Diskiniai kaupikliai privalumai trūkumai

Turinys

Įvadas..............................3
1. Elektroninės informacijos laikmenos......................4
2. Kompaktiniai diskai(CD).............................6
2.1. CDROM technologija............................8
2.2. CD-R technoligija..............................8
2.3. CD-MO technologija.............................9
2.4. CD-RW tecnologija.............................9
2.5. Duomenų išdėstymas kompaktiniuose diskuose..............10
2.6. CD patikimumas..............................10
3.Universalūs skaitmeniniai diskai(DVD).....................11
3.1. DVD veikimo principai....................12
3.2. DVD diskų srtuktūriniai tipai.......................13

3.3. DVD-R diskai....................... 13

3.4. DVD-RAM diskai.......................13
4 .Technologijos leidžiančios praplėsti elektroninės informacijos laikmenų galimybes ..............................14
Išvados..............................15
Naudotos literatūros ir šaltinių sąrašas.....................16

Įvadas

Gyvename dinamiškame, greitai besikeičiančiame pasaulyje, visuomenė, ypač išsivysčiusiose šalyse pamažu transformuojasi į informacinę visuomenę. Tokių pokyčių priežastis vis intensyviau besivystanti kompiuterinė technika, gerėjantys komunikacijos keliai, kas ir įgalina žmones perduoti ir apdoroti didžiulį kiekį informacijos. Visus šiuos duomenis reikia kažkur saugoti, laikyti ir dar taip, kad prireikus informaciją galima būūtų greitai ir efektyviai panaudoti. Senovėje tam naudotas akmuo, molinės lentelės, papirusas, ant kurių iškaldavo, įspausdavo ar užrašydavo tai, ką reikia perduoti kitiems žmonėms ar išsaugoti ateinančioms kartoms. Vėliau imtas naudoti popierius, kuris beje labai plačiai tebenaudojamas dabar ir neatrodo, kad artimiausiu laiku jo bus atsisakyta. Tačiau laikai greitai keičiasi ir visai neseniai, kartu su elektroninių skaičiavimo mašinų atsiradimu, buvo sukurtos ir elektroninės informacijos laikmenos. Nors pirmosios buvo labai netobulos ir mūsų akimis žiūrint tiesiog juokingai mažos talpos, tačiau jos grreitai keitėsi ir tobulėjo. Atsirado įvairių rūšių ir dydžių ( tiek informacijos kiekio kurį jos galėjo talpinti, tiek ir jų fizinio dydžio prasme) elektroninės informacijos laikmenų. Vienos jų prigijo ir plačiai paplito, kitos tyliai pasitraukė iš rinkos. Šiandien gamintojai siūlo daugybę įv

vairių tipų informacijos laikmenų, tarp kurių kartais tampa sunku susigaudyti, nors labiausiai paplitusios tėra kelių tipų laikmenos. Dirbant kompiuteriu aktualus klausimas yra informacijos saugojimas, kadangi nuo el. informacijos laikmenos pasirinkimo priklauso duomenų saugumas ir išlaidos susijusios su informacijos laikymu. Nagrinėjamos temos yra aktualios kiekvienam, kas vienaip ar kitaip susijęs su kompiuteriais ir informacijos apdorojimu.

Šio darbo uždavinys apžvelgti šiuolaikines, labiausiai paplitusias ir aktualiausias informacijos laikmenas, pasigilinti į kai kurių iš jų veikimo principus, aptarti privalumus ir trūkumus, bei žvilgtelėti į laikmenų ateitį ir perspektyvas. Jokiu būdu nesiekta aprašyti visas el. informacijos laikmenas, ar kaip nors jas suklasifikuoti, nes vargu ar įmanoma tokios apimties darbe aprėpti visą laikmenų įvairovę. Tikslas atskleisti naudojamų el. informacijos laikmenų panaudojimo galimybes, jų privalumus ir trūkumus, lyginant laikmenų fizines saavybes, patogumą naudoti ir kainas. Darbe buvo taikomi tiek empiriniai, tiek analitiniai tyrimo metodai. Sprendžiant tyrimo uždavinius buvo remiamasi įvairia literatūra ir kitų tyrimų rezultatais.
Plačiau aptariami kompaktiniai diskai (CD), nes jie šiandien turbūt labiausiai paplitusios informacijos saugojimo laikmenos mūsuose. Taip pat aprašyta universalių skaitmeninių diskų (DVD), sandara ir veikimo principai, nes jie sparčiai plinta ir atrodo jų laukia nebloga ateitis. Į darbą taip pat įtrauktos, nors ir ne taip plačiai aprašytos informacijos laikmenų naujovės, bei kiti prietaisai susiję su informacijos laikymu, ne
es šios naujosios technologijos po kurio laiko turėtų pakeisti laikmenas naudojamas šiandien. Nesigilinama į informacijos laikmenų istoriją ir kūrimą.
Darbe aprašytos svarbiausios ir aktualiausios “šios ir rytojaus dienos” informacijos laikmenos ir apžvelgtos jų suteikiamos galimybės.

1.Elektroninės informacijos laikmenos*

Šiame skyrelyje bendrai aptariamos elektroninės informacijos laikmenos ir aprašoma jų paskirtis.
Šiuolaikiniuose personaliniuose kompiuteriuose (toliau PK) yra skirtingų paskirčių atmintys :
1. 1. Pastovioji atmintis – ROM;
2. 2. Operatyvioji atmintis – RAM;
3. 3. Spartinančioji atmintis – CACHE;
4. 4. Vaizdo atmintis – vRAM.
Kur ROM ir RAM sudaro pagrindinę PK atmintį.
Atmintys yra suskirstytos ląstelėmis, kuriose laikoma informacija. Kiekviena ląstelė turi savo adresą (location address), kurį sudaro tam tikro ilgio dvejetainis kodas. Adresas nurodo konkrečią atminties ląstelę. Nuo adresų magistralės pločio priklauso jos valdomos atminties talpa. Pagrindinis mikroprocesorius (toliau PP) pirmiausia adresų magistrale siunčia adresą, kuris jame nurodytą atminties vietą padaro prieinama duomenims skaityti arba rašyti. Po to siunčiamas signalas, nurodantis, ar duomenys bus skaitomi, ar rašomi, ir duomenys perduodami duomenų magistrale. Pagrindinė atmintis yra suskirstyta į:
v v Įprastinę (Conventional) atmintį.
v v Rezervuotąją (Reserved) atmintį.
v v Papildomąją (EMS – Expanded Memory System) atmintį.
v v Viršutinę (HMA – High Memory Area) atmintį.
v v Išplėstąją (Extendet) atmintį.
Fizinė atminties talpa priklauso nuo to, kokios talpos ir kiek atminties mikroschemų yra kompiuteryje.
Nuo RAM talpos priklauso PK darbo greitis. Kai RAM pakanka, programai veikiant, PK retai kreipiasi į diskinį kaupiklį. Kai RAM yra per ma

ažai , PK dažnai tenka kreiptis į diskinį kaupiklį, kuris veikia daug lėčiau. Dėl dažno kreipimosi į diskinį kaupiklį, labai lėtėja PK veikimas, kreipimosi į diskinį kaupiklį trukmė yra apie 6 – 8 kartus ilgesnė lyginant su kreipimosi į RAM. Reikalinga RAM talpa priklauso nuo to, su kokiomis programomis dirbate. Talpesnę RAM galima lanksčiau valdyti. Kreipiantis į atmintį puslapiais arba kitaip tariant “Ping pong” metodu, informacijos skaitymas ar rašymas vyksta žymiai greičiau. Kreipiantis “Ping pong” metodu, vienas paskui kitą einantys adresai nukreipiami skirtingoms RAM mikroschemoms. Taip sutaupoma laiko ir visa atmintis veikia greičiau. Todėl atmintį turi sudaryti ne mažiau kaip dvi mikroschemų grupės – moduliai. Pvz.: 128 Mbaitų RAM , sudaryta iš 4 modulių po 32 Mbaitus gali būti greitesnė už RAM, susidedančią iš dviejų modulių po 64 Mbaitus.
Informacijos perdavimą iš PP į DRAM ir atgal galima pagreitinti naudojant statinę operatyviąją atmintį SRAM (DRAM – dinamiškai valdomos atminties mikroschemos) vadinama spartinančiąja atmintimi. Ji yra tarp pagrindinės RAM ir PP. Spartinančioji atmintis paspartina PP darbą, nes į ją iš pagrindinės RAM perrašoma dalis informacijos, kuri tuoj bus reikalinga. Tuomet PP beveik visą laiką bendrauja su daug greitesne spartinančia atmintimi ir PK veikia 15 – 20 % greičiau, bei mažiau informacijos cirkuliuoja PK magistrale. Spartinančioji atmintis yra vidinė, kai ji yra mikroprocesoriaus (toliau μP) mikroschemoje, ir išorinė, kai yra šalia μP.
Dideliems informacijos kiekiams kaupti ir
r saugoti PK plačiausiai naudojami magnetiniai disketiniai ir diskiniai kaupikliai, taip pat optiniai diskiniai kaupikliai ir elektroniniais diskais vadinamos labai talpios puslaidininkinės atmintys, išlaikančios į jas įrašytą informaciją ir išjungus maitinimą.

Disketiniai kaupikliai

PK naudojami 5.25 ir 3.5 colio diskeliai. 5.25 colio disketės, esančios lanksčiame plastmasiniame voke, jau seniai nebenaudojamos. Pirmosios tokios disketės buvo pagamintos 1976 metais ir buvo vienpusės. PK vis dar naudojamos 3.5 colio disketės (SONY, 1981m.), įdėtos į uždarą standų plastmasinį voką. Jos yra kur kas patikimesnės, ilgaamžiškesnės, joms skirtas disketinis kaupiklis yra mažesnis, tačiau jo talpa ir informacijos perdavimo greitis nebetenkina šiuolaikinio vartotojo.
Disketės paviršius yra lygus, padengtas trinčiai atspariu ferolaku. Kaupiklio galvutė juda tiesiai nuo disketės centro jos išorės link ir atvirkščiai. Informacija įrašoma į koncentrinius takelius, kurie yra suskirstyti į sektorius. Takelių ir sektorių skaičius priklauso nuo disketės kokybės, informacijos kodavimo būdo, naudojamo formato ir kaupiklio. Viename sektoriuje dažniausiai telpa 512 baitų duomenų. Pvz., 3.5 colio 1.44 Mbaito disketės kiekvienoje pusėje yra 80 takelių, sudarytų iš 18 sektorių. Sektoriaus takelyje telpa 512 baitų informacijos.
Disketinio kaupiklio našumas nusakomas kreipimosi trukme (100 – 500 ms) – laiku per kurį kaupiklis suranda informaciją arba informacijos perdavimo greičiu (apie 30 kbaitų/s).

Diskiniai kaupikliai

Diskiniai kaupikliai ne tik talpesni, bet ir daug greitesni už disketinius.
Informacija į diskinį kaupiklį įrašoma panašiai kaip ir į disketinį. Diską sudaro keli vienodi diskeliai, turintys bendrą ašį, todėl takeliai vadinami cilindrais. Kaupiklyje yra kelios galvutės. Diskiniuose kaupikliuose diskeliai sukasi 3500 – 10000 apsisukimų per minutę greičiu. Skaitymo galvutės plaukia ant oro pagalvėlės, neliesdamos diskelių paviršiaus. Diskeliuose informacijos įrašymo tankis yra daug didesnis, kaupiklio mechanika daug tikslesnė negu disketėse. Kaupiklio korpusas hermetiškas, pripildytas inertinių dujų.

Optiniai kaupikliai

Informacijai saugoti taip pat naudojami optiniai diskeliai, sutrumpintai vadinami CD (Compact Disc).
Yra kelios optinių kaupiklių sistemos:
· · Audio-CD – buitniai skaitmeninių garso įrašų grotuvai;
· · CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory) – kaupikliai darbui su PK. Jų diskeliuose būna įrašytos programos ir duomenys;
· · Photo-CD kaupikliai, kurių diskeliuose yra fotografinės kokybės paveikslėliai;
· · CD-I (Compact Disc Interactive) – tiesiog prie TV jungiami buitiniai kaupikliai. Jie turi savo mikroprocesorių ir OS;
· · Video-CD – buitiniai skaitmeninių vaizdo įrašų grotuvai, suderinami su CD-I sistema;
· · CD+G ir CD-XA (Extended Architecture) – kaupikliai duomenims ir garsui su vaizdu įrašyti. Pirmasis, grojant muzikai sugeba ekrane rodyti, pvz., dainos tekstą, o antrasis – paveikslą.
Pagrindinis CD- ROM kaupiklių trūkumas yra palyginti ilga kreipimosi trukmė (dėl sunkios galvutės). Optiniuose diskeliuose patogu transportuoti ir saugoti didelius informacijos kiekius.

DVD (Digital Video Disc) optiniai kaupikliai.

Jie skirti saugoti dideliems informacijos kiekiams, iki 17 Gbaitų.DVD- ROM kaupikliai labai panašūs į CD- ROM kaupiklius. Juose naudojamas trumpesnės bangos lazerio spindulys, tikslesnė skaitymo galvutės valdymo sistema, informacija gali būti įrašyta dviem sluoksniais į abi puses, todėl jie gerokai talpesni.

Magnetiniai juostlaikiai (cartidges)

Magnetiniai juostlaikiai (cartidges) yra panašūs į kasetes įtaisai, kuriuose juosta daug tiksliau fiksuota. 1/2 colio juostlaikiuose būna 200 metrų juostos, galinčios sukaupti 60 – 1500 MB informacijos. Duomenų skaitymo ir rašymo greitis 2.5 MB/sec, 1/4 colio juostlaikiai turi 330 metrų juostos, galinčios kaupti 250MB informacijos. 8 mm juostlaikiai talpina iki 10 GB informacijos.

Kieto kūno kaupimo įrenginiai(solid state storage)

Kieto kūno kaupimo įrenginiai(solid state storage) yra stacionarūs (be judesio) kaupikliai. Jų informacijos pasiekimo sparta yra mežesnė nei RAM ir ROM ir todėl jie netinka pagreitinei atminčiai. Jie brangūs. Šiuo metu kaip išoriniai kaupikliai naudojamos magnetinių burbuliukų (bubble) atmintys ir CCD (Charged Coupled Devices) – krūvių porų įrenginiai, pagaminti pagal MOP technologiją. CCD yra spartesni už burbuliukų atmintis, bet jie yra ištrinamų išjungus maitinimą atminčių tipas, o burbuliukų – neištrinamo tipo atmintys.

2.Kompaktiniai diskai (CD)

Optiniai informacijos kaupikliai buvo sukurti prieš penkioliką metų. Pirmasis kompaktinių diskų audio grotuvas buvo sukurtas firmoje Sony. Greitai jos pėdomis pasekė analogiška Philips firmos produkcija. Philips, kaip ir Sony, buvo viena iš pagrindinių šios technologijos kūrėjų. Pagrindine varomąją jėga kuriant kompaktinius diskus buvo garso įrašų industrija. CD (Compact disk) technologija dar ir dabar neturi sau lygių konkurentų muzikos pramonėje.
Kompiuterių pramonėje kompaktiniai diskai pradėti naudoti žymiai vėliau. Dar prieš penkis metus jie buvo retenybė, ir daugumai atrodė, kad 650Mb kompaktinis diskas ilgą laiką patenkins net pačių reikliausių vartotojų poreikius. Vienok ir kompiuterių ir kompaktinių diskų naudojimas labai plečiasi, taip kaip plečiasi ir informacijos kiekis, kurį reikia išsaugoti.
CD-ROM pavadinimas kilęs sutrumpinant žodžius “Compact Disk Read Only Memory” tai yra “tik skaitomos atminties kompaktiškas diskas” Šie diskai buvo kuriami nenumatant, kad juos reikės naudoti kompiuterių informacijai saugoti, todėl jie buvo optimizuoti skaitmeninio garso įrašams saugoti. Juos kuriant buvo iškeltas uždavinys – diske sutalpinti valandos trukmės HiFi kokybės garso įrašą. Pradėjus taikyti šiuos diskus kompiuterijoje iškilo begalės trūkumų. Pradėti kurti nauji diskų standartai, didinamas duomenų perdavimo greitis. Buvo sukurta daug CD modifikacijų tai CD-ROM/XA, VIDEO CD, CD-Extra, CD-I, CD-R, CD-RW. Tai laikinai patenkino vartotojų poreikius ir dabar CD įrenginiai faktiškai yra neatsiejama PC periferijos dalis.

2.1.CDROM technologija

CDROM diskai yra skirti tik skaitomos (read only) informacijos saugojimui. Rašymo į CDROM pagrindai yra paimti iš muzikinių plokštelių rašymo metodo -naudojamas besisukantis diskas su spiralės formos takeliu.

1 pav. Padidintas CDROM disko vaizdas

Optiniame rašyme lazerio spindulys panaudojamas ne tik informacijos įrašymui, bet ir jos nuskaitymui. Pradinis įrašas į diską padaromas ant poliruoto stiklinio disko, padengto 0,12-0,15 um(mikrometras,10-6metro) lako, jautraus šviesai, sluoksniu. Rašymas vyksta lazerio spindulio pagalba. Spindulio paveiktos sluoksnio vietos panaikinamos tirpikliu ir lako paviršiuje kas 1,6 um susidaro 0,12 um aukščio ir 0,6 um pločio kauburėliai. Šie kauburėliai vadinami pitais (paviršiaus informacinis vienetas analogiškas dvejetainėje sistemoje bitui). Jų ilgis atsižvelgiant į įrašomus duomenis būna nuo 1 iki 3 um. Išsidėstę paeiliui pitai sudaro spiralinį takelį, kuris prasideda disko centre.
Diskų kopijų gaminimas taip pat panašus į patefono plokštelių tiražavimą. Nuo stiklinio disko, padengto laku, gaunamos metalinės kopijos, kurios ir naudojamos kaip matricos presuojant karšto (skysto) polikarbonato diskus. Ant šių diskų užgarinamas metalo sluoksnis atlieka reflektoriaus funkciją. Gauti diskai padengiami skaidriu apsauginiu polikarbonato sluoksniu, atspariu mechaniniam poveikiui, drėgmei ir temperatūrai.

Kompaktinio disko pjūvis pateikiamas 2 pav.

CDROM diskų fiziniai parametrai yra pateikiami.

Diametras (mm) 120
Disko storis (mm) 1,2
Informacinio sluoksnio storis (mm) 1,2
Takelio plotis (um) 1,6
Minimalus pito ilgis (um) 0,83
Maksimalus pito ilgis (um) 3,1
Pito plotis (um) 0,4
Pito gylis (um) 0,1
Tarpeliai tarp pitų (um) 1
Tarpai tarp takelių (um) 1,6
Naudojamo lazerio bangos ilgis (nm) 780
Vieno sluoksnio talpa (Gb) 0,65

2.2.CD-R technologija

Kalbant apie visus kompaktinius diskus pridedama dalis “tik skaitomi diskai” (read only discs) Tai primena, kad juos galima skaityti su kompaktinių diskų grotuvais ir CDROM įrenginiais, bet informacijos juose šiais įrenginiais pakeisti negalima. Tai yra naudinga, kai reikia pagaminti daug disko kopijų už žemą savikainą, bet nenaudinga, kai kopijų skaičius yra mažas.

Tobulėjant optinių kaupimo įtaisų technologijoms, buvo sukurti keli optiniai informacijos įrašymo būdai. Vienas iš jų WORM (Write Once-Read Many, rašyti vieną kartą – skaityti daug kartų). Gaila, bet šis procesas yra negrįžtamas. Informaciją į diską galima įrašyti tik vieną kartą, jos ištrinti neįmanoma.

WORM technologija buvo sukurta Japonijos kompanijoje Taiyo Yuden. Šį standartą Philips ir Sony korporacijos priėmė 1990 metais. CD-R diskus galima skaityti su standartiniais CDROM įrenginiais. Taip pat buvo įvesti papildomi patobulinimai. Rašant informaciją, dalį WORM disko galima palikti tuščia. Šią vietą galima užpildyti kitos rašymo sesijos metu. Tai vadinamasis “multisession” (daugkartinio rašymo) režimas. Šių CD-R diskų struktūra ir gamyba yra panaši į paprastų CDROM.

Diskas yra pagamintas iš polikarbonato kurio vidinis paviršius yra padengtas specialių dažų sluoksniu. Lazerio spindulys gali pakeisti dažų sluoksnio šviesos absorbcijos laipsnį. Sekantis sluoksnis yra pagamintas iš aukso ar paauksuoto metalo (naujausios technologijos jau leidžia naudoti sidabrą). Šis metalo sluoksnis padengtas apsauginiu lako paviršiumi.

3 pav. Padidintas CD-R disko fragmento pjūvis

Šie diskai gamybos metu yra suformatuojami. Tai yra jų neskaidriame dažų sluoksnyje yra suformuotas 0,6-0,7um spiralinis takelis (griovelis) , kuris ir “rodo kelią”. Šiame takelyje informacija įrašoma galingu lazerio spinduliu išdeginant skylutes iki atsispindinčiojo sluoksnio. Informacija skaitoma mažos galios spinduliu, matuojant atsispindėjusios šviesos intensyvumą. Šviesos srauto pokytis atsiranda lazerio spinduliui einant per duobutės kraštą, yra koduojamas vienetu, o nekintantis šviesos srautas – nuliu. Informacijos įrašymo patikimumui padidinti tarp dviejų vienetų daromas mažiausiai dviejų nulių tarpelis. Pagrindinis trūkumas dėl ko WORM technologija nepaplito – buvo tas, kad CD-R diskelyje įrašytos informacijos negalima pakeisti. Privalumas – gana žema vieno disko savikaina.

2.3.CD-MO technologija

Kadangi WORM technologija turi savo trūkumų, buvo pradėta ieškoti naujų optinių informacijos saugojimo būdų. Kitas, jau ne WORM, informacijos saugojimo būdas – magneto optinis. Šiuo būdu išsaugotą informaciją galima keisti kiek norima kartų, išsaugojant panašią įtaisų struktūrą. Klasikinį CD-MO diskelį sudaro pagrindas, šviesą atspindintis aliuminio sluoksnis, informacinis ir apsauginis sluoksnis. Magneto optinis metodas pagrįstas Kero efektu. Šis efektas pasireiškia tuo, kad įmagnetintas paviršius keičia atsispindėjusio poliarizuoto šviesos srauto poliarizaciją priklausomai nuo magnetinio lauko poliškumo. Informacija įrašoma naudojant lazerio spindulio ir magnetinio lauko derinį, o skaitoma matuojant grįžtančio lazerio spindulio poliarizaciją.

4 pav.CD-MO fragmento pjūvis

2.4.CD-RW technologija

Ateityje, matyt, labiausiai pasiteisins ir paplis CD-RW diskai. Tai Compact Disc ReWritable ( perrašomi kompaktiniai diskai ). Nors ir CD-MO diskai yra perrašomi, jie turi daug trūkumų, vienas iš pagrindinių – rašymo proceso sudėtingumas ir nesuderinamumas su ankstesniais CD. CD-RW diskai dar vadinami CD-PD (compact disc phase detected). Taip yra todėl, kad informacija saugoma keičiant medžiagos fizinę būseną (fazę). Tokį diską sudaro : pagrindas, šviesą atspindintis sluoksnis, informacinis sluoksnis ir apsauginis sluoksnis. Pagrindinė šios struktūros dalis – informacinis sluoksnis. Jį sudaro : sidabras, indis, antimonis, telūras (Ag-In-Sb-Te) . Tai keičiantis savo fazę sluoksnis. Trumpam lazerio spinduliu įkaitinus mikrosritį, ji pakeičia savo būseną – iš amorfinės į kristalinę, įkaitinus dar kartą sritis grįžta į pradinę būseną iš kristalinės į amorfinę. Informacijos nuskaitymo metodas yra labai paprastas ir pagrįstas tuo, kad amorfinė medžiagos būsena yra neskaidri, o kristalinė atvirkščiai – skaidri, grįžtančiojo lazerio spindulio intensyvumas priklauso nuo informacinio paviršiaus fazės. Informacija skaitoma, kaip ir CD-ROM arba CD-R kaupikliuose, matuojant atsispindėjusios mažos galios lazerio šviesos intensyvumą.

5 pav.CD-RW disko struktūros pjūvis

2.5.Duomenų išdėstymas kompaktiniuose diskuose

Kompaktinio disko duomenų takelis prasideda disko centre ir baigiasi jo pakraštyje. Tai išilginė spiralinė juosta.

6 pav.Takelio išsidėstymas kompaktiniame diske

Disko takelio ilgis siekia 10 km., o takelių tankumas yra apie 16 000 viename colyje (TPI Track Per Inch – takeliai į colį). Palyginimui galima paimti lankstų diskelį (floppy disc) kuris turi 69 takelius viename colyje.

2.6.CD patikimumas

CD-ROM diskai yra gaminami iš aliuminio, todėl jų vidinis paviršius yra sidabro spalvos. CD-R ir CD-RW diskai dažniausiai turi kitos spalvos paviršių – tai priklauso nuo naudotų cheminių medžiagų formuojant įrašomąjį ir atspindintįjį sluoksnį. Nuo ko genda kompaktinis diskas? Visų pirma bet kurio tipo CD yra jautrus mechaniniams paviršiaus pažeidimams. Tačiau, skirtingai nei daugelis mano, įbrėžimai vidiniame disko paviršiuje yra ne tokie baisūs kaip “blogosios” pusės pažeidimai. Ir to priežastis yra kompaktinio disko sandara. Bet kurį CD sudaro storas plastmasinis pagrindas, plonytis kelių sluoksnių paviršius su duomenimis ir pastarąjį dengiantis irgi plonas apsauginis sluoksnis.

Įbrėžimai plastmasiniame pagrinde, jei jie nėra gilūs ir stipriai užteršti, beveik neturi įtakos įrašo kokybei, nes nuskaitančio lazerio spindulys gana lengvai tokias kliūtis apeina (fokusavimo dėka) ir pasiekia giliau esančius duomenis. Tačiau viršutinės disko pusės pažeidimai sunaikina duomenų paviršių arba atspindintį paviršių – abiem atvejais dingsta informacija ir ta disko vieta tampa amžiams prarasta. Kuo apsauginis sluoksnis yra storesnis ir tvirtesnis, tuo sunkiau jį įbrėžti. Kita vertus, kuo geresnis sluoksnis, tuo brangesnis kompaktinis diskas. Jei mechaniniai pažeidimai baisūs visų tipų kompaktiniams diskams, tai saulės šviesos bijo tik CD-R diskai. CD-R disko įrašančiam sluoksniui naudojamos šviesai jautrios medžiagos, dažniausiai specialūs dažai. Toje dažų vietoje, kur patenka įrašančio lazerio spindulys, keičiasi medžiagos ypatybės ir vieta tampa neskaidri. Taip, kaitaliojant skaidrius ir neskaidrius šviesai tarpus užrašoma dvejetainė informacija. Anksčiau visuose CD-R diskuose buvo naudojama vienintelė cheminė medžiaga cianinas (spalva varijuoja nuo melsvos iki žalsvos). Deja, bet tada naudojami cianino junginiai buvo neatsparūs ultravioletiniams spinduliams, kurių yra tiesioginėje saulės šviesoje, ir CD-R diskai netikdavo ilgesniam duomenų saugojimui. Iš tų laikų atėjo ir uždaros, tamsios kompaktinių diskų dėžutės, kuriose saugomas diskas ne taip greitai genda. Šiuolaikiniai CD-R diskai jau ne taip stipriai genda veikiami šviesos, tačiau palikti juos ilgesnį laiką apšviestoje vietoje vis dar nepatartina. Skirtingai nuo vienkartinio įrašymo diskų, CD-RW įrašomajame sluoksnyje naudojama medžiaga, kurios ypatybės priklauso nuo aušimo greičio, o ne šviesos. Todėl daugkartinio įrašymo kompaktiniai diskai praktiškai nejautrūs saulės šviesai, skirtingai nuo CD-R. Be saulės šviesos ir mechaninių pažeidimų, yra ir kitų veiksnių, kurie “sendina” kompaktinį diską. CD-ROM irimas arba korozija, CD-R ir CD-RW įrašomųjų paviršių blukimas ir irimas bei kiti veiksniai po truputį “graužia” ir gadina duomenis kompaktiniame diske. Kai kurie specialistai pataria panaudoti tuščią CD-R diską, kitaip sakant, įrašyti į jį duomenis arba garsą per 5 metus nuo disko pagaminimo datos. Įrašytą CD-R kompaktinį diską galima saugoti iki 100 metų, jei jis neveikiamas dienos šviesos. Skirtingi gamintojai nurodo skirtingą laiką – nuo 5 iki 200 metų. CD-RW diskus galima perrašyti vidutiniškai tūkstantį kartų – po to jis tampa nepatikimas. Patvirtintų duomenų apie įrašytos į CD-RW informacijos ilgaamžiškumą nėra, tačiau kai kurie gamintojai duoda savo diskams iki 30 metų garantiją.

3.Universalūs skaitmeniniai diskai (DVD)

Dar prieš šešis septynis metus kompaktiniai diskai buvo retenybė, daugumai atrodė, kad 650Mb kompaktinis diskas ilgą laiką patenkins net pačių reikliausių vartotojų poreikius. Tačiau ir kompiuterių ir kompaktinių diskų naudojimas labai plečiasi, taip kaip plečiasi ir informacijos kiekis, kurį reikia išsaugoti. Numatydami tokią situaciją, elektronikos gamintojai iš anksto pradėjo kurti sekančios kartos optinius informacijos kaupiklius. Čia, kaip ir kompaktinių diskų kūrimo procese pagrindinis variklis buvo laisvalaikio organizavimo industrija . Konstruktoriams buvo duotas tikslas – padidinti diskų talpą iki tokio lygio, kad vienoje jo pusėje tilptų aukštos kokybės skaitmeninis filmas. Pradžioje, pagrindinės firmos-konstruktorės nesutarė dėl bendro formato, ir ateityje tai galėjo tapti didžiule formatų kova, na o tai tik sumažintų vartotojų susidomėjimą nauja produkcija ir žinoma sumažintų pelną, kaip tai atsitiko buitinių video magnetofonų istorijoje. Galutiniam standarto priėmimui 1995 metais dešimt elektronikos gigantų (Hitachi, Matsushita, Electronic Industrial, Mitsubishi Electric, Philips Electronics, Pioneer Electronics, Sony, Thomson Multimedia, Time Warner, Toshiba ir JVC) įkūrė organizaciją DVD Consortium. Naujieji diskai gavo DVD pavadinimą. Iš pradžių tai reiškė skaitmeninis video diskas (Digital video disk), vėliau tai pradėjo šifruoti kaip universalus skaitmeninis diskas (Digital versatile disk). Iš pirmo žvilgsnio DVD diskai atrodo kaip mums jau įprasti CD-ROM diskai, bet DVD savo galimybėmis gerokai lenkia CD-ROM diskus. DVD diskai gali saugoti iki 26 kartų daugiau informacijos nei CD-ROM diskai. DVD diske gali būti saugoma 4,7 GB informacijos, negana to DVD diskų būną ir dvisluoksnio/dvipusio tipo, todėl į šio tipo diskus galima sutalpinti iki 17 GB duomenų, tokiuose diskuose duomenys saugomi dviejuose sluoksniuose kiekvienoje pusėje. Taip atrodo DVD diskas.

3.1.DVD veikimo principai

Kaip ir CD-ROM, DVD diskai saugo duomenis dėka įdubimų, esančių spiraliniuose takeliuose atspindinčiame metaliniame paviršiuje, padengtame plastiku. Pagrindinis reikalavimas, kuriant DVD, buvo paprastas: padidinti talpą, padidinus takelyje įdubimų, prie viso to technologija turi būti pigi. Tyrimų rezultatu tapo kokybiškesnio lazerio atradimas su mažesniu bangos ilgiu, dėl ko tapo įmanoma panaudoti mažesnius įdubimus. Įprastame CD-ROM įrenginyje lazerio banga yra 780 nm ilgio, o DVD – 650 nm arba 635 nm. Kita naujovė – tai naujas sektorių formatas, patikimesnis klaidų koregavimo kodas, ir pagerintas kanalų moduliavimas. Taip atrodo padidinti CD ir DVD paviršiai.
7 pav. Padidinti CD ir DVD paviršiai

3.2.DVD diskų struktūriniai tipai:

Single Side/ Single Layer (vienpusis/vienasluoksnis):
Tai pati paprasčiausia DVD disko struktūra. Šiame DVD diske galima talpinti iki 4,7 GB informacijos. Tai 7 kartus didesnė talpa nei paprastų CD-ROM diskų.

Single Side/ Dual Layer (vienpusis/dvisluoksnis):
Tokio tipo diskas informacija talpina 2 sluoksniuose, vienoje pusėje, tokiame diske galima talpinti iki 8,5GB duomenų, tai 3,5GB daugiau negu vienasluoksnyje DVD diske.

Double side/ Single Layer (dvipusis/vienasluoksnis):
Tokiame diske telpa 9,4GB duomenų, po 4,7GB kiekvienoje pusėje. Nesunku pastebėti, kad tokio disko talpa yra dvigubai didesnė nei vienasluoksnio/vienpusio DVD disko, tokiame diske duomenys įrašomi į abi puses, todėl reikia apversti diską į kitą pusę norint skaityti duomenis kitoje pusėje, arba įsigyti įrenginį kuris gali nuskaityti DVD diską iš abiejų pusių.

Double Side/ Double Layer (dvipusis/dvisluoksnis):
Tokios struktūros diske galima sutalpinti net 17 GB duomenų (po 8,5GB kiekvienoje pusėje).
Perdavimo greitis atitinka 9X CD-ROM greitį – 1.3 Mb/s. Paieškos laikas yra tarp 150 ir 200 ms. DVD įrenginiai nepakeis kietųjų diskų, tačiau jie puikiai, kaip ir CD-ROM, tinka didelių duomenų saugojimui. Vaizdo filmams paieškos laikas įtakos neturi, kadangi duomenys išdėstyti tolygiai, t.y. lazeriui nereikia šokinėti nuo vieno takelio prie kito.

3.3.DVD-R diskai

DVD Forum organizacija jau patvirtino specifikacijas dviejų įrenginių, kurie leidžia informaciją ne tik nuskaityti , bet ir įrašyti į DVD-R diskus. Tokie įtaisai DVD-R (DVD Recordable) gali informaciją įrašyti tik vieną kartą. Įtaisai, kurie leidžia rašyti daugelį kartų pavadinti DVD-RAM. Šie DVD diskai turėtų būti dviejų tipų – vienpusiai ir dvipusiai. Kiekvienoje tokio disko pusėje turėtų tilpti apie 3,95 Gb duomenų. Darbiniai tokių diskų paviršiai yra padengti specialiais temperatūrai jautriais dažais (kaip ir CD-R). DVD-R lazeris turi du nustatytus režimus. Rašant lazerio spindulys įkaitina atitinkamas temperatūrai jautraus sluoksnio vietas iki kelių šimtų laipsnių. Dėl to šios vietos pakeičia savo spalvą ir tuo pačiu atspindėjimo savybes. Šie pakitimai yra negrįžtami, todėl pakeisti šios informacijos neįmanoma. Skaitant lazeris dirba mažesniu galingumu todėl negali pakeisti optinių sluoksnio charakteristikų. Pakeitimai, kurie padaromi šiuo metodu yra gana maži, todėl ne visi šiuolaikiniai DVD-ROM įrenginiai gali skaityti šiuos diskus. Tarptautinė organizacija Optical Storage Technology Association užsiiminėjanti optinių įtaisų standartizavimu, pasiekė, kad naujausiose DVD įtaisų versijose šio trūkumo nebebūtų.

3.4.DVD-RAM diskai

DVD-RAM diskai taip pat bus leidžiami dviejų tipų – vienpusiai ir dvipusiai. Kiekvienoje tokio disko pusėje bus galima patalpinti iki 2,6 Gb duomenų. Informacijos išsaugojimo patikimumo padidinimui tokie diskai bus patalpinti į specialius įdėklus su paslankiu dangteliu. Bet kuriuo atveju įstačius diską į kaupiklį dangtelis atsidaro kaip ir įstatant paprastą disketę. Tačiau vienpusiai diskai galės būti gaminami ir be dėžutės su užsklanda.

Darbiniai DVD-RAM paviršiai yra padengti plona plėvele sudaryta iš kristalų, kurie paveikti lazerio spindulio įkaista ir pereina į amorfinę būseną. Taip atsitikus, pasikeičia jų atspindžio savybės. Lazeris naudojamas DVD-RAM kaupikliuose turi 3 galingumo režimus. Mažiausio galingumo režimas naudojamas duomenų nuskaitymui, o likę du kiti – kristalų pavertimui į amorfinę būseną ir atgal. Tokių pasikeitimų optinės charakteristikos irgi yra labai nežymios, todėl ne visi DVD-ROM įtaisai gali skaityti šiuos diskus. Artimiausiu metu šio nesuderinamumo turėtų nebelikti.

4.Technologijos leidžiančios praplėsti elektroninės informacijos laikmenų galimybes

IBM sukūrė kompiuterio atmintį dvigubinančią mikroschemą. Nauja IBM technologija padvigubina kompiuterio atmintį ir tam nereikia įsigyti brangiai kainuojančių atminties plokščių. „Memory Expansion Technology“ (MXT) – atminties išplėtimo technologija – pirmiausia bus naudojama IBM „Netfinity“ serveriams, tačiau numatoma šią technologiją taikyti ir paprastiems AK, „PalmPilot“ kompiuteriams bei mobiliesiems telefonams. Pasak IBM atstovų, ši technologija yra maždaug 10 000 kartų spartesnė už bet kurią kitą atminties suspaudimo technologiją. AK jau ir dabar plečia savo atmintį, tačiau programiniu būdu – „Windows“ ir „Mac OS“ turi „virtualios atminties“ funkciją ir gali naudotis kietojo disko atmintimi kaip papildoma (RAM). Tačiau šis būdas yra lėtas, kadangi mikroschemos yra žymiai spartesnės už magnetinius diskus. IBM atradimo esmė tokia: tam tikra plokštė patalpinama tarp kompiuterio procesoriaus ir atminties plokštės. Ši plokštė suspaudžia bei išplečia informaciją, kai tik ji patenka į atminties mikroschemas arba jas palieka. Toks „geležinis“ suspaudimo būdas yra labai spartus, o didelė dalis kompiuteriuose saugomos informacijos, ypač tekstiniai ar programiniai failai, yra neblogai suspaudžiami. Tiesa, daugiau problemų būna su grafiniais bei muzikiniais failais.

Išvados

Darbe apžvelgtos įvairios elektroninės informacijos laikmenos, vienos bendrai, kitos plačiau. Neatsitiktinai plačiau kalbėta apie kompaktinius ir universaliuosius skaitmeninius diskus. Prasidėjus optinių kaupiklių erai, pasikeitė požiūris į informacijos saugojimo galimybes. Tapo įmanoma palyginti nesudėtingais tačiau šiuolaikiniais metodais saugoti didžiulius informacijos kiekius.
Palyginti neseniai pradėti naudoti kompaktiniai diskai greitai ir ilgam užkariavo informacinę rinką. Buvo kuriamos naujos modifikacijos ir standartai. Sukurti standartai (CD-ROM, CD-R, CD-RW) praktiškai realizuoja visus reikalavimus išskyrus vieną – didelį talpumą. Todėl išsivystė nauja optinių kaupiklių karta – DVD. Tai dar tik naujovė, nes praktiškai vartotojai dar susipažįsta su šia technologija. Pradžia yra sunki, tačiau DVD užtikrintai skverbiasi į rinką, nes būtent jie kol kas išsprendžia pagrindinę informacijos laikmenų problemą, tai yra suteikia galimybe laikyti didelius kiekius duomenų palyginti mažomis kainomis. Pagrindinė DVD problema – standartų įvairovė, bet ir ji artimiausiu metu turėtų būti išspręsta.
Iš aptartų el. informacijos laikmenų pigiausia ir gana saugi yra kompaktinis diskas, 1 MB kaina jame mažesnė nei pusė cento, atsižvelgiant į CD nuskaitymo įrenginių paplitimą ir nedidelę jų kainą pasirinkimas duomenis laikyti kompaktiniame diske yra labai racionalus. Be abejo, kompaktinis diskas tiek technologiškai, tiek ir morališkai po truputį sensta tačiau panašu, kad artimiausiu metu jis dar išlaikys informacijos laikmenų rinkos lyderio pozicijas. DVD diskai taip pat patraukli informacijos laikymo priemonė, tačiau jų panaudojimą kol kas riboja kaina ir įrenginių galinčių juos nuskaityti paplitimas. Yra sukurta ir daugybė kitų el. informacijos laikmenų, tačiau dėl įvairių jų trūkumų ir lyginant su CD didele kaina šių inf. laikmenų panaudojimo galimybės yra gana ribotos.
Žvelgiant į netolimą ateitį, nusimato nauji, dar talpesni įtaisai. DVD diskai informacijai saugoti naudoja dvisluoksnius paviršius. Teoriškai galima naudoti iki dešimties. Yra numatyti sprendimai, kaip informaciją nuskaitinėti ne viena , o keliomis optinėmis galvutėmis. Tai turėtų žymiai padidinti duomenų skaitymo ir perdavimo spartą. Kitas talpumo padidinimo būdas mažinti informacinio vieneto plotą. Taip pat kuriamos technologijos leidžiančios efektyviau panaudoti esamų el. informacijos laikmenų galimybes. Tačiau tai tik ateities perspektyvos, ir nors yra daugybė informacijos laikymo priemonių ir metodų, bet tik – CD ir DVD yra pakankamai paruošti eiliniam vartotojui (žinoma neskaitant kietojo disko). Be abejo su laiku tobulėjant kompiuterinei technikai ir augant duomenų, kuriuos reikės saugoti, kiekiui, dabartinės el. informacijos laikmenos nebegalės patenkinti naujų poreikių, bus kuriamos tobulesnės inf. laikmenos, kokios jos bus parodys tik laikas.

Naudotos literatūros ir šaltinių sąrašas

Literatūra:

1.BRONISLONAS B., KULIKAUSKAS A., BUTLERIS R. ir kiti. Kaunas: Kompiuterija, 2000.

2. STARKUS B., STARKUS M. Atidesnis žvilgsnis į perrašomąjį optinį kaupiklį (CD-RW). Kaunas: Kompiuterija, 2000 Nr. 8 (36).

Interneto šaltiniai:

1. C-Cube Microsystems: Digital Video Disc Technology interneto puslapis
[žiūrėta 2005.10.15] Prieiga per internetą

2. CD Cellars interneto puslapis
[žiūrėta 2005.10.13] Prieiga per internetą

4. Naujosios Komunikacijos interneto puslapiai
[žiūrėta 2005.10.15] Prieiga per internetą

5. Hardware.lt interneto puslapiai
[žiūrėta 2005.10.15] Prieiga per internetą

6. Kompiuterijos interneto puslapis
[žiūrėta 2005.10.01] Prieiga per internetą

7. prof. .A. .A..Bielskis KU GMF Informatikos katedra Kompiuterių architektūra [žiūrėta 2005.10.24] Prieiga per internetą
.

Leave a Comment