Sprzęt komputerowy 3. Autor prezentacji: prof. dr hab. Maria Hilczer 1

Transkrypt

1 Sprzęt komputerowy 3 Autor prezentacji: prof. dr hab. Maria Hilczer 1

2 nośniki danych służą do przechowywania danych 1. Dyski twarde (HDD) 4. CD ROM, CD R, CD RW 5. DVD, DVD R, DVD±RW, DVD ±RW DL (double layer) 6. HD DVD, BlueRay 7. Pamięci przenośne (pamięć USB, PenDrive, FlashDrive) 2

3 Dysk twardy zapis informacji - wykorzystywane jest tu zjawisko powstawania pola magnetycznego wokół przewodnika, przez który płynie prąd, oraz własności materiałów ferromagnetycznych, które pod wpływem pola magnetycznego ulegają trwałemu namagnesowaniu odczyt informacji wykorzystywane jest zjawisko powstawania siły elektromotorycznej w przewodniku znajdującym się w zmiennym polu magnetycznym 3

4 4

5 Dysk Twardy budowa Talerze wykonane z lekkiego i sztywnego materiału (stop Al, Mg lub kompozyty szkła) pokryte warstwą magnetyczną. Na talerzach są współosiowe ścieżki zawierające dane (każda z nich zawiera sektory, a ścieżki leżące nad sobą na różnych talerzach tworzą cylinder). Silnik napędza talerze, które wirują wokół wspólnej osi z prędkością rzędu obrotów/min Głowice zapisująco-odczytujące unoszą się na poduszce powietrznej w odległości ułamków mikrometra nad powierzchnią talerza Pozycjoner głowic cały blok głowic jest przemieszczany wzdłuż promieni talerzy Mechanizm pozycjonujący głowice jest bardzo precyzyjny 5

6 Dysk twardy 6

7 Typowy dysk twardy Western Digital Pojemność: 4 TB Pojemność pamięci podręcznej 64 MB cena ~ 630 zł Producenci dysków twardych: Seagate, Toshiba, Western Digital 7

8 Formatowanie dysku Niskopoziomowe (wykonuje producent) ustawienie fizycznego położenia ścieżek i sektorów na dysku Wysokopoziomowe polega na zapisaniu informacji systemowych na dysku i sprawdzeniu czy powierzchnia dysku nie zawiera błędów (tzn. czy daje się odczytać i zapisać) Partycje dysku wydzielone obszary na dysku twardym umożliwiające podzielenie całej jego powierzchni na mniejsze kawałki, traktowane jako oddzielne dyski twarde 8

9 dysk twardy zewnętrzny Toshiba pojemność 1 TB USB 2.0 9

10 SSD (Solid State Drive) urządzenie pamięci masowej, służące do przechowywania danych, zbudowane w oparciu o pamięć typu flash. Urządzenia SSD coraz częściej zastępują tradycyjne dyski twarde zwykle w komputerach przenośnych, gdzie priorytetową sprawą jest niski pobór energii i odporność na przeciążenia spowodowane ruchem komputera + brak części ruchomych + krótki czas dostępu do danych + cicha praca - dość wysoka cena przykładowy dysk SSD Pojemność 120 GB, cena ~200 zł 10

11 Macierze dyskowe zestaw n sprzężonych dysków (stosowane np. w serwerach) Zalety to zwiększenie: pojemności szybkości działania bezpieczeństwa przechowywanych danych Dane są zapisywane w kilku kopiach. W razie awarii jednego z dysków system może odtworzyć utracone dane czytając je z innych dysków. HP EVA4400

12 Płytki CD-ROM (tłoczone) Nośnik to przezroczysty poliwęglanowy krążek, w którym odciśnięte są mikroskopijnej wielkości dołki (pity) i górki (landy). Układają się one w spiralną ścieżkę zaczynającą się w środku płytki i kończącą na zewnątrz. Na ścieżkę napylona jest cieniutka warstwa aluminium, pełniącego rolę lustra W odtwarzaczu CD dane odczytywane są z płyty za pomocą lasera. Skupiona wiązka światła o długości 780 nm kierowana jest ku spodniej warstwie płyty

13 Płytki CD W głowicy czytającej umieszczona jest fotodioda (detektor), która rejestruje fakt odbicia się promienia lasera od landu lub brak tego odbicia, gdy promień natrafił na pit. Na skutek obrotu płyty CD detektor rejestruje pojawianie się kolejnych pitów i landów. Zmiana z pitu na land lub odwrotnie - to logiczna jedynka, brak tej zmiany - to logiczne zero.

14 Płytki CD-R (recordable) jednokrotne nagranie krążek poliwęglanowy nie ma wytłoczonych żadnych danych, a jedynie rowek pozycjonujący laser warstwa barwnika organicznego warstwa odbijająca światło podczas nagrywania, laser urządzenia nagrywającego punktowo rozgrzewa barwnik, w wyniku czego staje się on mętny i nie przepuszcza światła odpowiednik pita barwnik przezroczysty to odpowiednik landu

15 Płytki CD-RW (rewritable) wielokrotne nagrywanie i kasowanie 1997 r. Zamiast barwnika zastosowano substancję, która w zależności od charakterystyki oświetlającego ją promienia lasera, staje się krystaliczna (przepuszcza światło - land) lub amorficzna (nie przepuszcza światła - pit) Zmiana stanu z krystalicznego na amorficzny i odwrotnie może następować tysiące razy stąd wielokrotny zapis danych.

16 Płytki DVD jednostronne, jednowarstwowe Krążek DVD składa się z dwóch sklejonych "plecami krążków o grubości 0,6 mm każdy. standard DVD5 Czas trwania filmu video (MPEG-2) 2 godz.

17 1,8 mm 0,74 mm min. 0,83 mm minimum 0,4 mm W płytach DVD zastosowano laser o długości fali nm pozwoliło to na zmniejszenie rozmiarów ścieżki do 0,74 mm oraz minimalnej długości pitu do 0,4 mm można zapisać nawet do 4,7 GB danych na jednej warstwie dysku

18 Płytki DVD jednostronne, dwuwarstwowe standard DVD9 pierwsza warstwa (o pojemności 4,7 GB) jest półprzepuszczalna nad nią znajduje się druga warstwa - o pojemności 3,8 GB. Przy odczycie promień lasera może skupić się albo na pierwszej, bliższej warstwie, albo na drugiej - głębszej. Praktyczna pojemność jednej strony płyty DVD to 8,5 GB Czas trwania filmu video (MPEG-2) 4 godz. 18

19 Płytki DVD dwustronne, jednowarstwowe standard DVD10 dwustronne, dwuwarstwowe DVD DL standard DVD18 pojemność 9,4 GB pojemność 17 GB Czas trwania filmu video (MPEG-2): 4 godz. 7 godz. 15 minut

20 Różne standardy DVD Standard DVD-R został wprowadzony jesienią 1997 r. przez firmę Pioneer Corporation. W 1999 r. pojawiły się płyty wielokrotnego zapisu DVD-RW. W 2002 r. powstał konkurencyjny standard DVD+RW, opracowany przez koalicję firm HP, Philips, Verbatim, Sony, Ricoh, Yamaha, Thomson, Dell i in. Standardy te nie są kompatybilne! Obecne napędy DVD obsługują obydwa standardy

21 porównanie DVD a HD DVD Długość fali lasera l = 650 nm l = 405 nm Pojemność nośników (zapis jednostronny jednowarstwowy) 4,7 GB 15 GB Maksymalna pojemność nośników (zapis dwustronny dwuwarstwowy) 17,1 GB 60 GB HD DVD odległość między ścieżkami: 0,24 μm minimalna długość pitu: 0,34 μm

22 porównanie HD DVD a BlueRay Długość fali lasera l = 405 nm l = 405 nm Pojemność nośników (zapis jednostronny jednowarstwowy) 15 GB 25 GB Maksymalna pojemność nośników 60 GB 300 GB zapis dwustronny dwuwarstwowy zapis dwustronny sześciowarstwowy BlueRay odległość między ścieżkami: 0,32 μm minimalna długość wgłębienia: 0,15 μm

23 Szybkość transmisji danych Dla czytników CD określana jest jako wielokrotność szybkości transmisji dla CD Audio czyli 150 kb/s np. 24x oznacza szybkość transmisji kb/s = 3600 kb/s = 3,52 MB/s *********************** Dla czytników DVD określana jest jako wielokrotność 1350 kb/s np. 16x oznacza szybkość transmisji kb/s = kb/s = 21,09 MB/s *********************** Dla czytników HD DVD i BlueRay to wielokrotność 4500 kb/s np. 2x oznacza szybkość transmisji kb/s = 9000 kb/s = 8,8 MB/s

24 Nagrywarka DVD

25 PenDrive (pamięć USB, USB Flash Drive, Flash Disk, FlashDrive, USB-Stick) urządzenie przenośne zawierające pamięć nieulotną typu Flash EEPROM, zaprojektowane do współpracy z każdym komputerem poprzez port USB i używane do przenoszenia plików z danymi między komputerami standardy: USB 1.1 (Full speed), USB2.0 (Hi-speed), USB 3.0 (Super speed) pojawiają się już USB 3.1 Najczęściej występujące pojemności to: 1 GB, 2 GB, 4 GB, 8 GB, 16 GB, 32 GB, 64 GB, 128 GB, 512 GB a nawet 1 TB 25

26 drukarka urządzenie współpracujące z komputerem, służące do drukowania tekstu i obrazu. Dane do druku są magazynowane w pamięci RAM drukarki. Stąd pobiera je mikroprocesor drukarki i przetwarza na język zrozumiały dla układu sterującego mechaniczną częścią drukarki.

27 Podstawowe rodzaje drukarek igłowa atramentowa laserowa

28 Drukarka igłowa, drukarka mozaikowa (dot-matrix printer, needle printer) Druk w trybie tekstowym. Elementem drukującym są metalowe igły (9 lub 24) sterowane elektromagnesem. Są one umieszczone w ruchomej głowicy i uderzają w nasyconą tuszem taśmę, pod którą jest papier oparty na wałku z twardej gumy. W miejscu gdzie igła uderza, na papier jest nanoszona plamka tuszu z taśmy. OKI

29 Drukarka igłowa Zalety: niskie koszty eksploatacji możliwość drukowania kilku kopii na papierze samokopiującym; do dziś często używana do druku faktur itp. drukuje z różnymi gęstościami, od 10 do 20 cpi (characters per inch) Wady: hałaśliwa wydruk tekstu średniej jakości wydruk grafiki bardzo kiepski dość droga

30 Widzimy tylko światło odbite od wydruku Kolor w wydrukach tworzony jest przez odejmowanie od światła białego widma pochłanianego przez barwniki kolorów podstawowych Kolory podstawowe: C yjan (turkusowy) M agenta (purpurowy) Y ellow (żółty) blac K (czarny)

31 Drukarka atramentowa (ink-jet printer) Drukuje poprzez umieszczanie na papierze bardzo małych (od kilku do kilkudziesięciu pikolitrów) kropli specjalnie spreparawanego atramentu do drukowania. Stosowany jest atrament w czterech kolorach podstawowych - model CMYK. Ponadto w niektórych drukarkach można stosować specjalne tusze "fotograficzne" (są one nieco jaśniejsze niż standardowe) oraz inne dodatkowe kolory.

32 Drukarka atramentowa Wadą tanich drukarek atramentowych są dość wysokie koszty eksploatacji (wysoka cena tuszu). głowica (cartridge) z tuszem

33 Drukarka atramentowa Istnieją dwa główne typy głowic różniące się sposobem wystrzeliwania kropel: 1. termiczny bardzo szybkie podgrzanie niewielkiej ilości tuszu do 500 o C, powstaje pęcherzyk wyrzucany z prędkością 100 km/godz. w stronę kartki papieru. Powstała po wyrzuceniu kropli próżnia powoduje zassanie nowej porcji tuszu (HP, Canon) 2. piezoelektryczny wykorzystanie piezoelektrycznej membrany do wyrzucenia kropelek tuszu. Maja lepsza rozdzielczość wydruku (Epson)

34 Drukarka atramentowa Rozdzielczość wydruku wyrażana w dpi (Dots Per Inch punkty na cal), oznacza gęstość rozmieszczenia kropel, jakie może drukarka ulokować na długości i szerokości powierzchni papieru (podłoża). Przykład: 1200 x 2400 dpi czyli maksymalnie 1200 kropli na cal w linii przesuwu głowicy i 2400 kropli na cal w linii prostopadłej do ruchu głowicy (rozdzielczość skokowego przesuwu papieru)

35 Drukarka laserowa (laser printer) zasada działania jest bardzo podobna do działania kserokopiarek drukuje poprzez umieszczanie na papierze cząstek tonera Drukarki laserowe charakteryzują się bardzo wysoką jakością i szybkością wydruku

36 Drukarka laserowa wałek selenowy jest elektryzowany ujemnie a następnie naświetlany światłem laserowym (lub światłem diod LED) miejsca naświetlone zmieniają swój ładunek elektryczny na dodatni i przyciągają naładowane ujemnie cząsteczki tonera toner z wałka przenoszony jest na dodatnio naładowany papier kartka papieru przechodzi przez utrwalacz termiczny, gdzie toner jest rozgrzewany i wprasowywany w papier

37 Drukarka laserowa mechanizm laserowy promień lasera drut ładujący lampa rozładowująca pojemnik z tonerem mechanizm czyszczący bęben drukujący listwa rozprowadzająca pojemnik na toner papier nanoszenie tonera mechanizm utrwalający

38 Pojemniki z tonerami z czarnym tonerem do HP Laserjet 24A z kolorowymi tonerami do HP CB540