Háttértárolók

1. Háttértárolók Az optikai tároló

2. Az optikai tároló, mint rendszer két részből áll: -az információt rögzítő adathordozóból, melyet CD-lemeznek neveznek; -az adatok felírására vagy olvasására szolgáló eszközből, melyet az adathordozón lévő adatoktól függően meghajtónak, írónak vagy olvasónak hívnak.

3. Előnye (mágneses adathordozókkal szemben): • Az optikai adattárolók nagy tárolási sűrűséggel rendelkeznek, mert a fény sokkal kisebb helyre fókuszálható, mint a mágneses tárolók elemi felülete. A jelenleg elérhető sűrűség a merevlemezének kb. tízszerese, de ennél nagyobb sűrűség is várható. • Az optikai adattárolókat nem fenyegeti sem a lemágneseződés, sem az átmágneseződés, így élettartamuk évtizedekben mérhető. • Az optikai adathordozók előállítási költsége alacsonyabb, az árát lényegében a rajtuk lévő információk (programok, adatok, zeneszámok) adják. • Könnyen cserélhetőek, ez adatbiztonság és archiválás szempontjából is fontos. • Használat közben nem sérülhetnek (Az információ leolvasásánál az olvasófej és a lemez mechanikusan nem érintkezik).

4. Hátránya: • A CD-k adatátviteli sebessége még a leggyorsabb meghajtónál is elmarad a több fejjel olvasó, gyorsan forgó merevlemeztől. • Az olvasó/író egységből kivéve fizikai sérülésektől kevésbé védettek. • Kapacitása kisebb a HDD-hez képest

5. A felhasználó hozzáférése alapján létezik: • a felhasználó által nem írható (csak olvasható)ROM – read only memory • egyszer írhatóWORM – write once read many • többször írható (törölhető) lemezekreWARM – write and read many

6. Elterjedt optikai tárak csoportosítása jelölése • csak olvasható (ROM) • CD ROM • DVD ROM • egyszer írható (WORM) • CD-R • DVD-R • DVD+R • újraírható (WARM) • CD-RW • DVD-RW • DVD+RW • DVD RAM

7. Az optikai háttértárak mindegyike lézerfény segítségével olvasható és írható. Az optikai háttértárak többségénél a lemez felülete (land), illetve az azon létrehozott apró gödör (pit)hordozza a digitális adat két állapotát.A visszavert lézerfény intenzitásaeltérő a land és a pit esetén, amitegy fotódióda alakít át a számítógépszámára feldolgozható elektromos jellé. A lézerfény lehet vörös vagy újabban kék szinű, az utóbbival több adat írható a lemezfelületre Optikai tárak – Az adattárolás elve

8. A lézerfény tulajdonságai: • A létrejött fény monokromatikus időben és térben koherens, a lézer által kibocsátott hullámok fázisa a sugár minden keresztmetszeténél azonos. • A lézernyaláb keskeny és nagyon kis széttartású nyaláb. A lézerfény nagyrészt párhuzamos fénysugarakból áll, nagyon kis szóródási szöggel. Ezzel nagy energiasűrűség érhető el szűk sugárban, nagy távolságokban is

9. A lézer hullámhossza és színei:

11. A CD történeténetének kezdete • CD-DA (Digital Audio) • 74 perces játékidő, csak 12 cm átmérő, állandó pályasebesség (CLV), Philips és Sony fejlesztés (1979) • CD-ROM • adattárolásra (kezdetben 650 MB tárkapacitás) • CD-ROM/XA (hang és vidó tárolása együtt tömörítve > multimédia) • CD-I (Interactive) • Philips és Sony fejlesztés (1988) • saját operációs rendszerrel rendelkezik (RTOS) • Video CD • teljes képernyő méretű, SVHS videofilmek tárolásához

12. CD (Compact disc – kompakt lemez) • Átmérője: 12 cm (ritkán 8 cm) • Vastagsága:1,2 mm, a lemezen lévő lyuk átmérője 15 mm • a lemezből 50-116 mm átmérő közötti tartományba kerül adat. • Tárkapacitása • 12 cm: 650 MB vagy 700 MB vagy 790 MB vagy 870 MB • 8 cm: 210 MB

13. A CD-ROM vázlatos belső szerkezete • Több rétegből felépülő lemez • De csak egy adatréteg védő réteg (cimke felület) adat réteg p i t l a n d polikarbonát réteg lézer fény

14. Az adatok elhelyezkedése (CD) • Az adatokat csigavonalban tárolja a lemez közepétől a széle felé. Menetemelkedés: 1,6 µ Pit/land szélesség: 0,5 µ Pit mélység: 0,11 µ Pit/land hossza: 0,8-3 µ

15. Adatkiolvasás a CD ről

18. A pit-ek geometriailag tulajdonképpen kis gödrök, amelyek 0,5 μm szélesek, 0,833-3,056 μm mélyek, és a letapogató fénynyaláb útját növelik meg. • A pit méretét meghatározzák: • az információt letapogató lézerfény hullámhossza (780 nm), • a sugárnyaláb átmérője, • az információs rétegen keletkező foltméret (kb. 1,7 μm), • az információs réteget hordozó szubsztrát vastagsága (1,2 mm), • a szubsztrát törésmutatója (n=1,46).

19. A CD-ROM meghajtók sebessége • 1x > 150 KB/s ~ 0,15 MB/s • 2x > 300 KB/s ~ 0,3 MB/s • 4x > 600 KB/s ~ 0,6 MB/s • 8x > 1200 KB/s ~ 1,2 MB/s • 16x > 2400 KB/s ~ 2,3 MB/s • 36x > 5400 KB/s ~ 5,3 MB/s • 48x > 7200 KB/s ~ 7 MB/s • 52x > 7800 KB/s ~ 7,6 MB/s • 56x > 8400 KB/s ~ 8,2 MB/s

20. CD-R (egyszer írható) • A felhasználó számára csak egyszer írható tárak • használata: író egység + speciális program szükséges(a Windows XP előtt). Olvassa is a CD-t. • írási technológiák • festékpolimer: felvételréteg felmelegszik, tükröző torzít (CD-RW is) • égetett lyuk: tükröző réteg anyaga elolvad vagy elpárolog • buborék: felvételréteg párolog el, buborék a tükröző réteg alatt • mintaváltás: fémtükör szórtan ver vissza - sima tükör lesz • fázisváltós: jól tükröző kristályos anyag- szerkezet - amorf szerkezet, a váltás többször is elvégezhető > újraírható technológia (CD-RW is)

21. CD-RW (újraírható) • Törölhető, majdismételten írható tárak • Elnevezései: • törölhető • újraírható • többször írható • használata: újraíró meghajtó szükséges és egy író program • képes olvasni a CD-ROM-okat • képes olvasni és írni az egyszer írható eszközöket is (CD-R). • technológia: • fázisváltós (CD-1000-szer írható újra) • festékpolimeres (CD-100-szor írható újra)

22. A DVD • DVD - kitalált betűhármas, eredetileg nem jelentett semmit • a lemez átmérője: 12 cm (ritkán 8 cm) • a lemez több, különböző anyag rétegéből álló lap • a DVD lehet egyoldalas, ill. kétoldalas. Az utóbbi esetben az egyik oldal lejátszása után a lemezt meg kell fordítani. • egy lemezoldalon 1 vagy 2 rétegben lehetnek az adatok

23. DVD szabványok, formátumok: • DVD5: 1 réteg, 1 oldal: 4,7 GBájt (4,38 GB valójában a számítógépben) pl.: DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW lemezek többsége. Kompatibilis a DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio formátumokkal. • DVD-9: 2 réteg, 1 oldal: 8.5 GBájt (7.95 GB valójában a számítógépben)[DL = dual layer, double layer] pl.: DVD-R9, DVD+R9, DVD-R DL, DVD+R DL • DVD-10: 1 réteg, 2 oldal: 8,75 GBájt (2 x 4,38 GB valójában a számítógépben)[DS = double sided] • DVD-18: 2 réteg, 2 oldal: 17 GBájt (15,9 GB valójában a számítógépben).

24. CD, DVD lemez összehasonlítása

25. DVD-lemez mindig két, 0,6 mm vastagságú lemez összeragasztásával készül, és akár mindkét oldalán tárolhat adatokat. A technológiai fejlődésnek köszönhetően a lemez egy-egy oldalán két felvételi réteg alakítható ki. Az oldalak és rétegek számának kombinálásából

26. CD és DVD adatsűrűség közötti eltérés:

27. Két rétegű DVD adattárolása

28. A kétrétegű lemez tulajdonsága.. • hogy a második réteg mindkét irányban olvasható. • A szabványos CD/DVD kötet információja mindig a lemez elején van (legbelső spirál). Ez így van az egy- és kétrétegű DVD lemezre is, de a második réteg kívülről befelé is tartalmazhat adatot. Ez olyan alkalmazásoknál előnyös, melyek a lemezre folyamatosan felvett anyagot (pl. mozifilm) tartalmaznak, és külső réteg végén azonnal folytatni kell a belső réteg olvasását.

29. A DVD-RAM • DVD-RAM: A DVD-RAM nagy adatmennyiséget és teljesítményt igénylő alkalmazások • követelményeit elégíti ki. A DVD-RAM lemezen tárolt adatok ugyanúgy közvetlenül • érhetők el, mintha merevlemezen lennének (például fájlkezelőből lehet másolni, • törölni a fájlokat), és 100 000-szer újraírhatók. Létezik 4,7 és 9,4 GB-s kapacitásban. • Írási sebessége 2-3 szoros.

31. DVD adathordozó rétegeinek elhelyezkedése a korongban:

32. DVD-R vs. DVD+R • Alapvető gyártástechnológiai különbség, hogy a DVD-R lemezek a préselés során nem kapják meg azokat az előformázott információkat, amelyeket a DVD+R esetén a lemezre kerülnek. • A DVD-R lemezek gyártása plusz egy fázisból áll, amelynek során ezek médiaazonosító adatok a lemezre kerülnek. • Különbözik még az előre rögzített nyomvonal (sorvezető) kialakítása is, amely mentén az írás történik, a DVD+RW szabvány pontosabb, ugyanakkor rugalmasabb megoldást alkalmaz. Minden egyes lemeztípushoz (a gyárilag préselt DVD-ROM korongokhoz, egyszer- és újraírható DVD-R és DVD+R lemezekhez egyaránt) tartozik egy úgynevezett médiaazonosító jelzés (BookType bitsetting). Ez a lemez legelején található digitális azonosító, és ez alapján dönti el az olvasó (vagy az asztali lejátszó), hogy milyen olvasási stratégiát kell alkalmaznia az adott korong helyes dekódolásához, stabil olvasásához (különben csak akadozva, vagy egyáltalán nem tudja majd lejátszani/írni). -----Firmware frissítés------!!!!!!!

33. A DVD-ROM meghajtók sebessége • 1x > 1,32 MB/s [~9x CD] • 4x > 5,28 MB/s [~36x CD] • 6x > 7,93 MB/s [~54x CD] • 12x > 15,85 MB/s • 16x > 21,13 MB/s

34. DVD típusok: DVD-ROM • a felhasználó számára csak olvasható tárak • mesterlemez - nagyüzemi préselés útján készül • használata: olvasásához egy DVD-ROM meghajtó egység is szükséges, ami képes olvasni a CD formátumokat is. • DVD-ROMpl.: újságmellékletek,jogtár, játék

35. DVD-R, DVD+R • a felhasználó számára csak egyszer írható tárak • használata: az íráshoz egy író egység ésegy speciális program is szükséges. • az egyszer írható DVD meghajtó képes olvasni is a CD és a DVD lemezeket is. • írási technológiák hasonlóak a CD-nél olvasottakhoz

36. DVD-RW, DVD+RW, DVD RAM • elnevezései: törölhető, újraírható, többször írható • törölhető, majd ismételten írható tárak. • használata: egy speciális újraíró berendezés szükséges és a program. • a meghajtó a CD, DVD formátumokat tudja olvasni, írni csak a meghatározott DVD formátumot képes. • az újraíró berendezés az egyszer írható eszközöket is tudja írni és tudja olvasni az adatokat. • technológia: • fázisváltós • festékpolimeres

37. DVD régió kódok: A DVD-Video elterjedését nagyban segítette az, hogy minden ma gyártott DVD lemez régiókódos. (Némelyik lemezen a szabad régiókód van beállítva.) Ennek az az oka, hogy DVD Konzorcium, azért hogy a filmek megjelenési idejét szabályozza, a világot hat gazdasági régióra osztotta. A különböző régiókóddal gyártott DVD-ket csak a vele azonos kódú lejátszón tudják lejátszani

38. A régiókód-védelem a számítógépen két szinten van megvalósítva: szoftveresen illetve hardveresen. A szoftveres védelem magában Windows-ban található, az operációs rendszer nem engedi, hogy a DVD meghajtó régiókódját ötnél többször megváltoztassuk. Ugyanez a védelem bizonyos meghajtókban hardveresen is meg van valósítva, illetve bizonyos lejátszók fix régiókóddal rendelkeznek, azaz csak egy fajta lemezt hajlandóak lejátszani.

40. DVD régió kódok felosztása: • -0: bárhol játszhatók • - 1: Kanada, Amerikai Egyesült Államok és külbirtokai • - 2: Európa, Grönland, Dél-afrikai Köztársaság, Japán, Lesotho, Szváziföld, Egyiptom,Közel-Kelet • - 3: Délkelet-Ázsia, Dél-Korea, Hongkong, Indonézia, Fülöp- szigetek, Tajvan • - 4: Ausztrália, Új-Zéland, Mexikó, Közép- és Dél-Amerika • - 5: Oroszország és FÁK (volt szovjet tagállamok), Indiai szubkontinens, Mongólia, Észak-Korea, Afrika nem említett részei • - 6: Kína • - 7: nem használt • - 8: nemzetközi területek, például repülőgépek, hajók, olajfúró tornyok, stb.

41. CD és DVD optikai meghajtók • CD-ROM.....CD olvasó • CD-író.....CD-R író + olvasó • CD-újraíró.....CD-RW és CD-R író + olvasó • pl. 32/10/40 = írás 32x, újraírás 10x, olvasás 40x • Combo.....DVD olvasó, CD olvasó, író, újraíró • DVD-ROM.....DVD olvasó (kivéve a DVD-RAM), CD olvasó • DVD-író.....DVD olvasó (kivéve DVD-RAM), DVD –R és -RW vagy +R és +RW vagy mindet író, CD olvasó, író, újraíró • DVD DL-író.....olyan DVD-író, amely a 2 rétegű DVD-t is írja • LightScribe DVD +/-RW.....olyan DVD-író, ami a lemez cimke részére lézerfénnyel feliratokat, állóképeket képes „nyomtatni”. • Labelflash..... olyan DVD-író, ami nem a lemez cimke részére, hanem az írható felületére képes lézerfénnyel feliratokat, állóképeket „nyomtatni”. • DVD-RAM.....Bármely DVD és CD formátumot olvassa, CD és DVD-RAM író, újraíró. • Multiburner (SuperDrive, Super Multi)..... Bármely DVD és CD formátumot olvassa, írja, újraírja. • Multibay.....laptopok cserélhető optikai meghajtója különböző képességekkel.

42. Optikai tárak fejlesztése • vörös lézeres technológia fejlesztése • EVD • FVD • TeraDisc • új, kék lézeres technológia • blue-ray disc (BD) • HD-DVD • holografikus technológia • HVD • HVC

43. EVD • kínai konzorcium – eWorld • Enhanced Versatile Disc • 2003. decemberétől • vörös lézert alkalmazták • EVD lejátszók a DVD-t képesek kezelni

44. FVD • tajvani Ipari Technológiai Kutatóintézet • vörös lézeres formátum • Forward Versatile Disc (FVD) • 1 vagy 2 rétegű • 5,5 GB/ 11 GB kapacitás

45. TeraDisc • vörös lézeres technológia fejlesztése • 100 adattároló réteg • várható piacra kerülés: 2009. • várható ár: $ 3.000

46. HD-DVD • Advanced Optical Disc (AOD) • DVD fizikai formátuma, de kék lézerrel • rétegenként 15 GB kapacitás

47. HVC • Holographic Versatile Card (HVC)

48. Blu-ray Disc (BD) • új fizikai formátum • 10 órányi videó fér rá rétegenként • kék lézert használ ~430 nm • 1 vagy 2 rétegű lemez • 27- 50 GB kapacitású • használata: BD-meghajtóval

50. A Blue-ray meghajtók sebessége • 1x > 4,5 MB/s [~3x DVD] • 2x > 9 MB/s [~7x DVD] • 4x > 18 MB/s [~14x DVD]