Sprzęt komputerowy 4. Autor prezentacji: 1 prof. dr hab. Maria Hilczer

Transkrypt

1 Sprzęt komputerowy 4 Autor prezentacji: 1 prof. dr hab. Maria Hilczer

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 2003 r. - typowy HD ma pojemność od 60 do 500 GB, obraca się z prędkością 5400 do obrotów na minutę i ma średnią prędkość przesyłu danych na zewnątrz rzędu 30 MB/s r. - dzięki technologii zapisu prostopadłego możliwe jest przetrzymywanie na dysku ponad 1 TB danych r. - pojawiły sie dyski SSD 2009 r. - wyprodukowane zostały dyski o pojemność 2 TB. Pojawiły się wersje dysków Green, czyli ekologicznych o dynamicznej zmianie prędkości obrotowych r. firma Western Digital wyprodukowała dysk twardy Caviar Green o pojemności 3 TB 2011 r. firma Hitachi wyprodukowała dysk twardy o pojemności 4 TB XI.2013 r. firma Western Digital pokazała dysk o pojemności 6 TB wypełniony helem a nie powietrzem (oszczędność energii).

8 Typowy dysk twardy Western Digital Pojemność: 4 TB Prędkość obrotowa silnika 7200 obr./min Pojemność pamięci podręcznej 64 MB cena ~630 zł Producenci dysków twardych: Seagate Technology, Toshiba, Western Digital 8

9 dysk twardy zewnętrzny Toshiba pojemność 2 TB USB 3.0 Cena ~420 zł 9

10 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 10

11 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 11

12 W komputerze stacjonarnym można zamontować super wydajny dysk Flash SSD Desktop w formacie karty wpinanej w złącze PCI Express na płycie głównej przykładowy dysk SSD Pojemność 512 GB, cena ~1500 zł 12

13 Jakie typy dysków obecnie można kupić: HDD dyski magnetyczne, nazywane także talerzowymi. Oferują standardową wydajność, ale są bardzo pojemne. Dostępne pojemności od 500 GB do 4000 GB (4000 GB = 4 TB) SSHD dyski hybrydowe, łączące w sobie technologie HDD (talerze oferują dużą pojemność) oraz SSD (pamięć Flash oferuje szybkość). Charakteryzują się niższą ceną od dysków SSD oraz większą pojemnością. W niektórych zastosowaniach są nieco szybsze od dysków HDD, ale nie dorównują dyskom SSD. Dostępne pojemności do 4000 GB + 8 GB SSD. Flash SSD zbudowane z pamięci Flash półprzewodnikowe. Są bardzo szybkie, ale mają mniejszą pojemność i wyższą cenę (cena za 1 GB SSD jest znacznie wyższa niż 1 GB dysku HDD). Dostępne pojemności od 60 GB do 1000 GB. 13

14 Jaki dysk wybrać? Jeśli szukasz dysku, na którym zmieści się system Windows i kilka podstawowych programów, wystarczy pojemność od 100 do 128 GB Jeśli na swoim dysku chcesz przechowywać zdjęcia, muzykę, gry, potrzebny Ci będzie dysk o pojemności co najmniej 500 GB Jeśli na dysku chcesz przechowywać więcej filmów w formacie HD i FullHD optymalny będzie dysk o pojemności 1 TB lub większy Jeśli chcesz regularnie tworzyć kopię zapasową ważnych danych, rekomendowanym rozwiązaniem jest zainstalowanie drugiego dysku, a w przypadku laptopa tworzenie kopii na zewnętrznym dysku 14

15 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

16 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

17 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.

18 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

19 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.

20 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.

21 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

22 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. 22

23 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

24 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

25 Shuji Nakamura z University of California, Santa Barbara, USA Isamu Akasaki i Hiroshi Amano z Japonii uzyskali w październiku 2014 r. nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Królewska Szwedzka Akademia Nauk uhonorowała ich za wynalezienie diod emitujących światło niebieskie. 25

26 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

27 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

28 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

29 Nagrywarka DVD

30 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 30

31 PenDrive, pamięć USB 1) Łącze USB 2) Kontroler pamięci 3) Styki serwisowe 4) Kość pamięci Flash 5) Rezonator kwarcowy 6) Dioda LED określająca tryb pracy 7) Blokada zapisu 8) Miejsce na dodatkową kość pamięci 31

32 Najnowsze pamięci USB są coraz bardziej wytrzymałe, odporne na wstrząsy, a nawet na upadek z wysokości kilkudziesięciu metrów. Produkowane są także wersje wodoodporne i ognioodporne. Można też zakupić pamięci USB wyposażone we wbudowane oprogramowanie, które wymaga wpisania hasła przed odczytaniem danych z urządzenia (często są one szyfrowane odpowiednimi algorytmami kryptograficznymi), a dla bardziej wymagających istnieją wersje wyposażone w czytnik linii papilarnych, uniemożliwiający nieupoważnionym osobom na dostęp do plików zapisanych na tym urządzeniu. 32

33 Uwaga! Obecnie pamięci USB stały się swoistym medium dla wirusów komputerowych, złośliwego oprogramowania i innego rodzaju programów szpiegowskich. Złośliwe oprogramowanie przenosi się automatycznie z zainfekowanego systemu operacyjnego, po podłączeniu pamięci przenośnej do portu USB, od razu tworząc swoją kopię i własny plik autostartu umożliwiający zarażenie innych systemów operacyjnych/komputerów. Realizowane jest to przez samo umieszczenie takiej pamięci w porcie USB!! Aby ochronić się przed tego typu zagrożeniami, można zainstalować program antywirusowy lub całkowicie wyłączyć opcję autostartu nośników danych w systemie. 33