Zobrazení: 13446

0

Hromadění znalostí je základem základů každé civilizace. Ale lidská paměť je nedokonalá a neschopná pojmout všechny znalosti a zkušenosti, které se předávají z generace na generaci. Lidé proto od pradávna používali širokou škálu paměťových médií, od kamene a zvířecích kůží až po vysoce kvalitní papír. Přitom i přes zdokonalování typů médií se samotný princip záznamu a struktura dat po několik tisíciletí prakticky nezměnily.

Ke kvalitativnímu skoku došlo pouze tehdy, když člověk potřeboval naučit stroj rozumět zaznamenaným informacím.

Před více než dvěma sty lety, v roce 1808, vytvořil francouzský vynálezce Joseph Marie Jacquard stroj na výrobu látek se složitými vzory. Jedinečnost tohoto zařízení spočívala v tom, že první softwarově řízený stroj byl skutečně navržen a vyroben. Sled akcí stroje při vytváření vzoru byl zaznamenán na speciálních kartonových děrných štítcích ve formě otvorů vyražených v určitém pořadí.

Je nepravděpodobné, že by si Jacquard představoval, jak skvělá budoucnost byla předurčena jeho vynálezu. Ne stroj, ale princip zaznamenávání informací do formuláře binární kód, který se stal základem abecedy všech počítačů.

Později byly Jaccardovy myšlenky použity v automatických telegrafech, kde byla sekvence signálů Morseovy abecedy zaznamenávána na děrné pásky, v analytickém stroji Charlese Babbage, který se stal prototypem moderních počítačů, ve statistickém tabelátoru Hermana Holleritha a samozřejmě v prvním počítače dvacátého století. Různé verze děrných štítků a děrných pásek se pro svou jednoduchost rozšířily ve výpočetní technice a programově řízených strojích. Taková paměťová média se používala až do poloviny 80. let, kdy byla definitivně nahrazena magnetickými médii.

Děrné štítky a papírové pásky

Roky života: 1808–1988

Kapacita paměti: až 100 KB

Jednoduchost výroby, možnost použití v nejmodernějších zařízeních

- Nízká hustota záznamu, nízká rychlostčtení/zápis, nízká spolehlivost, nemožnost přepisovat informace

Děrné štítky a děrné pásky měly přes všechny své přednosti a bohatou historii dvě fatální chyby. Prvním je velmi nízká informační kapacita. Standardní děrný štítek obsahoval pouze 80 znaků nebo asi 100 bajtů, aby bylo možné uložit jeden megabajt informací, potřebovalo by více než deset tisíc děrných štítků. Druhým je nízká rychlost čtení: vstupní zařízení mohlo spolknout maximálně 1000 děrných štítků za minutu, tedy pouze 1,6 kilobajtů za sekundu. Třetí je nemožnost přepisování. Jedna díra navíc – a paměťové médium se stane nepoužitelným, stejně jako všechny informace na něm.

V polovině 20. století byl navržen nový princip ukládání informací, založený na fenoménu zbytkové magnetizace určitých materiálů. Stručně řečeno, princip činnosti je následující: povrch nosiče je vyroben z feromagnetu, po jehož vystavení magnetické pole materiál si zachovává zbytkovou magnetizaci látky. Následně je registrován čtecími zařízeními.

Prvními známkami této technologie byly magnetické karty, jejichž velikost a funkce se shodovaly s běžnými děrnými štítky. Nebyly však široce používány a brzy byly nahrazeny prostornějšími a spolehlivějšími magnetopáskovými jednotkami.

Tato úložná zařízení byla široce používána v sálových počítačích od 50. let. Zpočátku to byly obrovské skříně s páskovým mechanismem a kotouči pásky, na které se zaznamenávaly informace. I přes svůj pokročilý věk technologie nezemřela a v podobě streamerů se používá dodnes. Jedná se o úložná zařízení vyrobená ve formě kompaktní kazety s magnetickou páskou, určená pro Rezervovat kopii informace. Klíčem k jejich úspěchu je velká kapacita, až 4 TB! Ale pro jakékoli jiné úkoly jsou prakticky nevhodné kvůli extrémně nízké rychlosti přístupu k datům. Důvodem je to, že všechny informace jsou zaznamenány na magnetickou pásku, takže pro přístup k libovolnému souboru je nutné pásku převinout na požadovaný úsek.

Zásadně odlišný přístup k záznamu dat se používá u disket. Jedná se o přenosné paměťové zařízení, což je disk potažený feromagnetickou vrstvou a uzavřený v plastové kazetě. Diskety se objevily jako reakce na potřebu uživatelů po kapesních paměťových médiích. Slovo „kapsa“ však není úplně vhodné pro rané vzorky. Existuje několik formátů disket v závislosti na průměru magnetického disku uvnitř. První diskety, které se objevily v roce 1971, byly 8palcové, tedy s průměrem disku 203 mm. Jediný způsob, jak je uložit, byl tedy do složky na papíry. Objem zaznamenaných informací byl až 80 kilobajtů. Po dvou letech se však toto číslo zvýšilo na 256 kilobajtů a do roku 1975 na 1 000 kilobajtů! Nastal čas změnit formát a v roce 1976 se objevily 5palcové (133 mm) diskety. Jejich objem byl zpočátku pouze 110 KB. Technologie se však zlepšila a již v roce 1984 se objevily diskety „high-density recording“ s kapacitou 1,2 MB. Toto byla „labutí píseň“ tohoto formátu. Také v roce 1984 se objevily 3,5palcové diskety, které lze právem nazvat kapesními. Podle legendy byla velikost 3,5 palce (88 mm) zvolena z principu, že se disketa vejde do náprsní kapsy košile. Objem tohoto média byl zpočátku 720 KB, ale rychle se rozrostl na klasických 1,44 MB. Později, v roce 1991, se objevily 3,5palcové diskety Extended Density s rozšířenou hustotou 2,88 MB. Nebyly však široce používány, protože pro práci s nimi byl vyžadován speciální pohon.

Dalším vývojem této technologie byl slavný (místy nechvalně známý) Zip. V roce 1994 uvedla Iomega na trh disk s na tehdejší dobu rekordní kapacitou – 100 MB. Princip fungování Iomega Zip je stejný jako u běžných disket, ale díky vysoké hustotě záznamu se výrobci podařilo dosáhnout kapacity úložiště záznamu. Ukázalo se však, že Zips jsou poměrně nespolehlivé a drahé, takže nemohly obsadit výklenek třípalcových disket a byly následně zcela nahrazeny pokročilejšími úložnými zařízeními.

Diskety

Roky života: 1971 - dodnes

Kapacita paměti: až 2,88 MB

Kompaktní velikost, nízká cena

– Nízká spolehlivost, zranitelné pouzdro, nízká hustota záznamu

Magnetická páska

Roky života: 1952 - dodnes

Kapacita paměti: až 4 TB

Možnost přepisování, široký rozsah provozních teplot (od -30 do +80 stupňů), nízké náklady na média

– Nízká hustota záznamu, nemožnost okamžitého přístupu k požadované paměťové buňce, nízká spolehlivost

Magnetické páskové mechaniky byly obrovské skříně s páskovým mechanismem a kotouči pásky, na které se zaznamenávaly informace.

PŘÍSNÁ PRAVIDLA

Pevný disk, pevný disk, je hlavním úložným zařízením téměř všech moderních počítačů.

Obecně platí, že princip fungování stávajících i rozvinutých pevné disky založené na jevu zbytkové magnetizace materiálů. Ale jsou zde některé nuance. Přímé paměťové médium na pevném disku je blok jedné nebo více kulatých desek potažených feromagnetem. Čtecí hlava pohybující se po povrchu vysokorychlostně rotujících disků zaznamenává informace magnetizací miliard drobných oblastí (domén) nebo čte data registrací zbytkového magnetického pole.

Nejmenší buňkou informace je v tomto případě jedna doména, která může být buď logická nula, nebo jednička. Čím menší je velikost jedné domény, tím více dat lze nacpat na jeden pevný disk.

První HDD se objevil v roce 1956. Zařízení sestávalo z 50 disků, každý o průměru 600 mm, rotujících rychlostí 1200 ot./min. Rozměry tohoto HDD byly srovnatelné s moderní dvoukomorovou lednicí a kapacita dosahovala celých 5 MB.

Od té doby se hustota záznamu na pevné disky zvýšila více než 60 milionůkrát. Během poslední dekády výrobní společnosti každý rok neustále zdvojnásobovaly kapacitu disků, nyní se však tento proces zastavil: bylo dosaženo maximální možné hustoty záznamu pro materiály a hlavně technologie, které se v současnosti používají.

Nejrozšířenější je nyní tzv. paralelní záznam. Jeho význam spočívá v tom, že feromagnet, do kterého jsou data přenášena, se skládá z mnoha atomů. Určitý počet takových atomů dohromady tvoří doménu – minimální buňku informací. Zmenšení velikosti domény je možné pouze do určité meze, protože feromagnetické atomy na sebe vzájemně působí a na přechodu logické nuly a jedničky (oblasti s opačně orientovanými magnetickými momenty) mohou ztratit stabilitu. K zajištění spolehlivého ukládání informací je proto vyžadována určitá nárazníková zóna.

Při paralelním záznamu jsou magnetické částice umístěny takovým způsobem, že vektor magnetického směru je rovnoběžný s rovinou disku. Při kolmém záznamu jsou magnetické částice umístěny kolmo k povrchu disku.

Při paralelním záznamu jsou magnetické částice umístěny takovým způsobem, že vektor magnetického směru je rovnoběžný s rovinou disku. Z technologického hlediska je to nejjednodušší řešení. Zároveň je u takového záznamu síla interakce mezi doménami nejvyšší, takže je potřeba velká nárazníková zóna a následně i větší velikost domén samotných. Maximální hustota pro paralelní záznam je tedy cca 23 Gbit/cm2 a této výšky je již prakticky dosaženo.

Další zvýšení kapacity pevných disků je možné zvýšením počtu pracovních desek v zařízení, ale tato metoda je slepá ulička. Velikosti moderních HDD jsou standardizované a počet disků v nich použitých je omezen konstrukčními požadavky.

Existuje další způsob - použití nového typu záznamu. Od roku 2005 najdete v prodeji pevné disky pomocí metody kolmého záznamu. Při tomto záznamu jsou magnetické částice umístěny kolmo k povrchu disku. Kvůli tomu domény spolu slabě interagují, protože jejich magnetizační vektory jsou umístěny v paralelních rovinách. To umožňuje vážně zvýšit hustotu informací - praktický strop se odhaduje na 60-75 Gbit/cm2, tedy 3x více než u paralelního záznamu.

Nejslibnější technologií je ale HAMR. Jedná se o tzv. metodu tepelného magnetického záznamu. V podstatě HAMR - další vývoj technologie kolmého záznamu, pouze s tím rozdílem, že v okamžiku záznamu je požadovaná doména vystavena krátkodobému (asi pikosekundovému) bodovému ohřevu laserovým paprskem. Díky tomu dokáže hlava zmagnetizovat velmi malé oblasti disku. HAMR-HDD zatím není k dispozici pro veřejný prodej, ale prototypy vykazují rekordní záznamovou hustotu 150 Gbit/cm2. V budoucnu bude podle zástupců Seagate Technology hustota zvýšena na 7,75 Tbit/cm2, což je téměř 350krát více než maximální hustota pro paralelní záznam.

HDD s paralelním záznamem

Roky života: 1956 - dodnes

Kapacita paměti: až 2 TB na tento moment

Možnost okamžitého přechodu na požadovanou informační buňku, dobrý poměr cena/kvalita

– Dnes nedostatečná hustota záznamu, zastaralá technologie

HDD s kolmým záznamem

Roky života: 2005 - blízká budoucnost

Kapacita paměti: v současnosti až 2,5 TB

Vysoká hustota záznamu

- složitější výrobní technologie, vysoká cena, nízká spolehlivost nových velkokapacitních modelů

HAMR-HDD

Roky života: 2010 - blízká budoucnost

Kapacita paměti: čas ukáže

Ještě vyšší hustota záznamu

– Obzvláště složitá výrobní technologie a tomu odpovídající vysoká cena

OPTIKA NA BŘEZEN

Navzdory neustálému zvyšování kapacity stacionárních pevných disků existuje potřeba kompaktních a mobilních paměťových médií. Dnes jsou v této oblasti lídry CD a DVD. Na těchto nosičích lze zakoupit prakticky jakékoli informace – hudbu, software, filmy, encyklopedie nebo kliparty.

Prvním zástupcem této technologie je LD (Laser Disc), vyvinutý již v roce 1969. Tyto disky byly určeny především pro domácí kina, ale i přes řadu výhod oproti videokazetám VHS a Betamax nebyly příliš využívány. Další zástupce optických médií se ukázal být mnohem úspěšnější. Bylo to známé CD (CD, Compact Disc). Byl vyvinut v roce 1979 a původně byl určen pro nahrávání vysoce kvalitní hudby. Ale v roce 1987 se díky úsilí společností Microsoft a Apple začaly disky CD používat v osobních počítačích. Uživatelé tak měli k dispozici kompaktní a spolehlivé velkokapacitní paměťové médium: standardní objem 650 MB pro konec 80. let se zdál nevyčerpatelný.

CD se za posledních 20 let prakticky nezměnilo. Nosič je jakýsi „sendvič“ skládající se ze tří vrstev. Základem CD je polykarbonátový substrát, na který je nastříkána tenká vrstva kovu (hliník, stříbro, zlato). Tato vrstva je vlastně místem, kde se pořizuje záznam. Kovový povlak je pokryt vrstvou ochranného laku a jsou na něm naneseny nejrůznější obrázky, loga, jména a další identifikační znaky.

Princip činnosti optické disky na základě změn intenzity odraženého světla. Na běžném CD jsou všechny informace zaznamenány na jedné spirálové stopě, což je sled prohlubní, jam (z anglického pit - „depression“). Mezi prohlubněmi jsou oblasti s hladkou reflexní vrstvou, země (z anglického land - „země, povrch“). Data se odečítají pomocí laserového paprsku zaostřeného do světelné skvrny o průměru asi 1,2 mikronu. Pokud laser dopadne na pozemek, speciální fotodioda zaregistruje odražený paprsek a zaznamená logickou jedničku. Pokud laser zasáhne jámu, paprsek se rozptýlí, intenzita odraženého světla se sníží a zařízení zaznamená logickou nulu.

První laserové disky byly pouze pro čtení. Vyráběly se přísně v továrních podmínkách a jamky se na ně nanášely ražením přímo na holou polykarbonátovou podložku, načež byly disky potaženy reflexní vrstvou a ochranným lakem.

Ale již v roce 1988 se objevila technologie CD-R (Compact Disc-Recordable). Disky vyrobené pomocí této technologie by mohly být použity k jednorázovému záznamu informací pomocí speciální zapisovací jednotky. K tomu byla mezi polykarbonát a reflexní vrstvu umístěna další vrstva tenkého organického barviva. Při zahřátí na určitou teplotu se barvivo zničilo a ztmavlo. Během procesu záznamu jednotka, ovládající výkon laseru, aplikovala na disk sekvenci tmavých bodů, které byly při čtení vnímány jako důlky.

O deset let později, v roce 1997, vznikl CD-RW (Compact Disc-Rewritable) - přepisovatelný kompaktní disk. Na rozdíl od CD-R zde byla jako záznamová vrstva použita speciální slitina, schopná přecházet z krystalického stavu do amorfního stavu a zpět vlivem laserového paprsku.

LD

Roky života: 1972–2000

Kapacita paměti: 680 MB

První komerční vzorek optických paměťových médií

– Používal se pouze jako nosič videa a zvuku a neměl menší velikost než vinylové disky, což způsobilo určité nepříjemnosti

CD

Roky života: 1982 - dodnes

Kapacita paměti: 700 MB

Kompaktnost, relativní spolehlivost, nízká cena

– Nízká, podle moderních standardů, kapacita, zastaralá technologie

NOVÁ GENERACE BLOKOVÁNÍ

V polovině 90. let, kdy byla éra CD v plném proudu, již vizionářští výrobci pracovali na vylepšení optických disků. V roce 1996 se v prodeji objevily první DVD (Digital Versatile Disc) s kapacitou 4,7 GB. Nová paměťová média využívala stejný princip jako CD, pouze pro čtení byl použit laser s kratší vlnovou délkou – 650 nm versus 780 nm u CD. Tato zdánlivě jednoduchá změna umožnila zmenšit velikost světelné skvrny a tím i minimální velikost informační buňky. Na disk DVD se tedy vešlo 6,5krát více užitečné informace než CD.

V roce 1997 se začaly prodávat první zapisovatelné disky DVD-R, které rovněž využívaly technologii testovanou na discích CD-R. K široké veřejnosti se však tyto novinky dostaly až o pár let později, protože první vypalovačka DVD-R stála asi 17 000 dolarů a polotovary stály 50 dolarů za kus.

Dnes se DVD stalo nedílnou součástí počítačového průmyslu. Ale ani on nemá dlouhého života. Rychlý pokrok v oblasti špičkových technologií a rostoucí potřeby uživatelů vyžadují nová, prostornější média.

Prvním znakem byla dvouvrstvá DVD. V nich jsou informace zaznamenávány na dvou různých úrovních, obvyklé spodní a průsvitné horní. Změnou zaostření laseru lze číst data postupně z obou vrstev. Tyto disky DVD obsahují 8,5 GB informací. Pak přišla dvouvrstvá oboustranná DVD. Tyto disky mají pracovní strany na obou stranách a obsahují dvě vrstvy informací. Kapacita úložiště se zvýšila na 17 GB.

V tomto okamžiku bylo dosaženo stropu technologie DVD. Další navyšování počtu vrstev se zdá být zbytečně složitým problémem, tloušťka disku je stále omezená, takže je velmi těžké tam něco vmáčknout. Navíc i u dvouvrstvého systému bylo mnoho stížností na kvalitu čtení informací a je děsivé pomyslet si, kolik chyb by hypotetické třívrstvé DVD mohlo způsobit.

Výrobci vyřešili (samozřejmě dočasně) problém zvýšení kapacity vytvořením nového formátu. Nebo spíše dva najednou: HD-DVD a Blu-ray. Obě technologie využívají modrý laser s vlnovou délkou 405 nm. Jak jsme již řekli, snížení vlnové délky také umožňuje zmenšit minimální velikost paměťové buňky a tím zvýšit hustotu záznamu. Vznik dvou nových typů disků najednou vyvolal takzvanou „válku formátů“, která trvala asi dva roky. Přes určité výhody nakonec HD-DVD tuto bitvu prohrálo. Hlavní roli v tom podle mnoha odborníků sehrála mimořádně silná podpora formátu Blu-ray ze strany amerických filmových studií.

"Blue Ray" je nyní jediný optická média vysokokapacitní informace, které lze nalézt komerčně. Disky 23, 25, 27 a 33 GB. K dispozici jsou také dvouvrstvé vzorky s kapacitami 46, 50, 54 a 66 GB.

DVD

Roky života: 1996 - dodnes

Kapacita paměti: až 17,1 GB

Nejoblíbenější paměťové médium: naprostá většina hudby, filmů a různého softwaru je distribuována na DVD

– Zastaralá technologie

HD-DVD

Roky života: 2004–2008

Kapacita paměti: až 30 GB

Vysoká kapacita plus relativně nízká cena díky levnější výrobě

– Nedostatek podpory ze strany amerického filmového průmyslu.

Modrý paprsek

Roky života: 2006 - dodnes

Kapacita paměti: až 66 GB

Vysoká úložná kapacita, podpora hollywoodských „příšer“

– Vysoké náklady na jednotky a média, protože výroba vyžaduje zásadně nové vybavení

ZÁVOD GIGABYTE

Trh diskové jednotky- velmi chutné sousto. V blízké budoucnosti bychom proto měli očekávat, ne-li posun Blu-ray z přední pozice, tak novou válku formátů.

Unikátní vlastností holografické metody je schopnost zaznamenat obrovské množství informací téměř v jednom bodě. To dává výrobcům důvod tvrdit, že již dosažený strop 3,6 TB zdaleka není limitem.

O uživatelské peněženky soupeří celá řada technologií. Například HD VMD (High Density – Versatile Multilayer Disc). Tento formát byl představen v roce 2006 málo známou britskou společností New Medium Enterprises. Zde se výrobce vydal cestou navýšení počtu záznamových vrstev na jednom disku – je jich již 20 Díky tomu je dnes maximální kapacita HD VMD 100 GB. Obecně je nepravděpodobné, že by malé společnosti New Medium Enterprise byly schopny vážně vytlačit multimediální giganty. Ale díky deklarované nízké ceně disků a mechanik k nim (kvůli použití levnějšího červeného laseru s vlnovou délkou 650 nm) mohou Britové teoreticky počítat s jistou oblibou svých produktů. Pokud se ovšem vůbec dostane na trh.

Dalším uchazečem je formát Ultra Density Optical (UDO). Vývoj začal již v červnu 2000 a nyní se jedná o zcela hotové zařízení dostupné na trhu. Zde byl kladen důraz na zvýšení přesnosti zaostření paprsku. S vlnovou délkou laseru 650 nm pojme UDO disk 30 až 60 GB informací. Existují také média, která využívají modrý laser (405 nm), v takovém případě maximální kapacita UDO dosahuje 500 GB. Ale za všechno musíte zaplatit: zvýšení přesnosti laseru způsobilo vážné zvýšení nákladů na pohony. Samotné médium přichází ve formě 5,35palcové cartridge s diskem uvnitř (pro ochranu před vnějšími vlivy) a prodává se za 60-70 dolarů. Technologie UDO dnes využívají především velké společnosti pro archivaci informací a vytváření záložních kopií dat.

HD VMD (High Density – Univerzální vícevrstvý disk)

Kapacita paměti: až 100 GB

Vysoká kapacita, relativně nízké náklady

– Nedostatek podpory od hlavních hráčů na trhu, což jistě způsobí smrt formátu

UDO (Ultra Density Optical)

Kapacita paměti: až 120 GB

Dobrá kapacita

– Vysoké náklady na disky a média, zaměřené na vysoce specializovaný trh zařízení pro archivaci dat

HOLOGRAFIE HOŘÍ

Navzdory velkému množství formátů optických disků již existuje technologie, která v budoucnu jistě zanechá všechny konkurenty. Mluvíme o holografickém záznamu. Výhody této technologie a její potenciál jsou obrovské. Za prvé, pokud v běžném optické disky informace jsou zapsány do vrstvy pomocí jednotlivých informačních buněk, poté jsou v holografické paměti data distribuována po celém objemu média a v jednom hodinovém cyklu lze zapsat několik milionů buněk, díky čemuž se rychlost zápisu a čtení prudce zvyšuje . Za druhé, díky distribuci informací ve třech rozměrech dosahuje maximální kapacita nosiče skutečně stratosférických výšek.

Práce v tomto směru začaly zhruba před deseti lety a dnes existuje zcela srozumitelná technologie, pomocí které lze na disk standardní velikosti zaznamenat 1,6 TB informací. Rychlost čtení je přitom 120 MB/s.

Princip činnosti holografického záznamu je implementován následovně. Laserový paprsek je pomocí průsvitného zrcadla rozdělen na dva proudy se stejnou vlnovou délkou a polarizací. Prostorový modulátor světla, což je plochá šablona, ​​převádí digitální informace do sekvence průhledných a neprůhledných buněk, které odpovídají logickým jedničkám a nulám. Signální paprsek, který prošel touto mřížkou a přijal část informace, je promítán na nosič. Druhý paprsek - referenční paprsek - dopadá pod úhlem do stejné oblasti disku. V tomto případě se v místech, kde se referenční a signální paprsky protínají, sčítají amplitudy vlnění (interference), v důsledku čehož paprsky společně propalují fotocitlivou vrstvu a zaznamenávají informace na médium. V jednom hodinovém cyklu se tak najednou zaznamenají všechny informace, které lze zvládnout rozlišením světelného modulátoru. Dnes je to asi milion bitů najednou.

Data se čtou pomocí referenčního paprsku, který při průchodu tělem nosiče promítá zaznamenaný hologram na fotocitlivou vrstvu a ta převádí „mřížku“ na ni dopadající na sekvenci nul a jedniček.

Unikátní vlastností holografické metody je schopnost zaznamenat obrovské množství informací téměř v jednom bodě. Díky tomu můžete efektivně využít celý objem média. Praktická maximální kapacita holografických disků není přesně známa, ale výrobci tvrdí, že strop 3,6 TB, kterého již dosáhli, zdaleka není limitem.

Holografické disky

Kapacita paměti: až 1 TB

Velmi, velmi vysoká kapacita při zachování kompaktních rozměrů média

- Čas ukáže

HDD + LASER

V roce 2006 Daniel Stanciu, který pracoval na své doktorské disertační práci, a Dr. Frederick Hansteen objevili způsob, jak změnit polaritu magnetu pomocí světelného záření. Je třeba říci, že dříve to bylo v zásadě považováno za nemožné. Není divu, že Daniel Stansiu úspěšně obhájil doktorskou disertaci a samotná technologie, která dostala poněkud zvláštní název – čistá optická magnetizační inverze – již našla potenciální uplatnění.

Pomocí laserového paprsku tedy můžete zmagnetizovat domény pevných disků, tedy dělat stejnou práci, jakou aktuálně dělá zapisovací hlava, ale mnohem rychleji. Rychlost záznamu na běžný pevný disk nepřesahuje 100–150 Mbit/s. V prototypu „laserového“ pevného disku je toto číslo aktuálně 1 Tbit/s nebo 1 000 000 Mbit/s. Vědci jsou přesvědčeni, že to není limit - očekávají zvýšení rychlosti záznamu na 100 Tbit/s. Kromě toho můžete pomocí laseru výrazně zvýšit hustotu zaznamenaných informací, což teoreticky dělá z laserových pevných disků jeden z nejvíce slibné technologie ukládání a záznam dat.

Ale dnes nejsou žádné informace o konstrukci čtecí hlavy pro takové HDD. Pomocí laseru můžete pouze zaznamenávat informace. Nedokáže detekovat magnetizaci domén. Proto pro čtení budete muset použít standardní magnetické hlavy. Navíc nezapomínejte, že jak rychlost zápisu, tak rychlost čtení HDD přímo závisí na rychlosti otáčení disků. Optimistická prohlášení vědců tedy vypadají poněkud zvláštně. Pro dosažení 1 Tbit/s je potřeba disk roztočit na takové rychlosti, že se pravděpodobně vlivem monstrózní odstředivé síly roztříští na kusy nebo dokonce shoří třením o vzduch. Použití určitého systému přesměrování optického paprsku samozřejmě umožňuje zcela opustit rotaci disku při nahrávání. Čtení ale stále provádí magnetická hlava, která musí životně klouzat po povrchu disku.

Stručně řečeno, vyhlídky na technologii čistě optické magnetizace inverze, i když jsou atraktivní, jsou velmi vágní.

Laserový HDD

Roky života: blízká budoucnost

Kapacita paměti: čas ukáže

Vysoká hustota a rychlost záznamu informací, v budoucnu - možnost snížení počtu pohyblivých částí disku

– Existuje příliš mnoho otázek, na které nikdo neodpoví.

SKVĚLÁ BUDOUCNOST?

Disky jsou disky, ale běžného uživatele Někdy je nezbytně nutné kompaktní, prostorné a hlavně snadno použitelné zařízení pro ukládání informací. Dnes se k tomuto účelu používají flash disky, nebo, vědecky řečeno, USB FlashŘídit. Flash paměť tohoto zařízení je pole tranzistorů (buněk), z nichž každý může uložit jeden bit informace.

Takové médium má mnoho výhod. Flash disky na rozdíl od svých předchůdců nemají žádné pohyblivé části. Jsou kompaktní, spolehlivé a schopné uchovat poměrně značné množství informací a výrobci neúnavně pracují na zvýšení jejich kapacity. Existují flash disky, které pojmou 8, 12 a dokonce 64 GB dat. Pravda, takové hračky cenou konkurují prvotřídnímu počítači v balíčku all inclusive, ale jde o dočasný jev. Ještě donedávna stál 1 GB flash disk majlant, ale nyní je dostupný pro každého studenta pobírajícího stipendium.

Další výhodou flash disku je snadné použití. Flash disk je připojen k USB portu počítače, operační systém detekuje nové zařízení a obsah flash disku se zobrazí jako další disk v systému. Práce se soubory se tedy neliší od práce s běžným pevným diskem. Není třeba doplňkové programy, nemusíte si lámat hlavu nad kompatibilitou zařízení a formátů, ani se podrobně dívat na výrobce zařízení a přemýšlet, zda se bude hodit k vašemu počítači nebo ne.

Flash paměť je spolehlivá, nebojí se vibrací, nevydává hluk, spotřebovává málo energie a rychlost výměny informací se blíží rychlosti standardních pevných disků. Flash paměť je díky absenci pohyblivých částí vysoce spolehlivá, odolná proti vibracím, nehlučná a spotřebovává málo energie. Výhody jsou zřejmé.

Data se čtou holografickou metodou pomocí referenčního paprsku, který při průchodu tělem nosiče promítne zaznamenaný hologram na fotocitlivou vrstvu a ta převede na něj dopadající „mřížku“ na sekvenci nul a jedniček.

Dnes se již vyrábějí přenosné počítače, do kterých jsou místo běžných HDD osazeny čipy SSD (Solid State Drive), tzv. SSD disky založené na flash paměti. Taková úložná zařízení se v zásadě neliší od běžných flash disků. Notebooky s SSD disky mohou díky nízké spotřebě energie pracovat téměř dvakrát déle než ty, které jsou vybaveny klasickými pevnými disky. Flash paměti však mají i své vážné nevýhody. Za prvé, rychlost výměny dat u SSD je stále výrazně nižší než u pevných disků. Ale tento problém bude vyřešen ve velmi blízké budoucnosti. Druhá nevýhoda je mnohem závažnější. Flash paměť podle návrhu vydrží omezený počet cyklů mazání a zápisu – asi 100 000 cyklů. Aniž bychom zacházeli do technických detailů, můžeme provést diagnózu: proces záznamu a mazání dat vede k fyzickému opotřebení paměťových buněk na elektronické úrovni. Po zvednutí kalkulačky a provedení nejjednodušších výpočtů se však tvář uživatele rozjasní a radostně prohlásí, že i když se flash disk zcela naplní desetkrát denně, 100 000 cyklů vydrží 27 ​​let! Ale v praxi může každý den intenzivně využívaná flash paměť (například paměťová karta ve fotoaparátu) selhat po dvou až třech letech používání.

Flash paměť

Roky života: 1989 - dodnes

Kapacita paměti: až 80 GB

Snadné použití, nízká spotřeba, spolehlivost

– Omezený počet cyklů zápisu/mazání

Pokrok v oblasti výpočetní techniky obecně a paměťových zařízení zvláště dnes rychle mění svět.

Pohled do budoucnosti je nevděčný úkol, ale můžeme s jistotou říci: pokud výrobci nedokážou překonat jedinou vážnou nevýhodu flash pamětí, nedokážou dosáhnout kapacity HDD, kterou uživatelé potřebují, nebo vytvořit jednoduchý a spolehlivý holografický disk, nevyhnutelně přijdou s jiným způsobem ukládání informací.

Levné, spolehlivé, skladné, rychlé.

Hlavní typy paměťových médií

Nosiče informací: živé bytosti, neživé předměty a struktury, signál, znak, symbol. Jakýkoli objekt nese nějakou informaci o sobě a předmětech kolem něj, to znamená, že je nositelem informace.

Existuje představa, že nosiče informací mají materiálové, materiálové a vztahové vlastnosti. První implikují vlastnosti látek, ze kterých jsou nosiče vyrobeny; druhou jsou vlastnosti procesů a polí, s jejichž pomocí média existují, a třetí jsou elementární (druhové) vlastnosti, které umožňují odlišit některá média od jiných např. tvarem a velikostí. Fyzická média se dělí na: lokální (počítačová), zcizitelná (přenosné disky a diskety) a distribuovaná (komunikační linky). Na posledně jmenovaný neexistuje jednoznačný názor, protože komunikační kanály mohou být reprezentovány jako nosiče dat, ale zároveň jsou médiem pro jejich přenos.

Obvykle pod nosiče informací implikují obecně přijímaný název pro jejich formu, to znamená: papír (kniha, brožura atd.), záznam (gramofonová deska, fotografická deska), film (fotografie, film, rentgenový film), audiokazeta, disketa, mikroformát (fotografický film, mikrofilm, mikrofiš), videokazeta, CD ( CD, DVD) atd.

Taková média jsou již dlouho známá: kámen (skalní malby, kamenné desky), hliněné tabulky, pergamen, papyrus, březová kůra a další. Poté se objevila tato média: papír, plast, fotografické materiály, magnetické a optické materiály a další.

V dnešní době se dělí na: tradiční a strojově čitelné. Pod tradiční Budeme rozumět těmto nosičům informací: papír, plátno, plast (gramofonová deska), magnetická páska (audio a videokazeta), fotografické materiály (fotografický film, fotografická deska, fotografický tisk, mikromédia) atd. NA strojově čitelná média Patří sem: diskety (diskety magnetické), pevné magnetické a kompaktní (optické, magnetooptické a jiné) disky, flash karty a další paměťová média určená pro použití v počítačových zařízeních, komplexech, systémech a sítích. Informace jsou zaznamenávány na médium změnou fyzikálních, chemických nebo mechanických vlastností paměťového média.

Varianta klasifikace paměťových médií používaných ve výpočetní technice je uvedena na Obr. 5-1.

Rýže. 5-1. Klasifikace používaných paměťových médií

ve výpočetní technice

Všimněte si, že toto rozdělení je podmíněné. Například pomocí speciálních zařízení na počítačích lze pracovat s běžnými audio a video kazetami a zařízení pro záznam a dlouhodobé uchovávání dat (streamery) využívají známá magnetická média (magnetické pásky) atd. Proto budeme tradiční média označovat jako analogová data a jako strojově čitelná, tedy používaná v počítačích, jako digitální nebo elektronická data. informační zdroje(EIR).

Pojďme si je stručně popsat.

Magnetooptický disk (MO) disk je uzavřen v plastovém obalu (cartridge). MO-disk je univerzální, rychlé, vysoce spolehlivé zařízení pro přenos a ukládání informací. Vyznačuje se vysokou hustotou záznamu informací. Disky o průměru 3,5" mají kapacitu 128 MB - 1,3 GB a o průměru 5,25" - od 2,3 do 9,1 GB. Rychlost otáčení kotouče – 2000 ot./min.

Sdílejte novinky na sociálních sítích!

V éře špičkových technologií je ukládání dat a přístup k nim jedním z důležitých lidských faktorů. Pro běžného uživatele jsou důležitými údaji jeho domácí fotografie a videa, zejména fotografie a záběry významných dat, ale důležitou roli hrají i jeho oblíbené sbírky hudby a filmů. Pro lidi, jejichž počítač není jen zábavním centrem, ale pomáhá i při každodenní práci, jsou elektronické kancelářské soubory důležitými daty, které pomáhají eliminovat papírování.

Často zapomínáme na to, co a jak je uloženo v počítači, protože pracovní postup je zcela automatizovaný. Ale bohužel zdroje úložiště elektronické informace K ideálu mají daleko a většinou selžou v pro nás nejméně vhodnou chvíli.

Co jsou tedy moderní paměťová média? Snad každý uživatel počítače používá HDD, jako hlavní úložiště datových souborů. Jedná se o high-tech zařízení, což je malá železná krabička, zcela utěsněná, obsahující magnetický disk o tloušťce několika milimetrů. Obvykle se elektronická hlava vznáší pod nebo nad v mikronové vzdálenosti od disku a čte informace. Rychlost otáčení disku je asi 10 000 ot./min. Jakékoli mikroskopické smítko prachu, které dopadne na povrch magnetického disku, téměř okamžitě způsobí selhání celého „pevného disku“ (jiný název pro pevný disk). A to je jen jeden z mála důvodů, které mohou způsobit rychlou smrt tohoto digitálního média. Selhání pevného disku může ve skutečnosti způsobit i pouhé přepětí.

Úplně prvním paměťovým médiem, které si každý pamatuje, byl laserový kompaktní disk. Pak jsme se podívali na tento skvělý „ kolo“ a lámal si hlavu nad tím, jak na něm byla nahrána sbírka naší oblíbené hudby. Mimochodem, z určitých důvodů toto médium stále neztrácí na aktuálnosti. Za prvé, pravděpodobně kvůli jejich malé velikosti a podmíněné ceně - nyní jsou v každém obchodě prázdné „prázdné prostory“ “ CD"nebo" DVD„Pro pořádek, můžete si ho koupit téměř zdarma. Dalším důvodem přežití těchto médií je jejich pohodlné využití pro tvorbu informačních produktů vývojářskými společnostmi. software k tomu či onomu elektronické zařízení jako je tiskárna, skener, digitální fotoaparát a podobně. Nebo použijte CD k vytvoření vlastní hudby a filmů. Je velmi výhodné zachytit vaše „mistrovská díla“ ve formě elektronické soubory, nahrané na laserovém disku, umístěné v krásné krabičce s podrobnostmi o nabídce disku a dalších funkcích. Navíc náklady na takové balení jsou mizivé.

Laserový disk se skládá z několika vrstev spojených dohromady: první, spodní je vyrobena z polykarbonátu, druhá je vyrobena z tenkého hliníku, na kterém jsou uloženy informace, třetí je ochranná vrstva, běžný lakový povlak se štítkem. Toto je standardní struktura" CD"disk," DVD„sestává z podobných vrstev, jen je jich většinou mnohem více a jsou lépe chráněny. Proto je lepší ukládat informace na " DVD» disky než na « CD" Kromě toho je objem druhého 6-7krát menší.

Nejčastějším nosičem, přesněji řečeno „úložištěm“ informací, je v současnosti známý „flash disk“. " USB flash disk„sestává z elektronických čipů schopných držet náboje (elektrony), které obsahují informace. Toto je nejpohodlnější médium pro běžného uživatele, protože jeho rozměry jsou minimální. Flash disk se používá téměř ve všech moderní zařízení, dokonce i jako jsou televizory a rádia. Hlavní nevýhodou tohoto disku je jeho krátká životnost. Můžete do něj zapsat informace asi 10 000x, pak už toto zařízení většinou nefunguje nebo nefunguje.

Spolu s flash disky, co se frekvence používání týče, existují i ​​externí média, malé krabičky, které se připojují k portu " USB» počítače a mají kapacitu od 80 do 1000 gigabajtů a více. Mnoho lidí si myslí, že jde o stejné flash disky, jen s větší kapacitou. Pokud ale takové zařízení otevřeme, uvidíme uvnitř běžný pevný disk notebooku, který je k našemu počítači připojen přes jakýsi „most“. V podstatě se jedná o stejný pevný disk, a protože jeho rozměry jsou miniaturní, aby se volně vešly do notebooku, je systém náchylnější k riziku než pevný disk osobního počítače.

V poslední době se na trhu s počítačovým příslušenstvím objevují pevné disky SSD. Rychlost čtení dat takových zařízení je několikanásobně vyšší než u běžného pevného disku počítače. Právě díky své rychlosti se tak rozšířily. Takové disky však nejsou levné a je nepravděpodobné, že by byly vhodné pro průměrného člověka, který je při sestavování vlastního počítače velmi omezený rozpočtem. A taková zařízení mají také mnoho nevýhod. Protože se skládají ze stejných mikroobvodů jako na „ USB flash disk“, pak je jejich délka života krátká. I když musím přiznat, že budoucnost je stále v těchto malá zařízení, ale ještě musí být dokončeny déle než jeden rok.

Jaký disk by si tedy měl běžný uživatel vybrat pro ukládání svých domácích fotografií nebo sbírky hudby a filmů? Je těžké odpovědět hned. Uvažujme očekávanou životnost výše uvedených paměťových médií.

Pevný disk počítače. Na jednu stranu je zařízení docela spolehlivé. Funguje rychle a má neomezený počet přepisovacích cyklů, vše závisí na kvalitě magnetického disku. Pokud však dojde k malému přepětí, náhodnému šoku (zejména když je počítač zapnutý) nebo jiným neočekávaným událostem,“ Winchester"může okamžitě selhat.

Laserové CD, „prázdná místa“ (prázdná místa, prázdný „ CD"nebo" DVD") je nejlevnější a poměrně spolehlivá možnost pro ukládání sbírek domácích fotografií a videí. V žádném specializovaném obchodě nestojí více než 20 rublů. Samozřejmě jsme zapomněli na dvouvrstvý " DVD disky“, které mají dvojnásobnou kapacitu než běžné CD. Laserové disky jsou navíc na trhu již asi dva roky.“ Modrý paprsek", jehož objem je asi 25 gigabajtů, což je pětkrát větší než standardní " DVD" Cena takových médií je však mnohonásobně vyšší a kromě toho, abyste mohli nahrávat na „blue-ray“ (v překladu z angličtiny jako blue ray), budete potřebovat speciální jednotku, jejíž cena je také daleko za povolenou rozpočet obyčejného člověka.

A přesto pro rychlá tvorba Disky CD se doporučují pro záložní kopie vašich oblíbených souborů. Teprve po vypálení (nahrání) by měly být uloženy na tmavém suchém místě, kam neprocházejí sluneční paprsky, úhlavní nepřítel laserových médií. Dále je nutné počítat s tím, že záruční doba na uchovávání nahraných informací na CD je cca šest let. Na konci tohoto období je lepší přepsat informace na jiný " prázdný».

Co říkáte na spolehlivost dříve zmíněného a známého flash disku? Navzdory malým rozměrům a snadnému použití nepřichází v úvahu spolehlivé úložiště. Informace mohou být ztraceny, i když jsou odebrány z počítače nebo jiného zařízení. Tato média také velmi často selhávají, zvláště pokud se na jejím vzniku podíleli naši čínští přátelé.

Velmi pochybnými zdroji úložiště jsou také disky SSD (Solid State Drive). Jejich výroba je samozřejmě technologicky mnohem vyspělejší než výroba „flash disků“, ale princip fungování je stejný a nevýhody stejné. I když když si takové médium koupíte, zapíšete si na něj své oblíbené fotografie a bez dalšího dotyku ho uložíte do skříně, vydrží dlouho. Ale kdo si takový luxus dovolí?

V současné době se na internetu objevilo poměrně hodně známých internetových zdrojů, jako např. Yandex" A " Google“, které nabízejí použití jejich místo na disku zcela zdarma. Takové společnosti jsou velmi spolehlivé a v případě selhání jsou informace obnoveny ze záložních kopií. Takové stránky vám obvykle poskytují Poštovní schránka, a jako bonus je místo na disku, jehož velikost začíná od 10 gigabajtů.

Pojďme si to shrnout. Jaká média jsou pro uživatele nejlepší? Z řady výše uvedených důvodů se běžný laserový kotouč stává lídrem. Pokud vezmeme v úvahu také „nedomácí“ zdroje úložiště, pak se samozřejmě internetové zdroje stanou nesporným lídrem, protože procento ztráty dat na nich je mnohem nižší. Obecně platí, že podle rad zkušených počítačových vědců musíte duplikovat častěji důležitá informace na různých médiích, čímž se riziko ztráty sníží na nulu.

Elektronické paměťové médium je zařízení pro ukládání, shromažďování a přenos informací. V osobní počítač používané pro tento účel vnitřní úložiště informací, které je tzv HDD nebo pevný disk. Jméno „Winchester“ se historicky objevilo u prvního vytvořeného pevný disk, jejíž některé parametry se ukázaly být podobné ráži lovecké pušky.
V některých případech uživatel počítače použije další externí zařízení pro ukládání informací.

Běžná externí paměťová média jsou CD. Budou se dělit na zařízení určená pouze pro čtení informací již na nich původně zaznamenaných, zařízení určená pro jednorázový záznam informace a další čtení a zařízení určená pro opakovaný zápis, mazání informací a čtení. Informace se zapisují na CD ve formě souborů. Vloží se CD pro nahrávání optická mechanika počítač. Informace na CD se zaznamenávají pomocí laseru.

Disky CD pouze pro čtení často obsahují nějaké vzdělávací programy nahrané prodejcem těchto programů.

filmy včetně vzdělávacích, audionahrávky.

CD pouze pro čtení jsou označena takto: CD-ROM (přeloženo jako paměť pouze pro čtení)

Například na toto CD jsem pro jistotu dva roky nahrál archiv své stránky „Důchodce“. Zároveň jsem tyto soubory smazal z počítače, jelikož se stránka vyvíjela, hodně se měnilo a nemělo smysl ukládat všechny soubory do té aktuální. pracovní složka počítač, zabírá místo. Toto CD lze pouze číst, nelze jej přepisovat ani přidávat další soubory. Zároveň můžete v případě potřeby zkopírovat soubory z disku zpět do počítače.
Tento disk má speciální vrstvu, která umožňuje tisk inkoustová tiskárna obal, štítek disku s nápisy a obrázky. Tato technologie se od té doby stala zastaralou. Nyní byly vyvinuty technologie, s jejichž pomocí lze na disk nalepit obal, štítek s nápisy a obrázky pouhým otočením v mechanice na druhou stranu. Chcete-li to provést, musíte si zakoupit prázdné CD s podporou LightScribe, pokud víte, že vaše jednotka tuto technologii podporuje.

Nejjednodušší je místo výroby štítků psát na disk speciální fixou, kterou lze koupit v obchodě s počítači.

CD určené k jednorázovému zápisu a přečtení mají ve svém označení písmeno „R“.
CD-R nebo DVD+R nebo DVD-R
a napsat písmeno "RW" vícekrát:
DVD+RW
Disky DVD CD mají větší úložnou kapacitu než disky CD a jsou univerzálnější. Na takový univerzální disk můžete nahrávat libovolné soubory včetně zvuku a videa. Existují zvukové disky - Audio-CD, určené pouze pro poslech v audio přehrávači. Tento zvukový záznam lze také přehrát na počítači, pokud jej má nainstalovaný program přehrávání

Nákup CD pro záznam informací, musíte mít na paměti, že se liší rychlostí a hlasitostí záznamu. Vypadá to takto:

DVD + R je disk určený pouze pro jednorázový zápis (včetně videa) a pouze pro čtení.
16x - rychlost záznamu - průměr
Kapacita disku - 4,7 GB gigabajtů
Krabice obsahuje 25 prázdných disků (přířezů)

CD-R je disk určený pouze pro jednorázový zápis (včetně videa) a pouze pro čtení.
Kapacita disku je o 700 MB menší, ale rychlost vyšší - 52x, počet disků v krabici 10ks.

DVD + RW - disk pro opakované nahrávání, mazání, přepisování a čtení.
Rychlost zápisu od 1 do 4x
Kapacita disku - 4,7 GB gigabajtů

Pro zápis nebo čtení souborů na CD vkládá se do mechaniky stolní počítač nebo notebook. Stisknutím tlačítka se vysune panel mechaniky, kde je disk úhledně umístěn zrcadlovou stranou dolů.

Dalším stisknutím tlačítka se panel s diskem vysune zpět.

Pokud je nutné přenést na externí média velký objem informace, vytvářející například hudební sbírku, videotéku nebo sbírku obrazů, využívají externí HD. Obvykle mají malé rozměry a hmotnost, mají velkou úložnou kapacitu, vysokou rychlost zápisu a čtení a jsou odolné. Uložení sbírky souborů na pevný disk nevyžaduje fyzický prostor v bytě.

Zatímco ukládání sbírky na CD vyžaduje speciální stojany a prostor pro ně.

CD se navíc snadno poškrábou, takže nahrané soubory jsou nečitelné. Spolehlivost ukládání souborů na pevný disk je mnohem vyšší. Informace na externím pevném disku lze opakovaně mazat a přepisovat a samozřejmě číst.

Existují různé typy pevných disků vzhled a s různými parametry.

K počítači se připojují pomocí USB kabelu.

Existují i ​​externí miniaturní zařízení pro záznam a ukládání informací, která jsou tzv „flash paměť“ nebo „flash disk“ nebo jednoduše „flash disk“. Srdcem tohoto zařízení je mikroobvod, který dokáže ukládat informace, i když je napájení vypnuté. Flash umožňuje vícenásobné přepisování informací. Moderní flash disky nejnovějších modelů dokonce překonávají CD co do kapacity paměti.

Flash disky pohodlné díky svým malým rozměrům a snadnému připojení nejen k počítači, ale například i k televizi. Moderní digitální televizory umožňují přehrávat filmy nahrané na flash disku v některých specifických formátech. Flash disk se zasune do USB konektoru na televizoru.

(elektromagnetická radiace) atd.

Nosičem informace může být jakýkoli předmět, ze kterého je možné (ale ne nutné) číst existující (zaznamenané) informace.

Samotný informační nosič je často umístěn v ochranném obalu, což zvyšuje jeho bezpečnost, a tedy i spolehlivost skladování (například: papírové listy - v krytu, paměťový čip - v plastu (smart karta), magnetická páska - v případ atd.).

Informační média v každodenním životě, věda (knihovny), technologie (řekněme pro komunikační potřeby), veřejný život (média) se používají pro:

• evidence
• úložný prostor
• čtení
• přenos (distribuce)
• vytváření počítačových uměleckých děl