Устройства за съхранение на информация

1. Устройства за съхранение на информация

2. Обща характеристика В днешната информационна ера количествата информация, които се натрупват всекидневно са огромни. Ето защо е възникнала необходимостта от много мощни средства за съхранението й. Изискванията към тези средства са : • да съхраняват данните във вид, използваем от компютрите- цифров код • да са надеждни, т.е. да запазват данните, такива каквито са записани, достатъчно дълго време • да са икономични да имат сравнително малък обем, отнесен към количеството на записаната информация

3. да са енергонезависими, т.е. да могат да съхраняват данни, без подкрепа от енергийни източници; • да са високоскоростни; • да могат да се използват многократно на мястото на ненужни вече данни да се записват нови. Данните се записват върху носители. Носителите се записват и се четат от устройства. Всяко устройство ползва точно определен тип носители и на всеки носител му трябва точно определено устройство. Носителите, следователно и устройствата биват два типа: лента и диск. Лентовите устройства са с последователен достъп до данните, а дисковите са с пряк (директен) достъп.

4. Лентата може да бъде навита на ролки или да бъде в касета. Дисковете биват гъвкави ( дискети) и твърди. Има няколко стандарта за диаметъра им: 1.8, 2.5, 3.5, 5.25, 8 и 14. В персоналните компютри се използват предимно касетите с ленти 3.5 и 5.25- инчовите дискове.

5. Устройства за съхранение на информация.Видове. • Устройствата за съхранение на информацияса тези устройства, върху които се записва информацията. Според технологията на съхраняване на информация те са няколко вида: • Магнитни носители • Оптични носители • Електронни носители

6. Твърд диск Твърдият диск (наричан още харддиск) е енергонезависима памет за компютри и други цифрови устройства. Информацията се съхранява по магнитен път върху покрити със специален слой плочи. Прилагателното „твърд” подчертава разликата спрямо гъвкавия магнитен диск и напомня за исторически първото наименование запаметяващо устройство с твърд магнитен диск, ЗУТМД, използвано през 70-те и 80-те години на 20 век. Необходимостта от съхраняване на все повече информация налага устройства, използващи сменяеми дискови пакети, които разговорно също са наричани дискови пакети.

7. Запаметяващото устройство използва набор от една или повече дискови плочи (диска) около обща ос в т.нар. дисков пакет. Традиционно плочите са изработвани от алуминий, но с нарастване на плътността на запис се правят от стъкло. Всяка плоча е покрита с магнитен слой, върху който информацията се записва и чете от магнитна глава. Данните се записват върху концентрични окръжности, които се наричат „пътечки“ (писти). Пистите се номерират за всяка плоча поотделно, като се започва от нулева (най-външната работна) до последната (с най-голям номер). Обикновено след нея има и няколко резервни (запасни).

8. Целият дисков пакет се върти с постоянна ъглова скорост около оста си, задвижван от електродвигател. При старите и големи устройства той е дори мощен трифазен електродвигател, свързан чрез ремъчна предавка с шпиндел, на който е фиксиран дисковия пакет. В съвременните устройства двигателят за пакета е най-често миниатюрен и плосък, куплиран директно към шпиндела, и управляван от специализиран контролер, стабилизиращ скоростта му на въртене.За двете работни повърхности на всяка плоча има отделна глава (универсална, или по-често блок от четяща, изтриваща и записваща). Блокът магнитни глави се задвижва чрез рамо, извършвайки операцията позициониране на главите чрез радиално преместване. В устройствата със сменяеми дискови пакети главите типично позиционират по права линия (радиално; към центъра на шпиндела на пакета), задвижвани от линеен двигател. В повечето от съвременните запаметяващи устройства с твърд магнитен диск рамото се върти около ос, разположена извън пакета и успоредна на оста му, при което върхът на рамото и главите, закрепени на него, извършват движение по дъга от окръжност, ориентирана приблизително по радиуса на дисковия пакет.

9. Записът става чрез промяна на ориентацията на отделните магнитни домени. До края на 20 век записът се извършва надлъжно - ориентацията на домените е по протежение на пътечките, срещу или по посоката на въртене. Нуждата от повишаване на плътността на запис довежда до напречен запис - с ориентация на домените наляво или надясно, напречно на дължината на пистата, както и до перпендикулярен запис - перпендикулярно на повърхността, в дълбочината на магнитния слой, с ориентация на домените нагоре или надолу.От гледна точка на оптимизацията на достъпа до данните върху пакета във физическата им организация е въведено понятието цилиндър, обединяващо мислено пистите с еднакъв диаметър от всички работни повърхности. Цилиндрите съответстват по брой и номерация на пистите по коя да е повърхност. При само една работна повърхност (но не плоча, т.к. плочата често използва глава за всяка от двете си работни повърхности) понятието цилиндър няма смисъл. Поцилиндровите операции от тип търсене, четене или запис на информация често водят до съществена икономия във времето на достъп, доколкото в рамките на цилиндъра пистите се избират (сменят) чрез много бърза, електронна комутация на работната глава, а не се налага бавното препозициониране на друг номер писта (с друг радиус).

10. Гъвкав магнитен диск Гъвкавият магнитен диск, наричан за по-кратко дискета, представлява преносим носител на цифрова информация. Известен е също и като „флопи диск“. ова е гъвкав диск, направен от специална пластмаса-двуосно ориентиран полиетилентерафталат(boPET), известна с търговските си названия Mylar- Майлар, покрит с тънък магнитен слой и затворен в защитна опаковка. Опаковката (с квадратна форма) е покрита отвътре с мека материя, намаляваща триенето и статичното електричество, предизвикано от въртенето. Дискетата има две повърхности, като с магнитно покритие са покрити и двете. Върху повърхностите с покритие могат да се записват данни. В средата на диска има отвор, където той се захваща от механизма с цел въртене.

11. Записът и четенето на дискети стават чрез флопи-дисково устройство (ФДУ), почти винаги наричано просто „флопи“. Информацията се записва на „пътеки“ — концентрични окръжности. Броят на пътеките, които могат да се запишат на 1 инч се нарича радиална, пътечкова или напречна плътност на записа и се измерва в „пътеки на инч“ (от англ. „tracks-per-inch, TPI). Пътеките се номерират от 0, като най-външната е нулевата. Всяка пътека е разделена на сектори. Броят на пътеките и секторите в една пътека зависи от флопидисковото устройство. Преди запис, дискетата се форматира със съответния брой пътеки. Форматирането е именно процесът на създаване на пътеки и сектори. Устройствата, работещи с много пътеки и сектори на пътека, могат да работят и с по-малко, за съвместимост с по-старите устройства.

12. Compact Disc Компактдискът (Compact Disc, CD, CD-ROM) е оптичен носител на информация във вид на диск с отвор в центъра, информацията от който се чете с помощта на лазер. Първоначално компактдискът е бил създаден за цифрово съхранение на звукови записи (т. нар. CD-Digital Audio или CD-DA), обаче в днешно време той широко се използва като устройство за съхранение на данни с широко предназначение (т. нар. CD-ROM). Аудио-компактдисковете по формат се различават от компактдисковете с данни и обикновено CD-плейърите могат да възпроизвеждат само тях (на компютър, разбира се, може да се четат и двата вида дискове). Срещат се дискове, съдържащи както аудиоинформация, така и данни — те могат както да се прослушват на CD-плейър, така и да се четат на компютър. С появата на форма̀та mp3производителите на битови CD-плейъри и музикални уредби започнаха да ги снабдяват с възможността да четат и mp3-файлове от CD-ROM. Абревиатурата „CD-ROM“ означава „Compact Disk Read Only Memory“ и означава компактдиск като носител на информация за широко използване (за разлика от аудио-компактдиска, CD). CD-ROM често погрешно се нарича CD-ROM устройството за четене на компактдискове.

13. Компактдискът е създаден през 1979 г. от компаниите Philips и Sony. Във Philips е разработен общият процес на производство, като е използвана тяхната по-ранна технологияLaserdisc. Sony на свой ред, работи над метода за корекция на грешките. През 1982 г. започва масовото производство на компактдискове в завода в г. Лангенхаген край Хановер в Германия. Значителен принос в популяризирането на компактдисковете внасят Microsoft и Apple Computer. Джон Скали, тогавашният CEO на Apple Computer, през 1987 г. казва, че компактдисковете ще направят революция в света на персоналните компютри.

14. Спецификацията на компактдисковете не предвижда никакъв механизъм за защита срещу копиране — дисковете може свободно да се размножават и възпроизвеждат. Обаче от 2002 г. насам различни звукозаписни компании започнаха да предприемат опити да създадат компактдиск, защитен срещу копиране. Същността на почти всички методи се свежда до нарочно внасяне на грешки в данните, записвани на диска, и то така, че на домашен CD-плейър или музикална уредба дискът да се чете, но на компютър — не. В резултат се получава „игра на котка с мишка”: такива дискове се четат далеч не на всички битови плейъри, а на някои компютри се четат, появява се програмно осигуряване, позволяващо да се копират даже защитени дискове и т. н. Звукозаписната индустрия, обаче, не се предава и продължава да пробва все нови и нови методи.Philips заяви, че на подобни дискове, несъответстващи на спецификациите на „Червената Книга”, се забранява да се поставя знакът „Compact disk digital audio”.Обикновените компактдискове (CD с предварителен запис) се щамповат в заводите с помощта на никелова матрица' (stamper) с гравирана на нея рисунка на питовете, с която се пресова пластмасовата (поликарбонат) подложка на диска. Никеловата матрица се изработва чрез галванично копиране на т.нар. стъклен мастердиск (glassmaster). Стъкления мастердиск се изработва чрез експониране с помощта на специално лазерно записващо устройство върху светочувствителен (фоторезистивен) слой нанесен върху стъклена подложка. Съществуват и дискове, предназначени за запис в домашни условия: CD-R (Compact Disk Recordable) за еднократен запис, и CD-RW (Compact Disk ReWritable) - за многократен. Те се записват с помощта на CD-R/CD-RW устройство/записвачка монтирани на персонален компютър.

15. DVD DVD е оптичен носител на информация с формата на диск, а също и стандарт за запис на данни върху оптичен диск. DVD е съкращение от Digital Versatile Disk (Цифров многоцелеви диск). Техническата спецификация на DVD-ROM диск и DVD устройство е готово окончателно през 1995 г. През следващата година излизат на пазара първите дискове и плейъри.

16. Технологията на DVD е усъвършенстване на CD технологията (последната позволява съхранение на стандартно и най-разпространено 702 MB данни). Посредством новата технология на един диск с размерите на CD могат да се запишат данни от 4,7GB (DVD5) до 8,5GB (DVD9), съответно при еднослоен и двуслоен, но едностранен диск. Съществуват и двустранни, еднослойни DVD - DVD10, които побират до 9,4 GB. По-рядко могат да се срещнат и двуслойни, двустранни DVD с обем 17 GB, т.нар. DVD18. DVD дискът се състои от две подложки с дебелина 0,6 mm, които залепени една за друга правят 1,2 mm, което е и дебелината на един CD диск. Всяка една от подложките на DVD диска може да носи един или два информационни слоя - оттам и разнообразието във физическата структура и обема на диска (DVD5, DVD9, DVD10, DVD18). Разликата между DVD и CD е в дължината на вълната на записващия/четящия лазерен лъч, числовата апертура на обективa, както и в дължината и ширината на питовете (ямките). Това позволява запис и четене на по-къси питове, по-голяма гъстота на пътечките на един диск, а оттам - по-голяма плътност на записа и по-голям обем информация на един носител.От друга страна DVD технологията използва различен, макар и подобен на CD начин за кодиране на информацията. По-различен и по-надежден е и кодът за корекция на грешките, така дискът се влияе по-слабо от надрасквания и други външни въздействия.

17. Вмомента DVD стандартът е масово разпространен и достъпен. Използва се главно за разпространение на филми и мултимедия. За разлика от обикновения CD диск, DVD носителят е защитен с допълнителни технологии срещу презапис и пиратско разпространение, като DVD Region Code, CSS (Content Scrambling System) и др. Поради бума на информационния обмен са създадени новите HD-DVD (High Definition DVD) и BD (Blu-ray Disc) технологии, които тепърва набират скорост, но едва ли ще изместят скоро DVD стандарта. В момента масово се продават устройства както за четене на DVD дискове, DVD плейъри, така и за записване, както за компютри, така и за системи за домашно кино.Според физическия формат DVD дисковете се делят на следните типове: DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, DVD+R, DVD+RW, като почти всички нови устройства на пазара могат да разчитат всеки един от горе изброените типове носители (повечето домашни DVD плейъри не могат да четат DVD-RAM). Според информацията, която съдържат, DVD дисковете се подразделят на DVD-Video, DVD-Audio или DVD-ROM (за данни).DVD-VideoDVD-Video е логически формат за съхранение на аудио-видео информация върху DVD носител. Този формат позволява върху един диск да се запишат до 8 писти цифров звук, което съответно означава, че съпровождащото филма озвучаване може да бъде на 8 различни езика, макар че в Европа са най- разпространени дискове с 2 или 3 (рядко 4) езика. DVD-Video форматът също позволява върху един диск да бъдат съхранени субтитри до 32 езика, многоезични заглавия, автоматично разклоняване на материала за множество сюжетни линии или възрастови ограничения, както и менюта и най-различни интерактивни характеристики.

18. Blu-Ray Blu-ray дисковете (BD) са оптични дискове с висока плътност на записа, предназначени за съхраняване на цифрови данни, включително видео с висока разделителна способност (High Definition Video).Името на новия формат произлиза от използването в него на синьо (по-точно виолетово) лазерно излъчване ("blue ray" означава "син лъч", вж. Интересни факти по-долу), което позволява запис и съхранение на данни върху оптичен носител с висока плътност. Blu-ray е създаден от група от девет компании, а именно Sony, Philips, Pioneer, Panasonic, Thomson, LG, Samsung, Hitachi и Sharp. По късно се включват Apple, TDK, Dell, Hewlett Packard, The Walt Disney Company, Warner Bros. и Universal Music Group.. Конкурентният продукт HD DVD е на Microsoft, NEC, Sanyo, Toshiba и по-късно - някои от големите филмови къщи. Повечето филмови компании издават много от заглавията си и в двата формата.Капацитетът на един носител Blu-ray е до 25 GB данни, като обемът на един двуслоен носител е 50 GB. Според физическия формат Blu-ray дисковете се делят на следните типове: BD-ROM, BD-R и BD-RE.

19. Един от проблемите при Blu-ray, породен от високата плътност на данните, е защитата на слоя с информация срещу физическо нараняване. В началото на развитието на тази технология носителите се съхраняваха в специални прахозащитни и удароустойчиви кутии, които обаче правеха дизайна на диска доста старомоден и неудобен. Ето защо Blu-ray консорциумът разработи специален покривен слой, който се нанася върху носителя и предпазва защитния, а също и информационния слой от надраскване. Така BD носителите стават много по-стабилни и защитени от външни влияния, а освен това се увеличава времето за съхранение на информацията.

20. На Blu-ray носители може да се запише до 9 часа видео с висока разделителна способност или до 23-25 часа със стандартна. Тези обеми са непосилни за DVD носителите в момента, най-вече когато става въпрос за особено големи разширения (повече от 10-20 часова видео информация) на филмовия материал: бонус сцени и материали, съпътстващи филмовото заглавие, докато допълнителни субтитри и аудио дублаж на различни езици не са проблем (виж DVD-Video), те заемат значително по-малко място. Една от причините за създаването на формата BD e по-голямата интерактивност и мултимедийност за крайния потребител. Друга като че ли по-важна причина е необходимостта от съхранение на телевизионни програми с висока разделителна способност (HDTV). През 2007 г. Blu-ray набира сериозна скорост и продажбите на тези дискове в САЩ са нараснали до над 2,6 млн, което е два пъти повече, отколкото са продадените дискове от конкурента HD DVD за същия период.

21. USB flash USB флаш, или флаш драйв (на английски: flash drive) или често съкратено флаш (както и само флашка), е вид енергонезависима компютърна памет, комбинирана с USB (universal serial bus) шина, която служи за бърза и лесна връзка с компютър. Тази памет е малка по размер, може да се използва за многократно записване на информация и е много удобна. На пазара се предлагат различни по капацитет памети — от десетки мегабайта (MB) до няколко гигабайта (GB). USB флаш паметите предлагат много предимства в сравнение с други носители на информация, особено с флопи дисковете. Те имат по-компактна форма, работят по-бързо, могат да съхраняват много повече информация, имат по-устойчив дизайн и работят по-надеждно поради липсата на движещи се части.

22. Тази памет става все по-широко разпространена и затова компютрите се предлагат вече без флопи дисково устройство, а USB портовете от друга страна са налични на почти всеки съвременен персонален компютър или лаптоп. Тези типове устройства използват USB стандарта за носител на информация, поддържан от модерните операционни системи (ОС) като Windows, Mac OS X, Линукс и други Юникс базирани ОС. USB 2.0 устройствата могат да работят по-бързо в сравнение с оптичните дискови устройства, като запазват по-голямо количество информация в много по-малък размер. В действителност името „драйв“ е подвеждащо, защото във флаш драйв-а (eng. drive — движа) нищо не се движи: терминът се е запазил по исторически причини, защото компютрите четат и записват информация във флаш драйв-а, използвайки същите системни команди като при механичен диск драйв. Устройството за съхранение на информация се явява за ОС и за потребителския интерфейс просто като друг драйв.

23. Флашката се състои от малка печатна платка, защитена с пластмасова, метална или гумирана обвивка, достатъчно здрава за да се носи без допълнителна защита — в джоба или например на ключодържател. USB съединителя е защитен с капачка или като се прибира в самото тяло на флашката, въпреки че е трудно да бъде повреден, ако е незащитен.

24. Изработено от:Цветан Костов