Download
1 / 49
540 likes | 912 Views
Számítógép háttértárak. Háttértárak régen és most fejlődési időrendben. HDD CD/DVD Floppy Mágnes szalagos tároló Mágnesdob tároló Lyukkártyás tároló. Lyukkártya.
E N D
Számítógép háttértárak Háttértárak régen és most fejlődési időrendben
HDD • CD/DVD • Floppy • Mágnes szalagos tároló • Mágnesdob tároló • Lyukkártyás tároló
Lyukkártya • Működés: Az adattárolás lényege, hogy egy kartonpapír anyagra az információt lyukak által kódolják és berendezésben lévő olvasóegység olvassa és dekódolja azt, valamint szükség esetén kiírja. • Kifejlesztés: 1725-ben Basile Bouchon és Jean Falcon fejlesztette ki a technológiát, majd közel két évtizeddel Jacquard készített egy lyukkártyákkal működő szövőgépet.
A 19. sz. végére Herman Hollerith létrehozott egy adatfeldolgozót az amerikai népszámlálás adatainak összegzésére, és később megalapította a mai IBM elődjét, amely napjaink vezető cége a számítástechnika területén. • IBM=International Business Machines
Műszaki adatok: Csak soros elérésűek, vagyis az adatok a felvitel sorrendjében olvashatóak, a tárolás kizárólag páramentes, klímatizált térben. • Méret szempontjából: 18,7*8,3cm vastagsága 0,17mm, a 20. sz. –ban nélkülözhetetlen volt a programok felviteléhez. 1928-ban az IBM létrehozta a 8 lyuk magas, 80 lyuk széles kártyát. Egy kártya kapacitása ~ 80byte volt és az olvasás sebessége 500-2000 kártya/perc. • Utóélet: A 20. sz. végére könyvtárak, statisztikai hivatalok használták, de hamar felváltotta a chip-technológia.
A mágneses adattárolás • A mágneses adattárolás lényege, hogy a lemez felületét mágnesezhető anyaggal vonják be, merevlemez esetén alumíniumtárcsára, hajlékonylemez esetében műanyag lemezre, mágnesszalag esetében pedig műanyagból készült szalagra viszik fel. Tehát a mágneses alapú háttértárolók két fő alkotórésze az alapanyag, és az azon elhelyezkedő mágneses réteg. Az olvasó fej mintázatot hagy a bináris információknak megfelelően a mágnesezhető felületen. Az olvasás során az olvasófejben feszültség jön létre, amely kapcsolódik a korábban felírt bitsorozathoz, s létrejön a tárolt információ visszanyerése.
Mágnesdob tároló • Kifejlesztés: Az első mágnesdob tároló 1949-ben készült el, 2000/perc fordulatszámmal és 15 mp-es elérési idővel rendelkezett. Átlagos fordulatszáma egyébként 1500/perc és 24000/perc között; kapacitása pedig 50 kbyte és 6 MB körül mozgott. Átviteli sebessége 40 kbyte és 1 MB/mp, elérési ideje 4-60 msec volt. • Működés: A tárolónak egy vízszintes vagy függőleges tengely körül forgó nem mágneses henger volt az alapja. A henger felületét vékony mágneses réteggel vonták be galvanizálással, amely általában Ni-Co(nikkel-kobalt) tároló réteg volt. Előtte helyezkedtek el az író-olvasó fejek melyek nem érintkeztek közvetlenül a dob felületével. És elektronikus úton történt az írás-olvasás.
Felhasználás: Az első generációs IBM 650 1954-ben legelterjettebb modellje valamint a Mo.-on alkalmazott M3-as modellek használták kis kapacitású tárolóként. • Utóélet: A megjelenő mágnes szalagos és merev lemezes tárolók kiszorították az informatikai piacról.
Mágnes szalagos meghajtó • Kifejlesztés: 1951. környékén alkalmazták először az akkor forgalomban lévő UNIVAC gépekhez. • Működés: A tároló felépítését tekintve egy műa.szalagra felvitt vas-oxid rétegbe épített grafitporral létrejön a tároló, és mágneses elven tárol adatokat. A tárolási kapacitás függ az írássűrűségtől. Ezt viszont az elhelyezkedő bitek száma határozza meg. A mágnesszalagos tár írássűrűsége általában 4800-9600 bpi (bit per inch) volt. A szabvány szerint 0,05 mm vastagságú a szalag, 1,27 cm széles és 731,52 m hosszú tekercsben terjedtek el. Olvasási sebessége 75-200 inch/sec (120,5-508 cm/sec), adatátviteli sebessége 60-320 Kbyte körül mozgott. Az adatelérés soros!
Felhasználás: Leginkább adattárolás és a kazettaként elterjedt VHS video, vagy hangkazetták, valamint a napjainkban igen gyakori archiváláshoz használt tárolók, melyek nagy előnye az olcsóság és jelentősen nagyobb tárolókapacitás az egyéb eszközökhöz viszonyítva –létezik 600GB-os kazetta is-. Az IBM cég céljául tűzte ki az 1TB-os tároló elkészítését.
A Philips és a DC kazetta kapacitásának összehasonlítása
Philips kazetta=zenekazetta • DC kazetta=tokozott adattároló • //Utóélet: archiválás, DVD/CD helyette, merevlemez!
Floppy • Kifejlesztés: IBM által, egy mágnesezhető felületű hajlékony lemezből, és az azt védő négyzet alakú tokból épül fel. Főleg digitális adatok rögzítésére alkalmazták. A régebbi időkben a lemezeket használat előtt formázni kellett, később már gyárilag formázott adathordozókat lehetett vásárolni. • Ennek során alakult ki a sáv-szektor szerkezet. A sávok 40-80 koncentrikus körből álltak, melyeknek szektorszélessége 0,33 mm (360 Kbyte) és 0,115 mm (1,44 Mbyte) közötti értéken volt, elérési ideje ~150 msec.
Működése: A meghajtót behelyezve az FDD(Floppy Disk Drive) iró-olvasó egységbe, egy kerámia fej fizikailag is érintkezésbe lép a lemezzel és ezáltal történik az adattárolás ún. track-be –sáv-. A lemez forgómozgást végez, ezáltal a tárolt adatok körkörösen érhetőek el. • Felhasználás: Az első lemez 8inch átmérőjű, 175KB-os, a második 5,25inch és végül a 3,5inch átmérőjű lemez, melyet leginkább a megjelenő laptopokhoz fejlesztettek ki, ebből adódóan elsősorban ezekhez használtak legfőképp adatok hordozására. A 3,5-es floppy-t egy magyar tervező Jánosi Marcell tervei alapján készítették magyarországi magnókhoz, viszont külföldön nem terjedt el, de ezt tartják a ténylegesen világszerte alkalmazott 3,5-es lemez ősének.
CD=Compact Disk • Kifejlesztés: Tervezése, gyártása az 1970-es években kezdődött a Philips és Sony cég közreműködésével. Először egy 11cm átmérőjű, később 12cm átmérőjű lemezt hoztak létre, melynek hátoldala fényvisszaverő, tároló réteggel volt bevonva, és ez tárolta a 0,1-ket. Tárolókapacitása min 640MB. • CD-ROM=olvasható • CD-R=egyszer írható • CD-RW=többször írható
Működés: A lemezen az információtartalom a spirálvonalakon, az ún. információs sávon a szektorokban helyezkednek el. Az információt a lyukak (pit) és a síkok (land) sorozata adja. Az olvasófej lézerdiódája által történik az információletapogatás, 750 nm hullámhosszú fénnyel. A pitek közötti sima felületről való fényvisszaverődés adja a digitális 1-et, a lyukakról visszaverődő fény pedig a digitális 0 jelet. „Az olvasófejben lévő lézerdióda a három sugárnyalábos technika segítségével olvas. A középső tapogatja le a CD-n lévő információt, a másik kettő tartalmazza a pozicionálási információkat.”
DVD=Digital Video Disk • Kifejlesztés: A DVD lemez mérete megegyezik a CD méretével, de mivel megnövelték az adatsűrűséget, nagyobb tárhellyel rendelkezik. A DVD-nél továbbá az a különbség, hogy a lemezt kisebb hullámhosszúságú fény olvassa. A CD-ket 780 nm infravörös fény, a DVD-ket 650 nm vörös lézerfény pásztázza végig. Itt is van ROM, RW, R típus.
Elterjedt szabványok: • DVD5: a lemez egyik oldalán tárol adatot egy rétegben, tárolókapacitása 4,7 GB. A két 0,6 mm-es polikarbonát lemez egyikén helyezkednek el lyukak, a másik üres. • DVD9: egyoldalas, de kétrétegű lemez; a külső réteg félig áteresztő. A második réteg csak az elsőn keresztül érhető el. Tárolókapacitása 8,5 GB. • DVD10: egyrétegű és kétoldalas lemez, tárolókapacitása 9,4 GB. Hátránya, hogy az egyik oldal lejátszása után meg kell fordítani a lemezt. • DVD18: DVD9 kétoldalas változata, tárolókapacitása 17 GB.
HDD=Hard Disk Drive • Kifejlesztés: 1955-ben az IBM mérnökei létrehozták az első ilyen meghajtót, amely a RAMAC 350 nevet kapta. Kis teljesítményű (5MB). • 1962. IBM 1311, többlemezes 2MB/lemez • 1970. IBM 3330, 100-200MB • 1973. IBM 3340, egy fix és cserélhető tengelyes 30-30MB kapacitású tároló, Kenneth E. Haughton elnevezte winchester-nek az ismétlőpuskáról. • 1978. 8inch IBM 62 • 1980. 5,25inch 5-10MB • 1983-tól nagy mértékű fejlődés következett be azáltal, hogy kiadták a 3,5”-os meghajtót. • 1990-es években mutatták be az első 2,5”-os meghajtót 63MB kapacitással és 1997-től jelent meg a 16,8GB, 25GB kapacitás.
A merevlemezek tényleges kapacitását nagyban befolyásolja az írássűrűség, mely 2féle lehet: • Egy hüvelykre eső sávok száma, a TPI (Track Per Inch); • Hüvelykenkénti bitek számát jelenti, ami BPI (Bit Per Inch). • 1970 és 1990 között évente 25%-kal nőtt a merevlemezek tárkapacitása. A 90-es években ez az adat 60%-ra emelkedett, 1997 óta viszont majdnem 100%.
2001-ben új technológiát fejlesztett ki a Seagate Technology, a HAMR (Heat Assisted Magnetic Recording – hővel segített mágneses rögzítés) módszert, melynek lényege, hogy a mágneses adatrögzítés mellett lézerfényt is alkalmaznak, és segítségével 50 terabit adatot tud megjeleníteni 1 négyzetcollnyi felületen. A technológia kiküszöböli a szuperparamágneses effektust, aminek során a túl közeli mágneses terek egymásra hatva sikertelen adattárolást idéznek elő.
Ezen kívül nagy szerepe van az írás/olvasás sebességének, melyet befolyásolhat: • Fordulat(rpm): 5.400, 7.200, 10/15.000rpm • Beépített gyorsítótár(cache): szerepe, hogy több adatot gyűjt össze és ezeket csoportosan írja ki, illetve beolvasáskor is több adatot vesz fel, mint amennyi szükséges, és ezeket folyamatosan továbbítja a csatolófelületre, ezáltal gyorsabb lesz az írás/olvasás sebessége. Általában 16,32,64MB cache kerül beépítésre.
Működés: Az alumíniumból vagy üvegből készült lemezek 1-1,5 mm vastagok, melyek közé benyúlnak az író-olvasó fejeket tartó karok és működés közben együtt mozognak. A fejek és a lemezek közötti távolság 0,3 mikrométer, tehát nincs fizikai érintkezés. Az adattárolás elve megegyezik a floppy-elvvel, mivel itt is mágneses felület kerül kialakításra a lemezeken és ezekbe kerül tárolásra az adat. A különbség, hogy a HDD-k esetén több lemez is található egy tengelyen.
Az adatokat koncentrikus körökben tárolja, ezek a sávok. A sávok között mozognak az író-olvasó fejek, amelyek minden lemez azonos sávja mentén haladnak. Az egymás felett elhelyezkedő sávok alkotják a cilindert. A sávokat tovább lehet osztani szektorokra, 3-4 szektor alkot egy szektorcsoportot, azaz clustert. A szektor a sáv részeként értelmezhető, két részből tevődik össze: egy fejrészből és egy adatrészből. A fejrész az azonosító információkat tartalmazza, az adatrész pedig a tárolandó információt és egy ellenőrző kódot. A sávok és a szektorok azonosító jeleket tartalmaznak, aminek alapján a fejek megtalálják a lemezen lévő adatokat. • Ezen kívül megalkottak egy olyan rendszert, amely rázkódás esetén eltolja a fejeket a lemeztől, ezáltal védve a sérülésektől.
Csatolófelületek • USB=Universal Serial Bus • SATA=Serial Advanced Technology Attachment • ATA=IDE=AT Attachment • SCSI=Small Computer System Interface
Utóélet: A mai piacon már több TB-os tárolók kaphatóak és megjelentek a külső HDD-k és hálózatról elérhető változataik is, valamint megjelentek az SSD tárolók, amik fogyasztásban és méretben jóval alacsonyabb értékeket képviselnek.
Roskó Tibor Háttértárolók Köszönöm a figyelmet!
