Schemat dysku twardego

Transkrypt

1 Dyski twarde, dyski elastyczne i pamięci masowe

2

3 Schemat dysku twardego

4 3. Budowa dysku

5 Podstawowymi elementami składowymi dysku twardego są: Bufor danych (jest to jego pamięć cache, gdzie chwilowo przechowywane się dane do zapisu i odczytu). Elektronika pozycjonera (zapewniająca, że dysk może wirować z dużą szybkością (obecnie rzędu 7 tysięcy obrotów na minutę lub 11 tysięcy obrotów na minutę), a głowica odczytującozapisująca może być umieszczona bardzo blisko powierzchni dysku (jest unoszona nad powierzchnią dysku przez poduszkę powietrzną powstającą w związku z szybkimi obrotami dysku).

6 Blok zapisu sterujący zapisywaniem danych za pomocą głowicy zapisu/odczytu. Blok odczytu sterujący odczytywaniem danych za pomocą głowicy zapisu/odczytu. Blok korygowania błędów współpracuje z blokiem odczytu i pomaga mu poprawnie odczytywać dane z talerzy. Mechanizm pozycjonujący steruje silnikiem liniowym tak, aby ramię głowicy zapisująco-odczytującej, trafiło nad właściwy sektor talerza pokryte nośnikiem magnetycznym.

7 Wewnątrz obudowy mieści się od jednego do kilku talerzy. Po obu stronach każdego z nich znajdują się ścieżki podzielone na sektory zawierające standardowo po 512 bajtów. Liczba sektorów na ścieżce zależy zatem od odległości danej ścieżki od środka dysku: im dalej w kierunku zewnętrznej krawędzi, tym więcej sektorów na ścieżce. Zapisane na dysku informacje odczytywane są przez głowice na ruchomym ramieniu. Te ścieżki, które można odczytać bez potrzeby przemieszczania ramienia z głowicami, tworzą jeden cylinder.

8 Odwołanie do konkretnego miejsca na dysku wymaga więc podania trzech informacji (liczb) w standardzie C/H/S Cylinder/Head (głowica)/sector (sektor). Pierwszy sektor na każdym dysku, nazywany MBR (Master BOOT Rekord lokalizacja CHS = 001)

9 Organizacja danych na ścieżce dysku twardego: BOT Sektor Sektor Sektor EOT BOT- Beginning of Track, znacznik początku ścieżki EOT End of Track, znacznik końca ścieżki

10 MBR (Master Boot Record) pierwszy sector dysku twardego; zawiera bootstrap program utworzony np. przez FDISK-a podczas zakładania partycji które we współpracy z BIOS-em uruchamia system z aktywnej partycji. Sektor ten zawiera także opis podziału dysku twardego na partycje, zawarty w tablicy partycji. Format MBR (bootstrap/partitiontable program ładujący / tablica partycji) jest jednocześnie określony i wymagany przez wszystkie systemy operacyjne.

11 Tablica partycji zawiera po jednym wpisie dla każdej z czterech możliwych do założenia partycji, składającym się z informacji o jej lokalizacji na dysku i typie (primary, extended).

12 Partycja logiczna część fizycznej przestrzeni dyskowej. Może mieć wielkość całego nośnika, lub też mieć mniejszą pojemność. System plików definiuje sposób przechowywania, zapisu i odczytywania danych. FAT32 max rozmiar partycji 2TB, pojedynczy plik 4GB, plików w katalogu. NTFS - max rozmiar partycji 256TB, pojedynczy plik 16TB, 4mln plików w katalogu. exfat - max rozmiar partycji 512TB, pojedynczy plik 512TB, nieograniczona ilość plików w katalogu.

13 Głowica element umocowany na ruchomym ramieniu, odczytujący i zapisujący dane na dysku. Sektor obszar dysku, w którym zapisać można 512 bajtów danych. Ścieżka zbiór sektorów usytuowanych na obwodzie talerza, jednakowo oddalonych od jego środka (im dalej, tym więcej sektorów mieści się na jednej ścieżce). Cylinder zbiór ścieżek, dostępnych (dających się odczytać) bez konieczności przemieszczenia ramienia, na którym umocowane są głowice.

14

15 INTERFEJS ŁĄCZĄCY DYSK Z KOMPUTEREM Granicę wydajności stanowi interfejs komunikacyjny czyli łącze przesyłające dane pomiędzy twardym dyskiem a pamięcią operacyjną komputera.

16 IDE/ATA Opracowany na początku lat osiemdziesiątych interfejs IDE/ATA miał na celu zapewnienie standardowego sposobu komunikacji komputera z dyskami twardymi. Umożliwiał podłączenie maksymalnie dwóch urządzeń i był związany bezpośrednio z magistralą ISA, wyposażony w 16-bitową szynę danych co ograniczało jego przepustowość do 8,3Mb/s.

17 Dyski IDE/ATA pierwotnie mogły osiągnąć maksymalną pojemność równą 504 MB. Ograniczał tę wartość BIOS starszych komputerów IBM PC. Interfejs pozwalał dołączyć do systemu dwa dyski twarde.

18 Maksymalną pojemność 504 MB, jaką mogły osiągnąć pierwotnie dyski IDE, narzucił pierwszy scalony kontroler dysku twardego (firmy Western Digital z roku 1984) WD1003 i bazujący na nim BIOS w komputerach IBM PC-AT. BIOS płyty głównej komputera AT wyposażony w procedury obsługujące ten sterownik wprowadził metodę adresowania dysku twardego, zwaną CHS - "Cylinder, Head, Sector". Metoda ta pozwalała obsługiwać dyski posiadające maksymalnie: 1024 cylindry, 16 głowic i 63 sektory (po 512 bajtów każdy). Dla pokonania granicy 504 MB współczesne standardy wykorzystują metodę adresowania LBA (Logical Block Address), która dokonuje translacji adresów rzeczywistych na adresy logiczne (zamienia rzeczywisty numer cylindra, głowicy i sektora na logiczny odpowiednik); odpada więc skomplikowana adresacja za pomocą metody CHS.

19

20 ATA-2/ATA-3 Specyfikacja ATA-2 wprowadziła metodę synchronicznego przesyłania danych. ATA-2 zapewniał maksymalną przepustowość 16Mb/s. Wprowadzono rozkazy transmisji blokowych, upowszechnił się także mechanizm DMA, odciążający CPU komputera z zadań związanych z transmisją danych i w konsekwencji decydujący o wydajniejszej pracy. Nowością był również wprowadzony tryb adresowania danych przechowywanych na dysku - LBA - umożliwiający przekroczenie dotychczasowej bariery pojemności 504MB. ATA-3 był uzupełniony technikami zwiększania bezpieczeństwa przesyłanych po kablu i przechowywanych na dysku danych (S.M.A.R.T)

21 ATA - 4 (Ultra ATA/33) W 1997 roku wprowadzono kolejną odmianę interfejsu znaną pod nazwą Ultra ATA/33. Maksymalny transfer zwiększył się do 33Mb/s. Ultra ATA/33 balansuje na granicy możliwości przesyłowych standardowego 40- żyłowego kabla. W celu zwiększenia bezpieczeństwa przesyłanych danych wprowadzono metodę wykrywania i korekcji błędów transmisji znaną jako suma kontrolna CRC. Suma ta obliczana jest dla każdego pakietu przesyłanych danych, zarówno przez napęd, jak i kontroler na płycie głównej. Po zakończeniu transmisji następuje porównanie obu obliczonych wartości. W razie wystąpienia błędu proces przesyłania danych realizowany jest ponownie.

22 ATA-5 (Ultra ATA/66) Już dwa lata po wprowadzeniu standardu Ultra ATA/33 okazało się, że prędkość transmisji można jeszcze bardziej zwiększyć. Teoretyczną maksymalną przepustowość 66Mb/s osiągnięto, zwiększając dwukrotnie prędkość przesyłania danych oraz redukując czas realizacji komend sterujących. Aby skorzystać z większej szybkości, należało zastosować specjalny kabel, którego konstrukcja zapobiega powstaniu zakłóceń elektromagnetycznych pojawiających się podczas pracy z tak dużą prędkością. W porównaniu z dotychczas stosowaną taśmą połączeniową dwukrotnie zwiększyła się liczba żył z 40 do 80, nie zmienił się typ wtyczki. Nowe żyły (40) pełnią rolę uziemienia i wplecione są pomiędzy standardowe żyły sygnałowe.

23 Dyski z interfejsem SCSI SCSI (Small Computer System Interface) wykorzystywany do sterowania napędów dysków twardych, stanowi raczej standard szyny niż standard interfejsu dysków twardych. Jeśli w komputerze PC zostanie zainstalowany sterownik SCSI (adapter SCSI), to otrzymamy nową magistralę do której będzie można podłączyć kilka urządzeń. Poprzez SCSI można połączyć ze sobą 8 inteligentnych jednostek w tzw. konfiguracji łańcuchowej (Daisy Chain). W konfiguracji łańcuchowej wszystkie linie interfejsu są wspólne dla wszystkich urządzeń, a kabel łączy urządzenie pierwsze z drugim, drugie z trzecim, trzecie z czwartym, itd.

24

25 Specyfikacja SCSI umożliwia każdej dołączonej jednostce rozpoczynać transmisję danych. Jednak w praktyce najczęściej inicjatorem jest komputer (a dokładniej -sterownik SCSI), zaś adresatem urządzenie zewnętrzne. Dostęp jednostek do magistrali rozstrzygany jest na drodze arbitrażu. Połączenie między urządzeniami realizowane jest za pomocą 50-żyłowego kabla, w którym każdej linii interfejsu odpowiadają dwa przewody: przewód sygnałowy i przewód masy (w przypadku linii asymetrycznej) lub para skręconych przewodów (dla linii symetrycznej)

26 Fizyczne zakończenia linii interfejsu muszą być obciążone rezystorami (Terminator) o wartości równej impedancji falowej linii, w celu tłumienia odbić. Długość linii asymetrycznej może osiągnąć maksymalnie 6 metrów, natomiast symetrycznej, dzięki dużemu tłumieniu zakłóceń, do 25 metrów. Praca magistrali SCSI przebiega w kilku podstawowych fazach: faza spoczynku faza wyboru faza transmisji

27 Standard SCSI może pracować w dwóch trybach: asynchronicznej transmisji danych synchronicznej transmisji danych Interfejs SCSI posiada 8-bitową szynę danych. Nowy standard interfejsu zwany Wide SCSI posiada 16-bitową szynę danych, co pozwala zwiększyć dwukrotnie szybkość transmisji. Kabel łączący urządzenia pracujące w tym standardzie posiada 68 linii. Stosując SCSI, można tworzyć układy zbliżone do sieci lokalnej, pozwalające na wspólne korzystanie z droższych urządzeń peryferyjnych (np. drukarki, zewnętrzne stacje dysków twardych, skanery, CD-ROM).

28 Dysk twardy łączony jest kablem interfejsu SCSI ze sterownikiem umieszczonym w gnieździe płyty głównej. Karty sterowników SCSI posiadają własny BIOS; oznacza to, iż sterowniki te nie korzystają z procedur obsługi dysku, zawartych w BlOS-ie płyty głównej, dzięki temu parametry dysków SCSI nie są ograniczane przez ten BIOS.

29 Standard Serial ATA Standard ATA 133 jest ostatnim protokołem umożliwiającym równoległe przesyłanie danych za pomocą tradycyjnego 80-żyłowego płaskiego kabla. Przy tej częstotliwości pojawiają się znaczne wzajemne zakłócenia sygnałów w przewodach tego kabla. Dalszy wzrost szybkości transmisji wręcz uniemożliwi przesyłanie danych bez zakłóceń. Dlatego też opracowano standard szeregowej transmisji danych pomiędzy dyskiem twardym a kontrolerem. Nowy standard zakłada przesyłanie danych za pomocą dwóch ekranowanych par przewodów.

30 Jedna para służy do przesyłania danych z kontrolera do dysku, druga para - z dysku do kontrolera. Taka konstrukcja kabla pozwoli zdecydowanie zmniejszyć poziom zakłóceń pomiędzy sygnałami, a tym samym zwiększyć szybkość transmisji. Autorzy standardu zakładają trzy etapy rozwoju tego interfejsu: etap pierwszy - szybkość transmisji danych Gbitów/s (150 MB/s) etap drugi - szybkość transmisji danych Gbitów/s (300 MB/s) etap trzeci - szybkość transmisji danych Gbitów/s (600 MB/s)

31

32 SATA Informacje ogólne Przesył danych 1,5 Gb/s Kabel łącza bardziej elastyczne kable z mniejszą liczbą styków Czas dostępu 8,9MS Ilość urządzeń na kontroler 1 urządzenie Czas powstania 2003r.

33 SATA2 Informacje ogólne Przesył danych 3 Gb/s Kabel łącza bardziej elastyczne kable z mniejszą liczbą styków Czas dostępu Około 8ms Ilość urządzeń na kontroler 1 urządzenie, lecz dzięki Portowi Multiplier do jednego portu hosta można podłączyć do szesnastu urządzeń SATA Czas powstania 2006r.

34 USB Dyski można również podłączyć z pomocą USB. Tak podłączamy choćby zewnętrzne dyski. Szybkość przesyłu zależy od użytego kanału USB i może ona się różnić. USB 1.1 do 1,5MB/s USB 2.0 do 60MB/s USB 3.0 do 600MB/s

35 FireWire Komputery można również łączyć z dyskami (zewnętrznymi) za pomocą FireWire - to standard łącza szeregowego umożliwiającego szybką komunikację i izosynchroniczne usługi w czasie rzeczywistym. Opracowany w roku 1995 dla komputerów osobistych i cyfrowych urządzeń optycznych. Rozwijany przez firmę Apple Inc. Jest zdefiniowany w dokumencie IEEE Może osiągać szybkość do 3,2Gb/s (wersja standardu IEEE 1394 ).

36 SATA 3

37 Kontroler E-IDE Kontrolery E-IDE na płycie głownej Do każdego kontrolera można podłączyć 2 urządzenia: dyski, napędy optyczne

38 Dysk E-IDE Interfejs E-IDE w dysku twardym Konfiguracja dysku zasilanie dysku Kabel sygnałowy E- IDE Kabel zasilający

39 Kontroler S-ATA Kontrolery S- ATA na płycie głownej Do każdego kontrolera można podłączyć 1 urządzenie: dysk, napęd optyczny

40 Kabel sygnałowy S- ATA Kabel zasilający S- ATA Dysk S-ATA zasilanie dysku Interfejs S- ATA Konfiguracja dysku

41 Kontroler SCSI Kontrolery SCSI na płycie głownej Do każdego kontrolera można podłączyć do 8 urządzeń: dyski, napędy optyczne

42 Dysk SCSI 68 pinowy Interfejs SCSI Konfiguracja dysku zasilanie dysku Kabel sygnałowy SCSI Kabel zasilający

43 Oznaczenia dysków ST producent Seagate 3 wielkość dysku 3,5 cala (2 2,5 cala dysk do laptopów) pojemność dysku w MB A interfejs ATA (E-IDE), gdy jest AS interfejs S-ATA 160 GB - pojemność 7200 rpm ilość obrotów na minutę 8 M ilość pamięci Cache dysku w MB

44 Współczesne dyski (tak jak wszelkie urządzenia peryferyjne) mogą współpracować z pamięcią operacyjną komputera (czyli wykonywać operacje wejścia/wyjścia) na dwa sposoby: pod nadzorem procesora (sygnały sterujące i adresy, niezbędne do przesłania informacji do/z pamięci operacyjnej generowane są przez procesor - ten sposób operacji zwany jest trybem PIO - Programmed Input/Output; w trakcie tej czynności procesor nie może wykonywać żadnych innych operacji - fakt ten spowalnia pracę komputera

45 bezpośredni dostęp do pamięci (Direct Memory Access - DMA) podczas którego wymiana informacji pomiędzy pamięcią operacyjną a urządzeniem peryferyjnym zachodzi bez udziału procesora (który w tym czasie może wykonywać inne operacje); sterowanie operacją wejścia/wyjścia realizowane jest przez specjalny układ zwany kontrolerem DMA. Dla dysków z interfejsem IDE opracowano wiele protokołów wymiany informacji z pamięcią operacyjną; są to protokoły PIO oraz protokoły DMA (tzw.jednosłowowy bezpośredni dostęp do pamięci -Single Word DMA i wielosłowowy, szybszy -Multiword DMA).

46

47

48

49 RAID-0 (STRIPPING) RAID-0 nie jest zaliczany do macierzy nadmiarowych, stąd też 0 w nazwie (tu określa ono brak dysków 'nadmiarowych' a więc takich, których pojemność wykorzystywana jest przez macierz i nie jest dostępna dla użytkownika). Ten poziom macierzy służy jedynie zwiększeniu wydajności napędów, poprzez połączenie dwóch lub więcej dysków w jeden napęd logiczny. Zasada zapisu i odczytu opiera się na podziale danych na bloki nazwane paskami (Stripes) - w ten sposób możliwy jest zapis/odczyt danego pliku na np. czterech dyskach jednocześnie, z czego na każdym z nich znajdować będzie się 1/4 pliku. Wzrost prędkości odczytu/zapisu jest uwarunkowany ilością dysków w macierzy.

50 Trzy dyski: 10 GB, 20 GB i 5 GB zostały połączone w RAID 0. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar taki jak N*rozmiar najmniejszego z dysków, czyli 3 5 GB = 15 GB.

51

52 RAID-1 (MIRRORING) RAID-1 to macierz składająca się z co najmniej dwóch dysków, w której jeden z dysków jest kopią zapasową (lustrzanym odbiciem - stąd angielska nazwa) drugiego. Dane zapisywane są jednocześnie na obu dyskach. Teoretycznie RAID-1 oferuje więc prędkość zapisu identyczną jak dla pojedynczego dysku, podczas gdy prędkość odczytu może być nawet dwukrotnie większa (ze względu na możliwość odczytu z dwóch dysków jednocześnie).

53

54 RAID 2 Dane na dyskach są paskowane. Zapis następuje po 1 bicie na pasek. Potrzebujemy minimum 8 powierzchni do obsługi danych oraz dodatkowe dyski do przechowywania informacji generowanych za pomocą kodu Hamminga potrzebnych do korekcji błędów. Ilość dysków używanych do przechowywania tych informacji jest proporcjonalna do logarytmu liczby dysków, które są przez nie chronione. Połączone dyski zachowują się jak jeden duży dysk. Dostępna pojemność to suma pojemności dysków przechowujących dane.

55 RAID 3 Dane składowane są na N-1 dyskach. Ostatni dysk służy do przechowywania sum kontrolnych. Działa jak striping (RAID 0), ale w macierzy jest dodatkowy dysk, na którym zapisywane są kody parzystości obliczane przez specjalny procesor, przez co kontrolery potrzebne do przekierowania. Przykład Pięć dysków po 1GB zostało połączonych w RAID 3. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 4GB (1GB zarezerwowane na sumy kontrolne). Jeden dysk w pewnym momencie ulega uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa. Po włożeniu nowego dysku na miejsce uszkodzonego jego zawartość odtwarza się.

56

57 RAID 4 RAID 4 jest bardzo zbliżony do RAID 3, z tą różnicą, że dane są dzielone na większe bloki (16, 32, 64 lub 128 kb). Takie pakiety zapisywane są na dyskach podobnie do rozwiązania RAID 0. Dla każdego rzędu zapisywanych danych blok parzystości zapisywany jest na dysku parzystości. Przy uszkodzeniu dysku dane mogą być odtworzone przez odpowiednie operacje matematyczne.

58

59 RAID 5 Poziom piąty pracuje bardzo podobnie do poziomu czwartego z tą różnicą, iż bity parzystości nie są zapisywane na specjalnie do tego przeznaczonym dysku, lecz są rozpraszane po całej strukturze macierzy. RAID 5 umożliwia odzyskanie danych w razie awarii jednego z dysków przy wykorzystaniu danych i kodów korekcyjnych zapisanych na pozostałych dyskach (zamiast tak jak w 3. na jednym specjalnie do tego przeznaczonym, co nieznacznie zmniejsza koszty i daje lepsze gwarancje bezpieczeństwa).

60 Macierz składa się z 3 lub więcej dysków. Przy macierzy liczącej N dysków jej objętość wynosi N - 1 dysków. Przy łączeniu dysków o różnej pojemności otrzymujemy objętość najmniejszego dysku razy N - 1. Sumy kontrolne danych dzielone są na N części, przy czym każda część składowana jest na innym dysku, a wyliczana jest z odpowiedniego fragmentu danych składowanych na pozostałych N-1 dyskach. Pięć dysków po 250GB zostaje połączonych w RAID 5. Powstała w ten sposób przestrzeń ma rozmiar 1 TB. Jeden dysk w pewnym momencie ulega uszkodzeniu. Cała macierz nadal działa. Po wymianie uszkodzonego dysku na nowy jego zawartość zostaje odtworzona.

61

62 RAID 6 Rozbudowana macierz typu 5 (często pojawia się zapis RAID 5+1). Zawiera dwie niezależne sumy kontrolne. Kosztowna w implementacji, ale dająca bardzo wysokie bezpieczeństwo. Korzyści: odporność na awarię maksimum 2 dysków szybkość pracy większa niż szybkość pojedynczego dysku ekstremalnie wysokie bezpieczeństwo.

63

64 RAID 0+1 Macierz realizowana jako RAID 1, którego elementami są macierze RAID 0. Macierz taka posiada zarówno zalety macierzy RAID 0 - szybkość w operacjach zapisu i odczytu - jak i macierzy RAID 1 - zabezpieczenie danych w przypadku awarii pojedynczego dysku. Pojedyncza awaria dysku powoduje, że całość staje się w praktyce RAID 0. Potrzebne są minimum 4 dyski o tej samej pojemności.

65

66 RAID 1+0 Nazywana także RAID 10. Macierz realizowana jako RAID 0, którego elementami są macierze RAID 1.

67

68 MATRIX RAID Polega na połączeniu ze sobą dwóch dysków fizycznych tak, aby część dysku działała jak RAID 0 (stripping), a inna część jak RAID 1 (mirroring) (szczegóły działania macierzy RAID 0 i RAID 1 znajdziesz powyżej).

69 Dwa dyski po 10 GB zostały połączone w Matrix RAID. Utworzono na nich dwie partycje - każda zajmuje połowę każdego dysku. Pierwsze polega na dzieleniu danych (stripping) więc ma pojemność 10 GB, druga polega na duplikowaniu (mirroring) ma więc 5 GB. Pierwsza z nich charakteryzuje się teoretycznie dwukrotną prędkością wykonywania na niej operacji, druga zaś gwarantuje bezpieczeństwo danych w razie awarii jednego z dysków.

70

71 RAID 6 Rozbudowana macierz typu 5 (często pojawia się zapis RAID 5+1). Zawiera dwie niezależne sumy kontrolne. Kosztowna w implementacji, ale dająca bardzo wysokie bezpieczeństwo. Korzyści: odporność na awarię maksimum 2 dysków szybkość pracy większa niż szybkość pojedynczego dysku ekstremalnie wysokie bezpieczeństwo.

72

73

74 Dysk SSD (Solid State Drive) wyposażony w interfejs SATA(szeregowy), PATA (równoległy). Wewnątrz dysku znajduje się płytka z umieszczonymi na niej kośćmi pamięci NAND flash o dużej pojemności.

75 Napędy optyczne

76

77 CD Kolorowe księgi Red Book (czerowona księga) - definiuje fizyczną budowę dysku i sposób kodowania danych. (płyty CD- Audio) Yellow Book (żółta księga) - opisuje sposób wykorzystania krążka CD. (CD-ROM) Green Book (zielona księga) - standard umożliwiający jednoczesne odtwarzanie obrazu, dźwięku, odczytu danych z krążków CD-I (Dompact Disc Interactive). Extended Yellow Book - definicja standardu CD-ROM XA CD-ROM Extended Architecture) Orange Book - opis technologii magnetooptycznej CD-R i zapisu wielosesyjnego: Kodak Photo-CD, CD-WO (White Once), CD-RW (Rewritable - wielokrotny zapis). White Book - opis standardu VideoCD (obraz i dźwięk w formacie MPEG-1) Blue Book - standard CD-Extra (CD-Plus)

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95 DVD (Digital Video Disc - Cyfrowy Dysk Video; później Digital Versatile Disc cyfrowy dysk ogólnego przeznaczenia ) standard zapisu danych na optycznym nośniku danych, podobnym do CD-ROM (te same wymiary: 12 lub 8 cm) lecz o większej pojemności uzyskanej dzięki zwiększeniu gęstości zapisu. Płyty DVD dzielą się na przeznaczone tylko do odczytu DVD-ROM oraz umożliwiające zapis na płycie DVD-RAM, DVD-R, DVD- RW, DVD+R, DVD+RW, DVD+R DL.

96 Specyfikacje DVD opisują cztery podstawowe warianty optycznych nośników dyskowych o pojemnościach od 4,7 GB do ponad 17 GB dla następujących konfiguracji płyt z zapisem cyfrowym: 1. Dyski jednostronne 1.1. jednowarstwowe o pojemności 4,7 GB (pierwsza generacja DVD), przypominające w dużym stopniu tradycyjne dyski CD-ROM, lecz o podwyższonej szybkości transmisji Dla nośników przygotowanych przez branżę rozrywkową (filmy) szybkość transmisji wynosi 600 KB/s co odpowiada czytnikom CD-ROM x Dla aplikacji komputerowych szybkość ta przekracza 1,3 MB/s co jest porównywalne z czytnikiem CD-ROM x dwuwarstwowe przeznaczone do nośników wyposażonych w laser o dwóch różnych stopniach intensywności stopnia świecenia. Maksymalna pojemność tak upakowanej informacji wynosi 8,5 GB

97 2. Dyski dwustronne 2.1. jednowarstwowe, które podczas odczytywania danych znajdujących się po drugiej stronie płyty trzeba odwrócić. Łączna pojemność dwóch stron płyty jest równa 9,4 GB 2.2. dwuwarstwowe, posiadające cztery warstwy nośnika optycznego o łącznej pojemności powyżej 17 GB co wystarcza na odtwarzanie ośmiogodzinnej projekcji filmowej.

98 Nowe technologie DVD wysokiej rozdzielczości - HD DVD HD DVD (High Definition DVD) format zapisu optycznego danych, opracowany przez firmy Toshiba, NEC i Memory-Tech zrzeszone w organizację AOSRA. Podobny do płyt DVD, jednak znacznie bardziej pojemny, gdyż dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera udało się znacznie zwiększyć gęstość upakowania danych.

99 15 GB (jednostronny jednowarstwowy) 30 GB (jednostronny dwuwarstwowy) 30 GB (dwustronny jednowarstwowy) 51 GB (jednostronny trójwarstwowy) (zatwierdzony we wrześniu 2007) 60 GB (dwustronny dwuwarstwowy) (zatwierdzony we wrześniu 2007)

100 HD DVD-R (jednokrotny zapis): 15 GB (jednostronny jednowarstwowy) 30 GB (dwustronny jednowarstwowy)

101 DVD-RW (HD DVD-ReWritable, wielokrotny zapis): 20 GB (jednostronny jednowarstwowy) 32 GB (jednostronny dwuwarstwowy) 40 GB (dwustronny jednowarstwowy) Długość fali światła lasera: 405 nm Odległość między ścieżkami: 0,24 μm Minimalna długość pitu: 0,34 μm

102 Czytniki DVD korzystają z czerwonego lasera, w napędach HD DVD laser ma kolor niebieski. Podstawową różnicą pomiędzy tymi laserami jest długość fali czerwony ma 650 nanometrów, podczas gdy niebieski tylko 405 nm.

103 Dyski elastyczne Napędem dysków elastycznych lub stacją dysków (dyskietek), oznaczaną w skrócie FDD (Floppy Disk Drive), nazywa się urządzenie zawierające część mechaniczną oraz układy elektroniczne niezbędne do sterowania pracą mechanizmów i realizacji operacji odczytu i zapisu. Pojemności dyskietek wynoszą obecnie 1,44 MB, choć bardzo rzadko można spotkać jeszcze pojemności "zabytkowe" (720 kb, 1,2 MB, 2,88 MB). Maksymalny transfer dla tych dysków wynosi 500 kb/s (62,5 kb/s), a średni czas dostępu jest rzędu setek milisekund. Stacja dyskietek współpracuje z układem wejścia/wyjścia (będącym jej interfejsem) zwanym sterownikiem napędu dysków elastycznych, oznaczanym skrótem FDC (Floppy Disc Controller).

104

105 Napęd zawiera dwa silniki. Pierwszy z nich napędza krążek pokryty ferromagnetykiem, będący nośnikiem informacji. Szybkość obrotowa tego silnika dla dyskietek 3,5" wynosi 360 obr/min. Drugi z silników zwany silnikiem krokowym, zapewnia liniowy ruch głowicy zapisująco-odczytującej przesuwającej się drobnymi skokami wzdłuż promienia krążka magnetycznego. Zadaniem tego silnika jest precyzyjne ustawienie głowicy nad określonym obszarem krążka. Informacja jest zapisywana (a więc i odczytywana) na dyskietce w postaci koncentrycznych okręgów zwanych ścieżkami (ang. track), gdyż w trakcie zapisu jednej ścieżki głowica pozostaje nieruchoma. Po zapełnieniu całej ścieżki głowicę należy przesunąć o pewien odcinek i zacząć zapisywać na następnej ścieżce. Najbardziej zewnętrzną ścieżkę nazywamy ścieżką zerową (ang. track zero).

106

107

108

109

110

111

112

113