Dyski twarde i dyskietki

Podstawowym nośnikiem informacji w komputerze są dyski magnetyczne, zapewniające wielokrotny zapis informacji. Dzielimy je na dwie podstawowe grupy: dyskietki (dyski elastyczne) oraz dyski twarde (dyski stałe).

Dyskietki

Jednym z najpopularniejszych wymiennych nośników informacji w komputerach klasy IBM PC są dyskietki.  

Dyskietka (foppy disk drive) - wymienny dysk magnetyczny w postaci obustronnie zapisywanego talerza. Średnica talerza wynosi 3,5 cala. Talerz umieszczony jest w plastikowej obudowie. Standardowa pojemność dyskietki wynosi 1,44 MB. Oznacza się je symbolem HD (High Density - duża gęstość).

Dane z dyskietki są odczytywane i zapisywane za pomocą głowicy odczytująco-zapisującej, która znajduje się w tzw. napędzie dyskietek (floppy disk drive).

Istnieją także 3,5-calowe dyskietki oznaczane symbolem ED o pojemności 2,88 MB, które pomimo prób nie przyjęły się na rynku komputerowym. W takim przypadku komputer zamiast klasycznego napędu dyskietek posiadał zmodyfikowany napęd umożliwiający odczyt i zapis zarówno na dyskietkach ED, jak i HD.

Obecnie na tynku można spotkać również inne nośniki tego typu. Jednymi z popularniejszych są 3,5-calowe dyskietki przeznaczone do napędów typu LS-120 (zwanych też Super Drive). Nośniki te potrafią pomieścić do 120 MB informacji. Jednocześnie napęd LS-120 potrafi odczytywać i zapisywać klasyczne dyskietki 1,44 MB. Innym rozwiązaniem są napędy Zip Drive, umożliwiające zapisywanie i odczyt dyskietek o pojemności 100 MB lub 250 MB. W przypadku napędów Zip Drive nie ma możliwości odczytu typowych dyskietek 1,44 MB. Obydwa rodzaje napędów istnieją jako modele wewnętrzne (podłączane są przez kontroler EIDE lub SCSI) lub zewnętrzni (podłączane są za pomocą portu równoległego).

Dyski twarde

Najpopularniejszym nośnikiem informacji w komputerach klasy IBM PC jest dysk twardy. Ten magnetyczny nośnik informacji posiada pojemność kilka, a nawet kilkanaście tysięcy razy większą niż tradycyjne dyskietki 1,44 MB.

Dysk twardy (HD - hard disk) - główny nośnik danych w komputerze. Składa się z jednego lub z kilku sztywnych metalowych (lub szldanych) talerzy pokrytych białą cienką warstwą magnetyczną. Każdy z umieszczonych w dysku talerzy posiada osobną głowicę odczytujaco-zapisującą. Napęd dysku twardego jest oznaczony skrótem HDD (Hard Disk Drive).

Podstawowym parametrem dysku twardego jest oczywiście jego pojemność. W przypadku nowoczesnych dysków przekroczyła ona granicę 30 GB. Ponadto ważnym parametrem jest tzw. średni czas dostępu, czyli okres czasu, który jest potrzebny na znalezienie odpowiedniego obszaru na dysku zwanym sektorem. Współczesne dyski twarde posiadają czas dostępu rzędu 8-10 milisekund, a w przypadku bardzo szybkich dysków nawet rzędu 7 milisekund. 

      HDD.jpg (31278 bytes)

Dysk twardy ze wspomaganiem laserowym: napęd OAW (Optically Assisted Winchester). Aby móc zapisywać dane na coraz mniejszych obszarach dysku, powierzchnia nośnika jest na krótko rozgrzewana przed samym zapisem. W tym celu światłowód (kolor czerwony na obrazku) prowadzi promień laserowy do głowicy zapisująco-odczytującej, a stamtąd na dysk. Technologię opracowaną przez firmę Quinta udoskonalił Seagate

1. Moduł przełączający z laserem,

2. Światłowód,

3. Głowica zapisująco-odczytująca ze zintegrowaną optyką,

4. Dwustopniowy system naprowadzania,

5. Nośnik pamięci

Obecnie bardzo popularnym rozwiązaniem jest umieszczanie dysków twardych w specjalnych kieszeniach. Dzięki temu istnieje możliwość przenoszenia dysku z jednego komputera do innego. także wyposażonego w tego typu kieszeń.

 

Płyta CD-ROM i DVD

Oprócz nośników magnetycznych istnieją również nośniki danych, na których informacje są zapisywane i odczytywane za pomocą lasera, dlatego dyski tego typu noszą nazwę dysków optycznych. Ich przykładem mogą być dyski CD-ROM oraz DVD.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) - popularny obecnie optyczny nośnik danych, z którego dane odczytywane są za pomocą promienia lasera. Dane na CD-ROM można zapisać tylko jeden raz, ale ich odczyt może się odbywać wielokrotnie. Na dysku optycznym tego typu istnieje możliwość zapisania 74 minut dźwięku lub 650 MB danych.

       cd.gif (15357 bytes)

Płyta CD-ROM

Płyty CD-ROM są równie popularnym nośnikiem informacji jak dyski twarde oraz dyskietki. Jednak w przeciwieństwie do nich, zawartość płyty CD-ROM nie może być modyfikowana, dlatego są nazywane CD-ROM (tylko do odczytu).

Odczyt danych z płyt CD-ROM odbywa się za pomocą odpowiedniego urządzenia, zwanego napędem CD-ROM. W celu zapisania danych na dysku CD należy komputer doposażyć w urządzenie zwane nagrywarką (wypalarką CD-R drive). Zapis odbywa się na specjalnie do tego celu przygotowanych płytach, które posiadają oznaczenie CD-R. Szczególną odmianą są dyski CD-RW (Compact Disk Re-Writele), na których istnieje możliwość wielokrotnego zapisu danych.

Ważnym parametrem napędu CD jest, podobnie jak w przypadku dysków, średni czas dostępu, który w obecnie sprzedawanych modelach jest krótszy niż 80 milisekund. Innym istotnym parametrem jest prędkość odtwarzania napadu. Im wyższa prędkość odtwarzania, tym większy transfer danych. Nowoczesne napędy CD osiągają 40- a nawet 50-krotną prędkość odtwarzania (1-krotna prędkość odtwarzania to transfer danych rzędu 150 kB/s).

Płyta DVD

Najnowszym nośnikiem danych jest dysk optyczny o wyglądzie przypominającym płytę CD-ROM. W przeciwieństwie do niej posiada wielokrotnie większą pojemność. Dyski tego typu nazywane są dyskami DVD. Zapisane na dysku DVD dane odczytywane są za pomocą specjalnego urządzenia nazywanego napędem DVD-ROM. Podobnie jak w przypadku napędów CD-ROM umożliwia on jedynie odczyt danych z płyty, stąd też nazywany jest czytnikiem DVD-ROM. Ich konstrukcja pozwala również na odczytywanie dysków CD-ROM.

DVD (Digital Persatile Disk) - optyczny dysk do odczytu, posiadający rozmiar klasycznego dysku CD-ROM. Przy zapisie jednokrotnym jednowarstwowym istnieje możliwość zgromadzenia na dysku DVD informacji o objętości do 4,7 GB. Natomiast przy zapisie dwustronnym dwuwarstwowym możliwy jest zapis do 17 GB.

Ostatnią generacją urządzeń tego typu są napędy DVD-RAM, które umożliwiają zapis i odczyt dysków optycznych nieograniczoną liczbę razy. Urządzenia te zapisują informacje na dwustronnych dyskach DVD o pojemności 5,2 GB.

Dlaczego płyta DVD ma tak dużą pojemność

Na nośniku DVD wszystkie dane - tak jak na kompakcie CD - zapisane są na jednej spiralnej ścieżce. Poszczególne informacje mają postać niewielkich zagłębień na aluminiowej, lustrzanej powierzchni płyty (tzw. pits). Jeśli podczas odczytu strumień lasera natrafi na obszar pomiędzy zagłębieniami (tzw. land), to ulegnie on odbiciu. W przypadku obszarów Pit następuje natomiast takie odchylenie promienia, że nie trafia on już do specjalnego fototranzystora, pełniącego funkcję odbiornika sygnału. Poszczególne obszary na płycie są więc interpretowane przez czytnik odpowiednio jako "1" lub "0". W celu uzyskania większej pojemności konstrukcja nośnika DVD - w porównaniu z płytą CD - została w kilku miejscach istotnie zmieniona. Płyta DVD składa się z dwóch sklejonych ze sobą dysków, z których każdy pozwała na dwustronny zapis danych. Z uwagi na fakt, że nie zawsze wykorzystywane są wszystkie możliwości nowego nośnika, istnieją cztery odmiany płyty DVD, różniące się pojemnością (patrz schemat).

4,7 GB płyta jednowarstwowa, jednostronnie zapisywalna

   podłoże nośnika

8,5 GB płyta dwuwarstwowa, jednostronnie zapisywalna

warstwa odbijająca (półprzepuszczalna)

9,4 GB płyta jednowarstwowa, dwustronnie zapisywalna

warstwa przepuszczalna

17 GB płyta dwuwarstwowa, dwustronnie zapisywalna

promień lasera skupiony przez soczewkę

  • Nośnik DVD składa się zawsze z dwóch "sklejonych" ze sobą dysków o grubości 0,6 um. Każdy z nich może zawierać jedną lub dwie warstwy danych.
  • W przypadku dwuwarstwowej płyty DVD promień laserowy jest albo ogniskowany na pierwszą warstwę odbijającą, albo przenika przez warstwę półprzepuszczalną i dociera do danych zapisanych na drugiej warstwie.
  • W przypadku płyt DVD ścieżki danych umieszczone są bliżej siebie niż w tradycyjnych kompaktach. Dwukrotnie zmniejszono również minimalną długość obszarów Pit.

Konspekt