diskiniai kaupikliai

Diskiniai kaupikliai

Padare:
Tikrino:

Vilnius 2006.01.05

Turinys

1) Bendrosios žynios 2

2) Kompiuterio išorinė atmintis 2

3) Diskiniai kaupikliai 3

4) Duomenų magnetinis įrašymas 4

5) Diskinių kaupiklių komponentės 4

6) Kompiuterio išorinė atmintis 5

7) Elektroniniai kaupikliai 7

8) Didelio kiekio atminties įtaisai 7

9) Magnetiniai diskai 7

10) Magneto-optiniai diskai 8

11) Optiniai diskai (CD-ROM) 9

Bendrosios žinios
Skirtingai nuo kaupiklių lanksčiuose diskuose ir jų kontrolierių, griežtai standartizuotų ir todėl lengvai keičiamų, PC naudojama daugybė tipų kietųjų diskų kaupiklių tipų, jų interfeisų ir kontrolierių besiskiriančių ir konfigūracijų galimybėmis.
Kietųjų magnetinių diskų kaupikliai (KMDK), jie gi HDD (Hard Disk Drive), pasirodė su PK/XT mašinomis. Pirmieji kaupikliai turėjo interfeisą, kuris iš tikro buvo išplėstas LMDK interfeisas, ir jungėsi prrie specialios kontrolieriaus plokštės su papildomu BIOS moduliu, platinančiu kietojo disko diskines serviso funkcijas. Visa informacija apie nustatytus kietuosius diskus laikoma kontrolieriaus plokštėje. AT klasės mašinose standartinį kontrolieriaus palaikymą įjungė į sisteminį BIOS, o kietojo disko naudojamus parametrus ėmė saugoti CMOS atmintyje. Toliau kaip tik ir rašoma apie AT mašinų diskus.
Tradicinės BIOS versijos palaiko iki dviejų kietųjų diskų kaupiklių ir saugo jų parametrus ląstelinėje CMOS atmintyje. Išplėstos BIOS versijos šiuolaikiniams dviemkanaliams kontrolieriams ATA palaiko 4 kietuosius diskus ir saugo jų parametrus. Standartiškai daaugumai BIOS versijų saugomas kiekvieno disko tipo numeris (1 – 46), numerių tipų atitikmuo geometriniams parametrams (cilindrų, galvučių ir sektorių skaičius), nors būna ir išimčių. 47 tipas (USER TYPE) leidžia užduoti laisvus parametrus, jis taip pat naudojamas ir automatiniam diskų parametrų nustatymui IDE opcijai ID

DE Autodetection utilėtai BIOS Setup. Diskams su skirtingais interfeisais tipas užduodamas skirtingai.
Diskams su ST-506/412 interfeisu paprastai užduodavo atitinkamą numerio tipą su fiksuotais parametrais, praktiškai visi atitinkami kaupikliai buvo talpinami standartinėje lentelėje. Norint tuos pačius parametrus buvo galima įvesti ir per 47 tipą.
Kompiuterio išorinė atmintis
Išorinės atminties įrenginiuose informacija saugoma autonomiškai nepriklausomai nuo to, ar kompiuteris įjungtas. Šiuose įrenginiuose informacijai saugoti naudojami įvairūs metodai -magnetinis, optinis, elektroninis arba jų derinys. Pagal kreipties į išorinėje atmintyje saugomą informaciją būdą jos įrenginiai skirstomi į tiesioginės ir nuosekliosios kreipties. Išorinės atminties įrenginiams būdinga tai, kad visi jie operuoja informacijos blokais, bet ne baitais, žodžiais arba bitais. Paprastai šie blokai būna fiksuotojo dydžio.
Tiesioginė kreiptis {direct access} – kreipiasi į informacijos blokus pagal jų adresus laisva tvarka. Paprastai tiesioginės kreipties įrenginiai – įvairūs diiskiniai kaupikliai (būgninių kaupiklių jau niekas nebeprisimena), todėl „diskas” arba „diskinis įrenginys” {disk device} sąvoka dažnai turi tiesioginės kreipties „išorinės atminties” prasmę. Pvz., virtualusis diskas operatyviojoje atmintyje arba elektroninis diskas vadinamojoje „fleš” {flash} atmintyje neturi sukimosi detalių, tačiau tai vis tiek tiesioginės kreipties išoriniai įrenginiai.
Nuoseklioji kreiptis {sequential access} – įrenginiuose kiekvienas informacijos blokas taip pat gali turėti savo unikalų adresą, tačiau į jį besikreipiant kaupiklis iš pradžių turi aptikti tomo (juostos) pradžios žymeklį, iš eilės skaitant visus blokus (dažniausiai juos tik skaičiuojant) su
urasti reikiamą ir tik tada pradėti keitimąsi duomenimis.
Pagrindiniai išorinės atminties įrenginių parametrai yra kreipties trukmė, duomenų perdavimo sparta ir savitoji duomenų saugojimo kaina.
Kreipties trukmė {access time} – gaunama kaip suvidurkintas laiko intervalas nuo užklausos siųsti duomenis atsiradimo iki faktiškos duomenų transliacijos pradžios. Įrenginiuose su judančiais nešikliais kreipties trukmė pagrindinai eikvojama nustatant galvučių padėtį {seek time} ir laukiant, kol reikalinga nešiklio sritis pasieks galvutes {iatency}. Diskiniuose kaupikliuose kreipties trukmė -nuo vienetų iki kelių šimtų milisekundžių.
Duomenų perdavimo (transliacijos) sparta {transfer speed, data transfer rate} – nustatoma kaip keitimosi duomenimis, kai jie jau aptikti, našumas. Kaupiklio buferinės atminties keitimosi duomenimis su vidiniu nešikliu sparta (vidinė sparta) ir kaupiklio išorinio interfeiso sparta gali labai skirtis. Išorinio interfeiso sparta ribojama elektroninių schemų veikimo spartos ir signalų siuntimo maksimalaus dažnumo. Vidinė sparta labiausiai priklauso nuo elektromechaninių įtaisų galimybių.
Informacijos saugojimo savitoji kaina suvokiama intuityviai ir čia komentuojama nebus.
Diskiniai kaupikliai
Duomenys bei programos kompiuteriuose saugomi įvairiuose kaupikliuose: lanksčiuosiuose diskuose {floppy disk}, standžiųjų diskų {hard disk}, juostiniuose {tapė} ir kituose kaupikliuose.
Šiame skyriuje daugiausia nagrinėsime standžiųjų diskų kaupiklių (toliau juos vadinsime tiesiog diskiniais) konstrukciją, veikimo principą bei jų interfeisus.
Nepaisant didelės diskinių kaupiklių įvairovės ir informacijos rašymo bei skaitymo principų, pagrindinis jų mechanizmas yra toks, kaip supaprastintai pavaizduota 5.1 pav.
Informacijos nešiklio sluoksnis – magnetinis, optinis arba ko
oks nors kitas – yra diskų darbiniuose paviršiuose. Diskus suka ašinis variklis {spindle motor}, užtikrinantis tam tikrą sukimosi greitį. Diske yra indeksų žymeklis, specialiu davikliu pažymintis kiekvieną disko apsisukimo pradžią. Informacija diskuose išdėstoma koncentriniuose takeliuose {tracks}, kurių numeracija prasideda nuo išorinio {track 00}. Kiekvienas takelis suskaidytas į fiksuotojo dydžio sektorius {sector}. Sektorius yra minimalus informacijos blokas, kuris gali būti įrašytas arba nuskaitytas iš disko. Sektorių numeracija prasideda vienetu ir derinama prie indeksų žymeklio. Kiekviename sektoriuje yra tam tikros tarnybinės informacijos apie jo adresą, kontrolinius kodus ir pan. bei duomenų sritis, kurios dydis paprastai 512 baitai. Jei kaupiklyje esti keli darbiniai paviršiai (ašyje gali būti išdėstytas diskų paketas ir kiekviename diske abu paviršiai gali būti darbiniai), tai to paties numerio takelių visuma sudaro šio numerio cilindrą {cylinder}. Kiekvienam disko darbiniam paviršiui skirta sava informaciją skaitanti ir rašanti galvutė {head}. Galvutės numeruojamos nuo nulio. Kad įvyktų elementari keitimosi duomenimis operacija – sektoriaus skaitymas arba rašymas – ašis turi suktis nustatytu greičiu, galvučių blokas turi būti pastumtas ties tam tikru cilindru ir tik tada, kai tam tikras sektorius priartės prie nurodytos galvutės, tarp galvutės ir kaupiklio elektrononių shemų prasidės keitimasis duomenemis.
Duomenų magnetinis įrašymas
Žinant kaip įrašinėjami ir saugomi duomenys magnetiniuose nešikliuose bus lengviau suprasti diskinių kaupiklių veikimą.
Įrašinėjant kiekvieną duomenų bitą ma
agnetiniame diske formuojasi skirtingo Įmagnetinimo atkarpų seka. įrašymo takelio atkarpa, kurioje gali būti įrašyta viena įmagnetinimo ženklo keitimosi zona, vadinama perėjos ląstele {transition cell}, arba tiesiog bito ląstele. Tokios ląstelės geometriniai matmenys priklauso nuo įrašo signalo taktinio dažnio ir greičio, kuriuo diskas juda įrašymo galvutės atžvilgiu. Įrašinėjant atskirus duomenų bitus šiose ląstelėse iš ženklo keitimosi zonų fonuuojasi tam tikram informacijos kodavimo metodui būdingas „ornamentas”. Tai susiję su tuo, kad įrašymo signalas nėra tiksli išeities duomenų impulsų sekos kopija (prieš įrašant, duomenys tam tikru būdu koduojami).
Diskinių kaupiklių komponentės
Disku plokštelės {platter} gali būti lanksčios arba standžios, medžiaga, iš kurios jos pagamintos turi užtikrinti geometrinių matmenų stabilumą. Diskelių plokštelės gaminamos iš mailaro arba lavsano, standžiųjų diskų – pagrindinai iš aliuminio. Plokštelių paviršiuje sudaromas darbinis magnetinis sluoksnis (geležies oksidas). Nuo darbinio sluoksnio medžiagos kokybės priklauso didžiausiasis leistinas informacijos įrašymo tankis.
Informacijai rašyti ir skaityti naudojamos magnetinės galvutės, kurios iš esmės yra miniatiūrinės induktyvumo ritės su plyšiu magnetinėje šerdyje. Rašymo metu galvutė įmagnetina magnetinio sluoksnio atkarpą, Įmagnetinimo kryptis priklauso nuo įrašymo srovės krypties (5.2 ir 5.3 pav.). Kai įmagnetintos darbinio paviršiaus atkarpos praeina pro skaitymo galvutę, joje generuojami evj impulsai kurių poliškumas priklauso nuo įmagnetinimo krvpties pokvčio. Taigi skaitymo signalo forma yra rašymo signalo išvestinė. Konstrukcijos reikalavimai, keliami rašymo ir skaitymo galvutėms, skiriasi, todėl universaliosios galvutės yra tam tikras kompromisas tarp jų. Pirmosios indukcinės galvutės buvo vyniojamos, vėliau galvutes pradėta gaminti pagal plonų plėvelių echnologiją {TF — Thin Film}. Moderniuosiuose kaupikliuose naudojamos magnetorezistyvinės alvutės, kurių veikimas pagrįstas puslaidininkių varžos anizotropija magnetiniame lauke {AMR – nisotropic MagnetoResistance}. Jose magnetorezistyviniu jutikliu teka tam tikra matavimo srovė urios stiprio kitimas proporcingas darbinio paviršiaus atkarpos įmagnetinimui. Skirtingai nuo ndukcinių galvučių magnetorezistyvinė generuoja signalą, proporcingą įrašymo signalui, o ne jo švestinei. Magnetorezistyvinės skaitymo galvutės kombinuojamos su indukcinėmis rašymo alvutėmis. Diskų sukimosi greitis skirtinguose kaupikliuose skiriasi. Kaupikliuose su ianksciaisiais diskeliais sukimosi greitis 300.360 min”1, diskiniuose kaupikliuose – 3600 nūn”1. Sparčiuosiuose kaupikliuose sukimosi greitis gali būti 5400 min”1 ir net 7200 min”1. Tačiau esant dideliems sukimosi greičiams, kyla balansavimo, giroskopinio efekto ir galvučių aerodinamikos problemų.
Esant magnetinėms galvutėms labai svarbu, kokiu atstumu jos išdėstytos virš magnetinio sluoksnio paviršiaus. Diskeliniuose kaupikliuose ne darbo metu galvute būna per kelis milimetrus virš disko paviršiaus, o informaciją skaitant arba rašant, speciali elektromagnetinė pavara ją prispaudžia prie disko paviršiaus. Tačiau tiesioginis galvutės ir paviršiaus sąlytis leistinas tik esant nedideliems sukimosi greičiams. Kaupikliuose, kuriuose diskų sukimosi greičiai dideli, galvutės virš darbinių paviršių aerodinamine keliamąja jėga palaikomos per mikroskopinius tarpelius. Galvutės „kritimas” ant darbinio paviršiaus, diskui sustojus, gali pažeisti ir pačią galvutę, ir diską. Kad taip neįvyktų, ne darbo metu galvutės parkuojamos {Park} – išvedamos į nedarbinę zoną, kur leistinas jų nusileidimas. Senuosiuose diskiniuose kaupikliuose parkavimas buvo būtinas, ir jį inicijuodavo programinė įranga.
Kompiuterio išorinė atmintis
Jam vykdyti kaupiklio parametruose reikėjo nurodyti parkavimo cilindro numerį {Landing Zone, arba Lzone}. Moderniuosiuose kaupikliuose galvutės parkuojamos automatiškai, iki tam tikros reikšmės sumažėjus maitinimo įtampai arba ašies sukimosi greičiui. Tokiuose kaupikliuose Lzone parametro nepaisoma. Be to, galvutes neišvedamos į darbo zoną tol, kol bus pakankamas sukimosi greitis.
Galvučių padėčiai į tam tikrą cilindrą nustatyti diskeliniuose kaupikliuose ir senuosiuose diskiniuose kaupikliuose naudojami žingsniniai varikliai. Šių variklių veleną, siunčiant tam tikrą impulsų skaičių, galima apsukti nurodytu kampu. Kampinis (sukamasis) judėjimas į tiesinį keičiamas sliekine arba juosteline pavara. Automatinio sistemų valdymo požiūriu pavara su žingsniniu varikliu yra atviroji sistema (nėra grįžtamojo ryšio). Tokioje sistemoje neįmanoma klaidų korekcija. Visose duomenų kaitos operacijose tikrinamas cilindro numeris ir jeigu jis nesutampa, galvučių padėtis nustatoma iš naujo – grįžtama į nulinį cilindrą ir siunčiami tam tikro žingsnio impulsai. Galvučių padėties nustatymas į nulinį cilindrą kontroliuojamas specialiu nulinio cilindro jutikliu (dažniausiai tai būna optopora).
Moderniuosiuose kaupikliuose naudojama judančių ričių {voice coil actuator} galvučių pavara, kuri veikia pagal magnetoelektrinės sistemos elektrinių matavimo prietaisų principą. Tokioje pavaroje galvučių blokas susietas su induktyvumo rite, ši patalpinta į nuolatinio magneto lauką. Daugumoje modernių diskinių kaupiklių naudojama sukimosi pavara (5.4 pav.), čia, valdant srovės kryptį ir stiprį, galvučių bloką galima išdėstyti bet kur, o ne pagal fiksuotus žingsnius. Tačiau tokioje sistemoje būtinas grįžtamasis ryšys – informacija apie esamą galvutės padėtį. Pavara, užtikrinanti tikslų galvutės padėties nustatymą pagal grįžtamojo ryšio signalą, vadinama servopavara (sekos pavara). Valdymo sistemą šiuo atveju pavyko uždaryti išdėstant pagalbinę „nutaikymo” informaciją – tarnybinės žymės (servožymes) – pačiame diske. Kadangi tarnybinės žymės išdėstomos tuose pačiuose diskuose, disko ir pavaros matmenų pokyčiai neturės didelės įtakos galvučių padėties nustatymo tikslumui. Tarnybinės žymės įrašomos kaupiklio surinkimo metu. Eksploatacijos metu tarnybinės žymės tik skaitomos. Pagal tarnybinių žymių išdėstymą esti kaupikliai su išskirtu tarnybiniu paviršiumi (servopaviršiumi) {dedicated servo} ir su įtaisytomis vidinėmis tarnybinėmis žymėmis {embedded servo}. Pirmuoju atveju vienas darbinis paviršius diskų pakete specialiai išskiriamas tarnybinėms žymėms, o jį atitinkanti galvutė tampa tarnybine (servogalvute). Tokioje sistemoje galvučių padėties nustatymo paklaida gali atsirasti dėl galvučių tarpusavio padėties kitimo bloke.
Kaupikliuose su įtaisytomis (vidinėmis) tarnybinėmis žymėmis informacija servopavarai rašoma darbiniuose paviršiuose tarp duomenų sektorių. Ji gali būti išdėstoma kiekvieno takelio pradžioje -šiuo atveju diske susidaro pleišto formos tarnybinių žymių sritis (5.6 pav.). Tokio išdėstymo trūkumas yra tai, kad tarnybinė informacija (grįžtamojo ryšio signalas) gaunama diskrečiai vieną kartą per disko apsisukimą (kai greitis 3600 min”1, sukimosi periodas – 16,7 ms). Tiksliai galvučių padėčiai nustatyti kartais tenka laukti kelis apsisukimus. Spartesnis variantas – tarnybinių žymių išdėstymas prieš kiekvieną sektorių (5.7 pav.). Šiuo atveju tam tikras takelis randamas mažiau kaip per vieną apsisukimą. Dar vienas įtaisytų tarnybinių žymių privalumas – iš esmės kompensuojamas bet koks geometrijos pokytis, nes sekimo sistema galvutę nutaiko būtent į nurodytą sektorių. Taip pat yra kaupiklių su mišria servosistema, čia, be specialaus išskirtinio tarnybinio paviršiaus („servopaviršius”), naudojamos darbiniuose paviršiuose išdėstytos tarnybinės žymės.
Elektroniniai kaupikliai
Naudojant energonepriklausomą puslaidininkių atmintį (flash), leidžia gauti super aukštų parametrų skaitymo greičius. Kadangi įrašas į energonepriklausomą atmintį reikalauja didelių laiko nuostolių, tad greičio parametrai gerokai prastesni. PC Card moduliai 1,8-175 mb taikomi blokiniuose PK, bet saugojimo kaina panašiai $50mb, kas yra kelis kart aukščiau, negu pas kaupiklius sujudančiais nešėjais.
Didelio kiekio atminties įtaisai
Masinės atminties įrangoms keičiamuose nešikliuose galima priskirti įrangą, turinčią apimtį žymiai viršijančią įprastų diskelių apimtį. Jos skirtos duomenų archivavimo sistemoms arba (ir) didelės apimties informacijos pernešimui. Priklausomai nuo paskirties šios įrangos vykdomos vidiniais ir išoriniais, stacionariais ir portatyviniais. Dauguma šių įrangų turi interfeisą SCSI arba ATA, portatyvinės įrangos dažnai turi pajungimo prie paralelinio porto interfeisą, kas palengvina pajungimą prie bet kurio kompiuterio, bet pralaimimi informacijos perdavimo greitis ir padidėja procesoriaus apkrovimas keičiant duomenis. Įrangos keičiamuose nešikliuose, kaip diskinės, taip pat ir juostinės, gali ir neturėti palaikymo ROM BIOS lygyje, dėl to priėjimas prie jų tampa galimas tik įkrovus specialius draiverius, atitinkamus naudojamai operacinei sistemai. Dėl tokios duotos klasės «nesistemiškumo» ir jų dalyvavimo nebūtinumo PC’e, apsiribosime tik trumpa egzistuojančių įrangų tipų charekteristika.
Magnetiniai diskai
Sąvokos:
Bernulio diskai (Bernuolli Removable Media Drive). Atvedimo nuo 5″diskiklis naudoja 3,5″ lanksčius diskus kietoje kasetėje. Apimtis 35-150 Mbaitai. Sukantis diskui 3600 ap/min greičiu iškyla Bernulio efektas, palaikantis galvutes. Greičio parametrais artimi vinčesteriui. Kasetė atspari išoriniams poveikiams. Interfeisas: vidiniai – IDE, SCSI; išoriniai – SCSL, LPT-portas. Gamintojas: IOmega.
Magnetinių diskų kaupikliai gali turėti skirtingus keitimo lygius. Įprastas kietojo disko kaupiklis (vinčesteris) į kompiuterį įstatomas ilgam, ir jo pajungimui reikia atidaryti sisteminio bloko korpusą ir atjungti maitinimą. Egzistuoja ir kaupikliai, leidžiantys «karštą keitimą» (Hot Swap), kuriems nereikia atjungti maitinimo ir yra specialus konstruktyvas, leidžiantis įstatyti ir išimti vinčesterį priešakinėje panelio pusėje, neardant kompiuterio. Tačiau dažniausiai tai keičiama serviso tikslais. Išimami vinčesteriai – įrangos su analoginėmis savybėmis, bet skirtos pernešimui arba duomenų laikymo (konfidencialumui) saugumui užtikrinti. Išimamų vinčesterių egzistuojantys modeliai sąlyginai brangūs ir nepatikimi. Išleidžiami ir nebrangūs pereinamieji «Mobile Rack», kuriuos galima naudoti vietoj išimamo įprasto ATA- disko. Dėl to 3″ kaupiklis įstatomas į 5″ sekciją. Tačiau būtina prisiminti, kad įprasti kaupikliai nepritaikyti vibracijai ir smūgiams, kurių pavojus dažnai nešiojant įrangą padidėja. Vinčesteris gi, rūpestingai apgaubtas minkštos pakuotės, užima daug vietos. Dėl to labiau domina kaupikliai būtent su išimamais nešikliais.
Bermdio diskai (Bernuolli Removable Media Drive). Atvedimo nuo 5″diskiklis naudoja 3,5″ lanksčius diskus kietoje kasetėje. Apimtis 35-150 Mbaitai. Sukantis diskui 3600 ap/min greičiu iškyla Bernulio efektas, palaikantis galvutes. Greičio parametrais artimi vinčesteriui. Kasetė atspari išoriniams poveikiams. Interfeisas: vidiniai – IDE, SCSI; išoriniai – SCSL, LPT-portas. Gamintojas: IOmega.
Kasetiniai kieti diskai (SyQuest Removable Media Drives) naudoja 5″, 3,5″ir 1,8″ kartridžus, pagal keitimo greičius sulyginami su Bernulio diskais. Kasetės yra didelės talpos, bet labiau jautrios dulkėms, smūgiams ir kitiems poveikiams. Gamintojas: SyQuest, SyDOC.
Lankstūs magnetopiniai diskai (Floptical drives) – 3,5 HGMD viršaukštinio tankumo. Pirmieji modeliai turėjo apie 20 Mb talpą: 755takelių, 27 sektorius po 512 baitus. Aukštas skersinis tankis pasiekiamas naudojant galvutės pozicianavimo lazerinę sistemą. Sukimosi greitis 720 ap/min. Interfeisas – SCSI, ATA arba specialus adapteris, leidžiantis juos panaudoti kaip diskiklį A. Kaupiklis suderinamas ir su įprastomis disketėmis 720Kbait ir l,44Mbait (2,88Mbait tik pagal skaitymą). Dėl specifinės informacijos saugojimo vertės prie sąlyginai nedidelės disketės talpos šios įrangos nesukėlė ypatingo susidomėjimo. Šiuolaikinė įrenginys LS-120 (Laser Servo 120 Mb) turi 120 Mb talpos disketės – po 1736 informacinius trekus kiekvienoje pusėje su zoninio formato užrašu. Įrenginys turi ATAPI interfeisą loginė geometrija – 960 cilindrų x8 galvučių x32 sektorių treke. Fiziškai kiekviename treke patalpinti 51-92 512-baitų sektoriai. Lazerinis pozicionavimas naudoja 900 servotrekų. Kaupiklis žymiai pigesnis už su juo konkuruojančiomis magneto-optinėmis įrangomis, apie kurias bus kalbama toliau, tačiau specifinė nešiklio vertė daug didesnė. Naujos BIOS versijos turi šių įrangų palaikymą ir leidžia, paeiliui pagal įkrovimo įrenginys, įjungti ir LS-120.
Magneto-optiniai diskai
Magneto-optiniai diskai, (Magneto-Optical Drives, MOD), optiką naudoja magnetinio įrašo metu. Šiuose diskuose pavyko žymiai sumažinti permagnetinamų zonų apimtį – įrašant magnetinė galvutė veikia tik mikroskopinę nešiklio zoną pašildomą lazerio spinduliais. Magneto-optiniai diskai atsparūs stipriems išoriniams magnetiniams laukams. Įrangų talpa priklausomai nuo dydžio ir kartos, yra nuo 128 Mbaitų iki 2,6 Gbaitų. Toms pačioms įrangoms gali būti nurodytos dvi talpų reikšmės, pavyzdžiui 540/640 Mbaitų. Mažesnioji reikšmė atitinka formavimą su standartine sektoriaus (512 baitų) apimtimi, didesnioji – su padidinta (duotu atveju iki 2048 baitų). Kadangi įrašant išsiskiria reikšmingas šilumos kiekis, tinkamesnės išorinio vykdymo įrenginys. Įrenginys turi interfeisus SCSI ir IDE. Magneto-optiniai diskai dėl standartizuoto nešiklio yra ne tik išplitusi archyvavimo priemonė, bet ir duomenų pasikeitimo. Nešiklio 3″ standartizuoti ISO/IEK 15041:1997, 5″ nešiklio standartai kuriami. Magneto-optinius kaupiklius ir diskus gamina daugybė firmų. Yra trys įrašymo tankio laipsniai MOD’e (lent. 8.20), besiskiriantys trekų išdėstymo tankiu; moduliacijos metodais – PWM (P ulse With Modulation – plačiai-impulsinė moduliacija) dėl lx’o ir 2x’o, PPM (Pulse Position Modulation -poziciškai-impulsinė moduliacija) dėl 4x’o; kodavimo metodu – RLL 2.7 dėl lx’o ir 2x’o, RLL 1.7 dėl 4X’o ir 5x’o o taip pat ir zoninio formato įrašo organizacija. Įrenginys 4x (5x) paprastai gali pilnavertiškai dirbti su 2x diskais ir skaityti lx diskus. Kaip ir visi šiuolaikiniai kaupikliai su įstatytu kontrolieriumi, kaupikliai MOD vykdo fizinės geometrijos transliaciją (su zoniniu formatu) į loginę ir turi vidines priemones defektinių blokų perreikšminimui.
Magneto-optinių diskų formavimas viršutiniame lygyje gali būti vykdomas disketės stiliumi arba vinčesterio stiliumi. Pirmu atveju diskas yra lyg labai didelė disketė, jo nulinis loginis blokas sulaiko įkroviklį ir nešiklio deskriptorių (be lentelės padalijimų). Disketė, be jokios abejonės, numano keičiamumą bet šiame režime MOD galima panaudoti tik su draiverio pagalba, įkraunamą jau operacinės sistemos. Šį formatą palaiko ir OC/2. Formuojant vinčesterio stiliumi diskas prasideda nuo lentelės padalijimų ir sistemai atrodo lyg kietasis diskas, kuris, jei panaudojamas SCSI interfeisas, gali būti aptarnautas ir BIOS host-adapterio be jokių įkraunamų draiverių. Tai leidžia net įkrauti OC ir MOD, bet ne bet kokia BIOS «supras», kad tam «kietajam diskui» galima pakeisti nešiklį. Nekorektiškas nešiklio pakeitimas gali sunaikinti duomenis, kai po OC disko pakeitimo neatnaujins disko deskriptoriaus OZE’e ir lentelių failų išdėstymą. Pastebėsime, kad nešiklio pakeitimas sistemai Macintosh kitaip atidirbamas negu PC’e, todėl MOD kaupikliai su SCSI interfeisu turi perjungiklį «Mac-PC», kuris turi būti korektiškai įstatytas. MOD formavimas užtrunka iki pusvalandžio, todėl taupant laiką verta įsigyti iš anksto suformuotus diskus.

Optiniai diskai (CD-ROM)
Optiniuose diskuose informacijos saugojimui naudojamas nešiklio paviršiaus optinių savybių pakeitimas (dažniausiai atspindėjimo laipsnis). Tikrinimo metu lazerio spinduliui apšvietus treką kyla atspindėto spindulio moduliacija, priimama fotoimtuvu. Į kompiuterį optinis diskas atėjo iš skaitmeninės garso įrašymo technikos. Audiokompaktai-diskai,vadinami Audio-CD (Compact Disk), kaip ir (gramafono) plokštelės, turi vieną spiralinį treką prasidedantį iš periferinės disko pusės. Ši spiralė turi 22 188 vijas (skersinis tankis apie 600 vijų l’ame mm) ir ilgį daugiau kaip 5 km. Įrašo išilginiam tankiui išlyginti diskas sukasi besikeičiančiu kampiniu greičiu, o pavara užtikrina nešiklio linijinio greičio pastovumą praeinantį po galvute. Tai nulemia ilgą priėjimo laiką, kadangi užtrunka ir disko įsibėgėjimas (stabdymas) gana greitai keičiant galvutes. Audio duomenų sulyginimo greitis, būtinas garso gaminimui realiu masteliu, atitinka 150 Kb/s informacijos greitį. Diskas gali saugoti 74 minučių stereofoninio audiosignalo skambėjimą su 44,lkGc kvantovavimo dažniu ir 16-atskyrių ištraukomis. 120 mm diametro diskuose naudojamas tik vienas paviršius. Tokios išvaizdos ir pasirodė pirmieji kompaktiniai -diskai duomenų saugojimui.
Diskų įrašymas gali vykti kaip spausdinimas su matricomis (panašiai kaip plokštelių tiražavimas),taip pat kaip ir betarpišku įrašymu į nešiklį CD-R įrangoje, apie kurį ir bus toliau kalbama. Diskų, pagamintų matriciniu būdu, savikaina vertinama centais. Individualiai įrašyti diskai brangesni – tvarka 5 S/. Nepriklausomai nuo įrašymo būdo optinius diskus gali perskaityti bet kuri skaitymo įrenginys, palaikanti duoto formato įrašą (žinoma, naudojant kokybišką nešiklį įrašymo aparatūrą. Tačiau tarp štampuotų ir įrašytų diskų visgi yra tam tikras skirtumas, kuris gali būti panaudotas ir ginantis nuo piratinio kopijavimo.
Įrangoje CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) – kompakt-diskų tikrintuvas -primena įprastus diskiklius. Tačiau be spindelio pavaros ir galvutės jie dar turi ir disko įkrovimo mechanizmą ir sudėtingesnę tikrinimo galvutę. Tikrinimo galvutė susideda iš lazerio spinduolio, fotoimiklio ir pasvirusio veidrodžio, užfiksuotų judančiame galvutės vežimėlyje. Vežimėlyje ant linguojančios pakabos pritvirtinta plastmasinė fokusuojanti linzė. Su linze surišta maža indukcijos ritė, patalpinta nuolatiniame magnetiniame lauke, įstatyto vežimėlyje. Ritė ir magnetas sukuria pakabos linzės elektromagnetinę pavarą, užtikrinančią jos perkėlimą disko statmenos plokštumos kryptimi. Pakabos linzės pavara valdant kontrolieriui, įstatyto į kaupiklį, užtikrina tikslų optinės sistemos spindulių fokusavimą. Justuojant optinę sistemą linzę pastato lygiagrečiai disko plokštumai su reguliuojamųjų sraigtų vežimėlyje pagalba. Pavaros mechanika pakankamai paprasta, bet nereikėtų užmiršti plastmasinės linzės gležnumo: nerūpestingas valymas gali palikti mikroskopinius įbrėžimus ir skaitymas taps nestabilus. Yra kaupiklių su besivalančiomis linzėmis, vadinamos Self-cleaning lenses. Izoliavimui nuo aplinkos (Drive Sealing) kaupikliuose gali būti dvigubos durelės nuo dulkių.
Disko pakrovimas į diską priklauso nuo konstrukcijos. Labiausiai paplitusios įrangos su išsikišiančiu dėtimi, arba padėklu taip vadinami kaupikliai Tray-Type (Tray – padėklas). Diskas dedamas ant dėtuvo dirbančiu paviršiumi žemyn, paskui speciali pavara įtraukia dėtuvą į įrangos vidų ir padeda diską ant spindelio (ašies). Dėtuvo judėjimą galima valdyti programiškai arba su mygtuko pagalba įrangos priešakiniame panelyje. Dėtuvas netgi įsitraukia paprasčiausiai nuo lengvo stumtelėjimo (kai įjungtas maitinimas). Įrangos su dėtuvo padavimu pačios pigiausios. Jų trūkumas tas, kad diską tenka imti rankomis, dėl to jį galima ištepti, išmesti iš rankų ar įbrėžti.
Yra taip vadinamų Caddy-Type kaupiklių, į kuriuos CD įdedama į specialią apsauginę kasetę (Caddy) analogišką apsauginiam disketės 3″ dėklui. Kasetė paprasčiausiai įdedama kaupiklio langelį ir nereikia specialios pavaros disko pakrovimui. Šis sprendimas apsaugo diskus nuo atsitiktinio pakenkimo ir leidžia pakrauti bet kurioje kaupiklio padėtyje. Dažnai keičiant diskus patartina turėti keletą kasečių (Caddy), o idealiai tokiose kasetėse ir reikėtų laikyti, bet tai šiek tiek nuostolinga.
Yra tai pat kaupiklių nelabai korektiškai vadinamų CD-Changer, į kuriuos iškart galima įdėti kelis CD (iki keturių). Šiose įrangose pakrovimo mechanizmas kitoks: diskas (be dėklo) įdedamas į plyšį ir speciali pavara įtraukia jį į korpuso vidų. Po to įrenginysi galima «sušerti» sekantį diską. Išimant diskas išsistumia iš plyšio maždaug iki pusės, paskui jis paimamas rankomis.Tokiame kaupiklyje, žinoma,galimas tik vieno (aktyvaus) disko skaitymas, o jis keičiamas 1-5 s rankomis mygtuko pulte pagalba arba programiškai. Tačiau nesėkmingas programinis palaikymas (kraštutiniu atveju, pirmosios draiverių versijos Windows’ams 95) gali sumažinti norą naudoti šį servisą, ypač kai pasiklausai audiodisko – ši įrenginys veikia per daug bruzdžiai.
CD-ROM kaupikliai turi išorines apimtis, atitinkančias 5″ formato įrangos pusę aukščio. CD-ROM diskus gali skaityti bet kurioje padėtyje, bet disko pakrovimas iš dėtuvo nehorizontaliai labai sunkus ir nesaugus tiek diskui tiek ir kaupikliui. Šia prasme kaupikliai Caddy-Tape ir CD-Changer mažiau užgaidūs.
Pirmieji kaupikliai turėjo savus interfeisus, vadinamus, pagal firmas-gamintojas, intrfeisais Sony, Panasonic ir Mitsumi (lent. 8.21-8.23). Visi šie interfeisai pagal prasmę primena 8-bitį šynos ATA variantą, bet apie suderinamumą su ja nėra nė kalbos. Kaupiklių naudojimas su šiais interfeisais gali labai pasunkėti jei nebus atitinkamų draiverių įrangų. Šiuolaikiniai kaupikliai išleidžiami su SCSI ir ATA (ATAPI) interfeisais, galimas pajungimas ir prie LPT-porto. Bloknotiniams PK yra mažų kaupiklių, patalpinamųjų korpusuose.

Leave a Comment