1 / 63

Nowoczesne nośniki informacji

Nowoczesne nośniki informacji. Nośniki magnetyczne. Podział: -taśmy -dyski i dyskietki. Tworzenie taśm. Wspólczesne taśmy wykonane są z poliestru.

mignon
Download Presentation

Nowoczesne nośniki informacji

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Nowoczesne nośniki informacji

  2. Nośniki magnetyczne Podział: -taśmy -dyski i dyskietki

  3. Tworzenie taśm • Wspólczesne taśmy wykonane są z poliestru. • Warstwa magnetyczna ma grubość 4 do 18 um. Najczęściej spotykane materialy magn. to: - tlenkowo-żelazowe (normal) :Fe2O3 lub Fe3O4 - chromowe (CrO2) - żelazowe (metal) • Taśmy chromowe i metalowe mają lepszy stosunek SNR oraz lepiej „przenoszą” wyższe częstotliwośći, wymagają natomiast większego prądu podkladu przy zapisie.

  4. Zapis- Przesuwanie się taśmy ze stałą prędkością obok głowicy zawierającej rdzeń wykonany z materiału magnetycznego (lecz nie przewodzącego) - Podczas nagrywania przez cewkę głowicy płynie dość znaczny prąd zmieniający się w takt sygnału muzycznego, który indukuje w szczelinie głowicy zmienne pole magnetyczne. - Podczas odtwarzania namagnesowana taśma przesuwając się obok głowicy indukuje w cewce zmienne napięcie, które jest wzmacniane i podawane na głośniki czy słuchawki.

  5. Sygnał podkładu (Bias)- Właściwości taśmy (histereza) powodują że sygnał jest zniekształcony. -Gdy jest nagrywany mały sygnał, na taśmie pozostaje niewielkie trwałe namagnesowanie – pozostałość magnetyczna. -Ponadto przejście sygnału nagrywającego przez zero powoduje znaczne jego zniekształcenie. -Rozwiązaniem tych problemów jest zmieszanie sygnałów audio z sygnałem o stałej i dużej częstotliwości (40 kHz lub większej). Jest to tzw. technika prądu podkładu-Podczas odtwarzania sygnał podkładu jest usuwany za pomocą prostego filtru.

  6. Kasowanie taśmy- Uprzednio nagrana taśma może być skasowana przez umieszczenie jej w silnym polu magnetycznym, powodującym nasycenie warstwy magnetycznej i zniszczenie poprzedniego nagrania. - W tanich magnetofonach stosuje się do tego celu silny magnes stały, w droższych, specjalą głowicę kasującą. Jest ona podobna do głowicy nagrywająco-odtwarzającej. Doprowadza się do niej silny, zmienny prąd który powoduje kasowanie taśmy. Za pomocą takiej demagnetyzacji pozostaje znacznie mniej szumów na taśmie niż po kasowaniu magnesem stałym.

  7. Magnetofony szpulowe spotykamy już tylko w zastosowaniach w studiach nagraniowych Najczęściej posiadają one glowice do odczytu z taśm 24-ścieżkowych, typowe prędkości taśmy to 9.05 cm/s i 9,53 cm/s Większa szybkość daje większą jakość zapisu Szerokość to 1/4 cala w (nieprofesjonalne 4-ścieżkowe) Magnetofony kasetowe wciąż jeszcze są w powszechnym użyciu Dzięki 4 ścieżkom taśma umożliwia zapis stereofoniczny na każdej ze stron taśmy Jej szerokość to 1/8 cala, a szybkość przesuwu to 4,76 cm/s. Przeciętne pasmo przenoszenia dla magnetofonu to np. 40Hz do 15kHz.

  8. Zapis danych analogowych na taśmy ma niezaprzeczalne wady:- nośnik magnetyczny wnosi dość znaczny szum, którego zmniejszenie wymaga opracowania dodatkowych układów redukcji szumu- magnetofony upośledzają sygnały o większych częstotliwościach co zmusza do stosowania silnej korekcji i głowicy o specjalnej konstrukcji- konieczny jest dość złożony napęd mechaniczny, który nie powinien zmieniać swoich parametrów podczas długiej eksploatacji - wprowadzają zniekształcenia nieliniowe do sygnału

  9. Zapis magnetyczny danych cyfrowych- Zapis tego typu danych na taśmach nie rozpowszechnil się z prostego powodu, odczyt danych był bardzo czasochlonny. Niektórzy pamiętają zapewne jak gry komputerowe na np. Commodore odczytywalo się z kaset. Zdarzalo się, że gry były nadawane przez radio. Ów ciąg pisków o niższych i wyższych tonach można było nagrać na zwyklym magnetofonie audio, po czym uruchomić grę z kasety na komputerze...Ten piękny etap rozwoju mamy już za sobą, a dane cyfrowe zapisuje się na taśmy jedynie w niektórych archiwach. Urządzenia slużące do tego to tzw. streamery.

  10. Dyskietki Obecnie są już w odwrocie, przegrywają z nośnikami optycznymi. Komputery ciągle jeszcze są wyposażane w napędy do dyskietek 3,5-calowych, jednak ich pojemność 1,44MB to prawie nic w porównaniu z dzisiejszymi zapotrzebowaniami dla nośników ruchomych. Dyskietki 5,25-calowe zupelnie wyszly z użycia.

  11. Budowa- Dyskietka 3,5-calowa to krążek zamknięty w plastikowej obudowie. Grubość krążka (tworzywo sztuczne) to min. 0,1mm, natomiast grubość naniesionej warstwy magnetycznej to 2,5um. - Dyskietka posiada na każdej ze stron 80 ścieżek podzielonych na 18 sektorów o jednakowej długości - 512 bajtów.- Sektor składa się z pola identyfikatora i pola danych. Pole identyfikatora: - numery ścieżki, glowicy, sektora - dwa bajty CRC (cyklicznej kontroli nadmiarowej) Pole danych: - dane - dwa bajty CRC

  12. Parametry okreslające gęstość zapisu to BPI(Bits Per Inch), wynoszący do kilkunastu tysięcy, oraz TPI(Tracks Per Inch) wynoszący 48 lub 96 dla 5,25-calowej i 135 dla 3,5-calowej.Kontroler napędu dyskietek (Floppy Disk Drive) obecnie znajduje się na plycie glównej, jak również 34-stykowe zlącze dla kabla podlączającego ten napęd. Rys: dysk. 5,25cala

  13. Dyski twarde

  14. Dysk - zespół talerzy o powierzchni pokrytej nośnikiem magnetycznym, a na tych powierzchniach głowice zapisują i odczytują dane - „pływające głowice” Obecnie glowice pozycjonuje się stosując voice coil - układ magnetodynamiczny – umieszczona w polu silnego magnesu stałego cewka porusza się zgodnie z przepływającym przez nią prądem.Technika ta pozwoliła na zmniejszenie czasu pozycjonowania na zadanej ścieżce z kilkudziesięciu do kilku milisekund, a przy przejściach pomiędzy kolejnymi ścieżkami nawet poniżej jednej milisekundy.

  15. ZapisDokonywany jest w formie koncentrycznych ścieżek, podzielonych na sektory(po 512b).„Cylinder” to grupa ścieżek o tym samym numerze na wszystkich powierzchniach roboczych.Dzisiejsze dyski adresuje się metodami: - CHS(cylinder, glowica, sektor) -32bitami - LBA(adresowanie bloków lokalnych) -28bDane zapisywane są wraz z danymi nadmiarowymi- kodowanie CRC.Ilość sektorów / ścieżkę waha się,w zależności od jej odleglości odśrodka talerza, w granicach 60 - 120.

  16. Pozycjonowanie głowic dawniej odbywało się dzięki informacjom zapisanym na całej jednej powierzchni dysku, temu tylko poświęconej. Obecnie wykorzystuje się dane wymieszane z danymi użytkowymi, co przypomina nieco działanie automatycznego pilota. Gęstość BPI osiąga 240kb, a TPI to 21 tyś. Na 1 bit przypada pole 1,2x0,1um.

  17. FAT- File Alocation Table - na tej tablicy oparty jest system przydzielający jednostki „objętości’’ pamięci plikom.- Podst. jednostką był sektor, jednak 16 - bitowa architektura systemu operacyjnego nie pozwalala na adresowanie dysków wiekszych od 32MB. Ominięto to wprowadzając większe jednostki - klastry. Obecnie powszechne są 32b tablice alokacji.

  18. Pamięci typu FLASH – gdzie? • Kamery video • Aparaty cyfrowe • Przenośne dyski komputerowe • BIOS – y wszelkiego rodzaju sprzętu

  19. Karty pamięci FLASH – dlaczego? • Brak elementów mechanicznych • Całkowita bezgłośność • Szybkość działania • Małe rozmiary Dlaczego więc nie używać wszędzie? Koszty tej pamięci są za wysokie.

  20. Jak działa pamięć FLASH • W każdej komórce pamięci 2 tranzystoryzłączone są ze sobą cieniutką warstwę tlenku • Jeden z tranzystorów to tzw. „Floating Gate” – zmiana wartości trzymanej w komórce • Drugi – „Control Gate” – wykorzystywany jest do sprawdzania aktualnego stanu logicznego komórki • Warstwa tlenku – pułapka dla elektronów; ilość elektronów w niej decyduje o wartości logicznej bramki

  21. Porównanie FLASH z innymi rodzajami pamięci

  22. NOR Pojemność 1MB – 32MB Wolny zapis i kasowanie; szybki odczyt Krótszy czas życia w por. z NAND (10x) Ilość cyklów kasowania: 10.000 – 100.000 Łatwy dostęp do danych; łatwa integracja z systemem Wysoka cena NAND Pojemność 16MB – 512MB Szybkie operacje zapisu i kasowania oraz odczytu Ponad 10 x dłuższy czas życia niż NOR Ilość cyklów kasowania: 100.000 – 1.000.000 Złożony dostęp do danych oraz trudna integracja z systemem Niskie koszty Technologie...

  23. Technologia zagęszczania zapisu MLC FLASH • Opracowana przez Toschibę • Podwojenie zagęszczenia zapisu danych na kościach • Pojedyncza komórka posiada dwubitową informację • Problemem: malejąca wydajność takich pamięci oraz zmniejszająca się niezawodność

  24. Płyty CD-AUDIO i CD-ROM

  25. 12cm (4,7 cala) 1,5cm (0,042 cala) Etykieta Warstwa poliwęglanu 10 – 30 m Warstwa refleksyjna (60-100 nm) aluminium, złota lub srebra (odbijająca promień lasera) Główna przejrzysta warstwa poliwęglanowa (grubość ok. 1,2mm) Struktura płyty CD

  26. pit land Zapis danych na płycie CD Wartości 0 i 1 reprezentowane są na płycie przez „pity” oraz „landy”. Land - powierzchnią gładką, od której wiązka odbija się całkowicie – otrzymujemy wartość bitu 1 Pit - wgłębienie, od którego, po odbiciu wiązka lasera jest rozpraszana i nie wraca z powrotem do czujnika – otrzymujemy wartość bitu 0 Głowica prowadzi laser po ścieżkach [groove], Od środka na zewnątrz. Łącznie ścieżki na 74-minutowej płycie CD liczą niemal 5km!

  27. Odczyt płyty CD Obecnie w odtwarzaczach CD stosuje się lasery GaAlAs (długość fali 780nm – granica) Laser skupia swoją wiązkę ok. 1,2mm wewnątrz powierzchni CD – mała czułość na obce ciała. •       W diodzie laserowej powstaje wiązka światła, która trafia najpierw na siatkę dyfrakcyjną. • Wychodzą z niej trzy promienie, które są polaryzowane i przechodzą przez kolimator. •       Następnie płytka 1/4 fali zmienia ich polaryzację na kołową i przesyła do obiektywu, który je ogniskuje na płycie. •   Promienie odbite od płyty przechodzą w drodze powrotnej znowu przez płytkę 1/4 fali, gdzie uzyskują polaryzację prostopadłą do tej, którą uzyskały wcześniej w polaryzatorze. •       Promienie te są odbijane i kierowane do układu optycznego, złożonego z soczewki wklęsłej i cylindrycznej, który służy do tworzenia obrazu na matrycy fotodetekcyjnej. 

  28. Odczyt informacji

  29. Śledzenie ścieżki

  30. Kontrola prawidłowego zogniskowania

  31. Kontrola prawidłowego zogniskowania

  32. Standardy odczytu płyt CD • odczyt płyty ze stałą prędkością liniową (max prędkość 12x) • odczyt płyty ze stałą prędkością kątową (max prędkość 52x)

  33. Oświetlenie wieloma wiązkami • Najnowszym trendem w tej dziedzinie jest zastosowanie siedmiu wiązek lasera, co pozwala na jednoczesny odczyt kilku sąsiadujących ze sobą ścieżek. • Istnieje też możliwość zastosowania wiązki lasera o większej średnicy, co przy zastosowaniu specjalnego detektora da ten sam efekt – kilkukrotne zwiększenie odczytu danych przy zmniejszeniu prędkości obrotu nośnika.

  34. Produkcja płyt CD • Premastering • Tworzenie matryc • Tłoczenie • Drukowanie lub naklejanie etykiet

  35. Laser Tworzenie matryc Glasmastering Dane nagrywane są w warstwie fotorezystancyjnej.

  36. Metalowy ojciec Powstaje lustrzane odbicie zapisanych danych – „metalowy ojciec” Powstaje metalowa „matka” (przeciętnie 3-6 odbić) Metalowa pieczęć Powstaje metalowy „syn” – matryca, poprzez długotrwały proces galwaniczny (ok. 7godz.) (przeciętnie 3-6 odbić)

  37. Etykieta Warstwa zabezpieczająca Warstwa odblaskowa Tłoczenie płyt

  38. Płyty CD-R i CD-RW

  39. Standardy płyt CD • CD - Compact Disc • CD-ROM - Compact Disc Read Only Memory • CD-R - Compact Disc Recordable • CD-RW - Compact Disc ReWritable

  40. Warstwa lakieru Warstwa odbijająca Warstwa barwnika groove (rowek) Warstwa poliwęglanu pit (dane) Budowa płyty CD-R

  41. Budowa płyty CD-RW

  42. Barwy płyt CD-R • Cyjanina - barwa zieloną, niezbędna moc lasera - 6,5 mw, długa strategia nagrywania, niskie prędkościach nagrywania • Ftalocyjanina - barwę żółta lub bezbarwna, niezbędna moc lasera - 5,5 mw, krótka strategia nagrywania, większa odporność na energię świetlną i cieplną, droższa, duże prędkości nagrywania • Azocyjanina - barwa jasnoniebieska, dosyć rzadko spotykana

  43. PłytyDVD Rozwinięcie technologii CD

  44. Troszkę historii… • Historia DVD rozpoczyna się w 1994 roku • Na początku były 2 konkurencyjne standardy: • Firmy Philips i Sony - MMCD( „Multimedia CD”) • Firmy z Toshiba na czele – SD („Super Density”) • Pod koniec 1995 powstało Konsorcjum DVD – stworzono pierwszą wersję DVD (Digital Video Disc)Szybko okazało się, że nadaje się idealnie do zastosowań rynku komputerowego i nazwę zmieniono na Digital Versatile Disc • Z czasem powstało mnóstwo niezgodnych ze sobą formatów (DVD-R/RW, DVD-RAM, DVD+R/RW DVD+R DL)

  45. Budowa płyty DVD R/RW

  46. Porównanie DVD z CD • Długość ścieżki na DVD wynosi ok. 11 km, gdzie dla CD 5-6km • Rozmiar danych na DVD zwiększa się 650 MB do 4,7 GB. • Ścieżki na CD są oddzielone od siebie o 1,6 m, a odległość między rowkamiwynosi 0,83 m, w przypadku DVD odległości te zmniejszają się do 0,74 m oraz 0,4 m.

  47. Różne pojemności • DVD-5 Jednostronny jednowarstwowy – 4,7 GB • DVD-8 Jednostronny dwuwarstwowy – 8,5 GB • DVD-10 Dwustronny jednowarstwowy – 9,4 GB • DVD-18 Dwustronny dwuwarstwowy – 17 GB

  48. DVD-5 • Zapis jednostronny, jednowarstwowy • Analogicznie jak CD • Jest sklejany z dwóch podłoży, z których jedno zawiera dane.

  49. DVD-8 • Konstrukcja wielowarstwowa • Górna warstwa informacyjna przepuszcza światło • Wymagane dodatkowe kodowanie dlatego maleje pojemność do 8,5 GB

  50. DVD-10 • Zapis dwustronny wymaga fizycznego obrócenia nośnika • Taki zapis podwaja pojemność nośnika

More Related