Háttértárak 2. (secondary memory)

Az előadások a következő témára: "Háttértárak 2. (secondary memory)"— Előadás másolata:

1 Háttértárak 2. (secondary memory)
Az IBM kompatibilis PC hardverismeretei – perifériák

2 IBM kompatibilis PC-k logikai felépítése
IBM kompatibilis PC-k logikai felépítése bemeneti egységek (input) kimeneti egységek (output) Alaplap Alaplap (motherboard, mainboard) processzor (CPU) operatív tár (operative memory) ... Perifériák (peripheral equipment) bemeneti egység (input) kimeneti egység (output) háttértár (secondary memory) hálózati kommunikációs eszközök ...

3 Háttértárak (secondary memory)
Háttértárak (secondary memory) papíralapú lyukkártya lyukszalag mágneses elvű mágnesdob mágnesszalag streamer ditto mágneslemez hajlékonylemezes technológia flopi (hajlékonylemez) merevlemezes technológia winchester (merevlemez) optikai 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) magnetooptikai tár elektronikus USB tár/PenDrive/USB Drive/USB key/Flash Drive memóriakártyák

4 Optical Secondary Memories
Optikai háttértárak Optical Secondary Memories

5 Az optikai háttértárak jellemzői
Az optikai háttértárak jellemzői Használatának kezdete 1985. CD-ROM meghajtó - Philips CM100 1991. CD-R meghajtó - Yamaha YPR 102 1996. DVD-RAM bemutatása 1997. CD-RW meghajtó - Philips CDD 3610 1997. DVD-ROM meghajtó - Hitachi GD 1000 Használatának vége - Bináris jel 2 értéke lemezfelület (land) <> apró felületi gödör (pit) Meghajtóegység lemez forgatása, optikai fej mozgatása Olvasás módja a lemezről visszavert vörös v. kék lézerfénnyel Írás módja a lézerfény a tükröződő felületet megváltoztatja Kezelő program BIOS + operációs rendszer + író program Cserélhető adathordozó igen Újraírhatóság (törölhető) nem lehet (ROM, WORM), vagy kb szer Adatelérés direkt Tárkapacitás 210MB (CD) – 50 GB (Blue-ray)

6 Az elterjedt (2006) optikai tárakról
Az elterjedt (2006) optikai tárakról a felhasználó hozzáférése alapján létezik: a felhasználó által nem írható (csak olvasható) ROM – read only memory egyszer írható WORM – write once read many többször írható (törölhető) lemezekre WARM – write and read many a meghajtók adatátviteli sebessége az egyszeres adatátviteli sebességhez viszonyítják: 1x CD: 150 KB/s 1x DVD: 1350 KB/s ~1,32 MB/s [~9x CD] 1x BD (Blue-ray Disc): 4,5 MB/s [~3x DVD]

7 Elterjedt (2006) optikai tárak csoportosítása
Elterjedt (2006) optikai tárak csoportosítása 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

8 Optikai tárak – Az adattárolás elve
215 Optikai tárak – Az adattárolás elve 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. Az olvasás lézersugárral történik. A visszavert lézerfény intenzitása eltérő a land és a pit esetén, amit egy fotódióda alakít át a számítógép számára feldolgozható elektromos jellé. A lézerfény lehet vörös vagy újabban kék szinű, az utóbbival több adat írható a lemezfelületre

9 CD (Compact Disc) Optikai háttértárak

10 A CD történeténetének kezdete
215 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 Photo CD 100 kép tárolása a KODAK saját formátumával (.PCD) Image Pack tárolási mód, nincs információvesztés formátumok: 192x128, 384x256, 768x512, 1536x1024(HDTV), 3072x2048 (nyomdai)

11 CD (Compact disc – kompakt lemez)
CD (Compact disc – kompakt lemez) a CD, mint adathordozó használata az adathordozó lemez kézzel megfogható a lemezt egy műanyag tokba (caddy cartridge [228.o]) kell tenni a lemezt eleve a tokkal gyártják, és ezt helyezzük a meghajtóba. átmérője: 12 cm (ritkán 8 cm) tárkapacitása 12 cm: 650 MB vagy 700 MB vagy 790 MB vagy 870 MB 8 cm: 210 MB caddy A kép forrása:

12 A CD-ROM vázlatos belső szerkezete
A CD-ROM vázlatos belső szerkezete többrétegű lemez egy adatréteg védő réteg (cimke felület) adat réteg p i t l a n d polikarbonát réteg lézer fény

13 Az adatok elhelyezkedése (CD)
224 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

14 CD-ROM (csak olvasható)
CD-ROM (csak olvasható) A felhasználó számára csak olvasható tárak, olvasásához egy meghajtó egység is szükséges mesterlemez - nagyüzemi préselés adatelérés CD-nél: min, sec, szektor (0-74) használata: CD-ROM meghajtóval CD-ROM pl.: újságmellékletek, jogtár, játék

15 A CD-ROM meghajtók sebessége
241 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 Képek forrása:

16 CD-R (egyszer írható) A felhasználó számára csak egyszer írható tárak
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 eolvad vagy elpárolog buborék: felvételréteg párolog el, buborék a tükrözőréteg 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)

17 CD-RW (újraírható) Törölhető, majd ismételten írható tárak
CD-RW (újraírható) Törölhető, majd ismételten 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) Védő réteg (cimke) Fényvisszaverő réteg Szigetelő rétegek Felvételi réteg Előbarázda rétege Polikarbonát réteg

18 DVD Optikai háttértárak

19 DVD DVD - kitalált betűhármas, eredetileg nem jelentett semmit
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 1 réteg, 1 oldal: 4,7 GBájt (4,37 GB valóban) pl.: DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW lemezek többsége 2 réteg, 1 oldal: 7,95 GBájt [DL = dual layer, double layer] pl.: DVD-R9, DVD+R9, DVD-R DL, DVD+R DL 1 réteg, 2 oldal: 8,75 GBájt [DS = double sided] 2 réteg, 2 oldal: 15,9 GBájt közötti lehet.

20 CD, DVD lemez összehasonlítása
CD, DVD lemez összehasonlítása Egy adatrétegű lemezek összehasonlítása cimke felület adat réteg adat réteg polikarbonát lézer fény lézer fény

21 Két rétegű DVD adattárolása
218 Két rétegű DVD adattárolása cimke rétege műanyag fényvisszaverő fém felület felvételi réteg (adatréteg) 1. helykitöltő félig áttetsző visszaverő fém felület felvételi réteg (adatréteg) 2. műanyag lézer fény

22 A DVD-ROM meghajtók sebessége
220 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 Kép forrása:

23 DVD-ROM a felhasználó számára csak olvasható tárak
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-ROM pl.: újságmellékletek, jogtár, játék

24 DVD-R, DVD+R a felhasználó számára csak egyszer írható tárak
DVD-R, DVD+R a felhasználó számára csak egyszer írható tárak használata: az íráshoz egy író egység és egy 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

25 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

26 CD és DVD optikai meghajtók
241 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.

27 Újabb optikai tárak Optikai háttértárak

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

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

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

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

32 10 órányi videó fér rá rétegenként kék lézert használ
226 Blue-ray Disc (BD) új fizikai formátum 10 órányi videó fér rá rétegenként kék lézert használ 1 vagy 2 rétegű lemez GB kapacitású használata: BD-meghajtóval

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

34 Technológiák összehasonlítása
226 Technológiák összehasonlítása Blue-ray hullámhossz: 450 nm DVD hullámhossz: 650 nm CD hullámhossz: 720 nm optikai lencse optikai lencse optikai lencse adathordozó réteg adathordozó réteg adathordozó réteg borító réteg (0,1 mm)

35 Advanced Optical Disc (AOD) DVD fizikai formátuma, de kék lézerrel
227 HD-DVD Advanced Optical Disc (AOD) DVD fizikai formátuma, de kék lézerrel rétegenként 15 GB kapacitás

36 Holographic Versatile Disc (HVD) 1 TB adat (2004.), új tárolási mód
227 Holodisc (HVD) Holographic Versatile Disc (HVD) 1 TB adat (2004.), új tárolási mód Részletesebben angolul:

37 Holographic Versatile Card (HVC)
228 HVC Holographic Versatile Card (HVC)

38 Magnetooptikai háttértárak
(magnetooptical secondary memory)

39 Magnetooptikai tárak (MO)
228 Magnetooptikai tárak (MO) használatba vétel előtt gyorsformázni kell kompatibilis az összes megjelent optikai lemezzel csatoló felületek: IDE, SCSI, USB Biztonságos: egyesíti a mágneses és az optikai tárolás előnyeit, így az adatok tárolásának egy igen biztonságos módja, ugyanis a karcolásokra, elektronikus hullámokra, hőmérséklet változásra csak igen szélsőséges körülmények között destabilizálódik.

40 A magnetooptikai háttértárak jellemzői
228 A magnetooptikai háttértárak jellemzői Használatának kezdete 1987. Sharp JY500 meghajtó Használatának vége - Bináris jel 2 értéke Kezelőegység lemez forgatása Olvasás módja olvasó fejjel, ami a fluxusváltást képes érzékelni Írás módja író fejjel, ami képes a fluxusváltásra Kezelő program BIOS + Operációs rendszer (merevlemezként) Cserélhető adathordozó igen Újraírhatóság (törölhető) több ezerszer lehetséges Adatelérés direkt Tárkapacitás 2,3 GB-2004 (128 MB-1991)

41 Magnetooptikai háttértár
228 Magnetooptikai háttértár Meghajtó és adathordozó

42 A megnetooptikai lemez felépítése
228 A megnetooptikai lemez felépítése

43 Elektronikus háttértárak

44 Az elektronikus háttértárak jellemzői
229 Az elektronikus háttértárak jellemzői Használatának kezdete 2000. PenDrive 199x. Memóriakártya 2006. SSD Használatának vége - Bináris jel 2 értéke elektronikusan tárolt Kezelőegység a tárral egybeépítve ír/olvas Olvasás módja Írás módja Kezelő program PC esetén: BIOS + operációs rendszer Cserélhető adathordozó igen (a kezelő egységgel együtt) Újraírhatóság (törölhető) több ezerszer lehetséges Adatelérés direkt Tárkapacitás 100 MB – 8 GB

45 USB tár/PenDrive/USBKey
178 USB tár/PenDrive/USBKey Angol neve: PenDrive vagy FlashDrive, USBKey, magyarul USB meghajtó, Flash meghajtó, USB tár, USB kulcs A tároló egy apró kulcstartóra hasonlít, de gyakorlatilag flopiként kezelhető, hiszen az USB csatlakozóra helyezve az adatok úgy írhatók rá, mint a mágneses adathordozókra, csak kicsit lassabban, azaz adatok igen sokszor letörölhetőek róla, majd újraírhatók. A tárolókapacitása az egy gigabájtot is túllépheti. Előnye továbbá, hogy az adatok parányi helyen elférnek és külső ártalmakra sem érzékeny.

46 Memóriakártyák (CompactFlash)
229 Memóriakártyák (CompactFlash) elektronikus elven működő hordozható tárak digitális fényképezőgépek, kamerák, MP3-lejátszók (tömörített formájú zenei adatot lejátszó eszköz), illetve a PDA-k (kézi számítógépek) elengedhetetlen tartozéka Fajtái: CompactFlash (CF) Type I és CF Type II. xD Picture Card SmartMedia (SM) Secure Digital (SD) MultiMediaCard (MMC) Memory Stick (MS) Memory Stick PRO (MS PRO)

47 MMC-SD kártya MMC SD MultiMedia Card 7 érintkezős kódolatlanul tárol
230 MMC-SD kártya MMC MultiMedia Card 7 érintkezős kódolatlanul tárol SD Secure Digital kódolt tárolás 9 érintkező 1 érintkező lentebb

48 Kártyák használata egy nyomtatónál
229 Kártyák használata egy nyomtatónál 1 - Compact Flash Type I / Type II 2 - Secure Digital (SD) / MultiMedia Card (MMC) 3 - Memory Stick, Memory Stick Pro / Duo 4 - SmartMedia 5 - xD-Picture Card

49 Méretek 229 SONY Memory Stick 50x21,5x2,8mm
xD Picture Card 20x25x1,7mm SmartMedia (SM) 45x37mm Secure Digital (SD) 32x24mm Compact Flash (CF) Type I, Type II 43x36mm Multimedia Card (MMC) MicroDrive merevlemez

50 229

51 elektronikus háttértár a jövőben a merevlemezeket válthatja fel
SSD (Solid State Disk) elektronikus háttértár a jövőben a merevlemezeket válthatja fel a HDD-nél kevésbé sérülékeny Kép forrása:

52 A háttértárakról

53 Adatelérés szerinti csoportosítás
Szekvenciális (soros) adatelérés Direkt adatelérés lyukkártya lyukszalag mágnesszalag mágneslemez optikai lemez megnetooptikai lemez elektronikus tár

54 A jövő háttérárai a meglévő eszközök fejlesztése:
tárkapacitás növelés adatelérési idő csökkentés új adattárolási technológiák: az eddigi technológiák keverése atomok segítségével történő adattárolás Az IBM cégnév 37 Xenon atom segítségével erős nagyításban

55 A bemutató forrásanyagai

56 Könyvek, cikkek Sikos László: PC hardver kézikönyv. BBS-INFO, 2007.
Abonyi Zsolt: PC hardver kézikönyv. Computerbooks, Bp., 1998. Racskó Péter: Bevezetés a számítástechnikába. LSI. Markó Imre: PC hardver. Konfigurálás és installálás. LSI, 2000. 2007. október