s ktorými sú po obvodovej aj logickej stránke kompaktibilné

Formát xD-Picture Card uviedla firma Olympus, (podporuje aj Fuji) ako náhradu za prekonané SM karty. Rozmery sú 20 x 25 x 1,7 mm a s kapacity sa pohybujú od 256 MB až do 1 GB. Rýchlosť prenosu dát

Multi Media Card MMC a Security Card SC – majú rovnaký rozmer zodpovedajúci približne poštovej známke. MMC sa využíval v MP3 prehrávačoch a mobilných telefónoch. SD je oproti MMC doplnená o zabezpečovaciu technológiu, znemožňujúcu neoprávnené kopírovanie či nechcené prepísanie, je rýchlejšia., podporovaná skupinou zabezpečenia digitálnych nahrávok, Panasonic podporuje toto médium v notebookoch, fotoaparátoch, videokamerách, diktafónoch, MP3 prehrávačoch aj mobilných telefónoch., podporu ohlásilo množstvo ďalších firiem, napr. Palm. Novinka, zatiaľ nepríliš rozšírená, predpokladá sa významné rozšírenie.

Memory Stick je produkt výhradne zviazaný s výrobkami SONY – digitálne fotoaparáty, kamery, notebooky, MP3 prehrávače, mobilné telefóny atď. Iné modely pamäťových kariet Sony nepodporuje. Kartičku vyrába okrem Sony aj SanDisk.

V r. 2003 bol formát pamäťových kariet Memory Stick Card obohatený o novú sadu Sony Memory Stick PRO, ktorá je postavená na novej technológii rozhrania, u ktorého je významná teoretická vysoká prenosová rýchlosť - 20 MB/s.

Pre užívateľov so starším rozhraním je k dispozícii karta s funkciou Select - po prepnutí sa 256 MB modul logicky premení na dva 128 MB moduly, prístupné aj cez staršie prevedenie rozhrania.

Firma SanDisk uviedla na trh aj kartu s novým formátom MiniSD, s rozmermi 21,5 x 20 x 1,4 mm, s kapacitou 16, 32, 64, 128 a 256 MB, určenú najmä pre mobilné telefóny,

Čítačky pre FlashKarty

Veľké množstvo rôznych formátov pamäťových kariet napomohlo ku rýchlemu rozšíreniu čítačie kariet. Objavujú sa na trhu v r. 2001 v internom prevedení, rýchlo prichádzajú aj externé modely pre USB rozhranie, schopné čítať viaceré formáty. Cena sa u prvých modelov pohybovala v rádu niekoľkých tisíciek korún, súčasné modely dokážu čítať prakticky všetky bežné formáty a ich cena sa pohybuje rádovo v stokorunách.

Okrem spomenutých modelov existujú aj čítačky pre FireWire rozhranie či port PCMCIA. Čítačky pre viacero druhov kariet sú dnes aj bežným príslušenstvom laserových či atramentových tlačiarní pre digitálne foto.

Zaujímavým riešením je autonomná jednotka X-Drive s veľkosťou ako bežný walkman, ktorá je vybavená 20 GB pevným diskom, spolupracuje so všetkými bežnými formátmi kariet a umožňuje v teréne prehrať na HD obsah kariet z fotoaparátov, kamier a podobných zariadení a uvoľniť tak karty pre ďalší záznam. X-Drive je možné pripojiť k PC cez USB rozhranie (spolupracuje s OS Mac aj s Windows), záznamy je však možné prehrávať aj na televízore alebo HiFi veži.



Memory Stick

USB čítačka MS

PC card adaptér pre MS

Compact Flash Card

Secure Digital Card

Smart Media

xD - PictureCard

Multifunkčné čítačky Flash kariet

ové média 1/39 Vonkajšie pamä ové média · Fluorescent-MultiLayer Disc - FMD Predstavuje v...

Documents

Transcript of ové média 1/39 Vonkajšie pamä ové média · Fluorescent-MultiLayer Disc - FMD Predstavuje v...