Pevné disky Delenie pevných diskov Podľa formátu
5,25" - veľký formát, používaný najmä v minulosti3,5" - malý formát, používaný v súčasnosti2,5" - formát používaný v notebookoch1,8" - mikroformát používaný v malých prenosných zariadeniach1" - mikroformát používaný v malých prenosných zariadeniach
Podľa otáčok
4 300 ot/min.5 400 ot/min.7 200 ot/min.10 000 ot/min.15 000 ot/min.
Podľa rozhrania
IDE/EIDE/ATA/ATAPISerial
ATASCSI
Fyzická stavba pevného disku
Každý pevný disk sa skladá z týchto súčiastok:
jedna alebo viaceré voľne sa otáčajúce hliníkové alebo sklenené platne určené na ukladanie údajov sklenené platne sa používali najmä do roku 2002)elektrický motorček zabezpečujúci otáčanie platní stanovenou rýchlosťou (väčšinou 5 400, 7 200 alebo 15 000 otáčok za minútu)pohyblivé čítacie a zapisovacie hlavy (angl. Heads) pevného diskuelektrický motorček zabezpečujúci pohyb čítacích a zapisovacích hláv diskuintegrované elektrické obvody slúžiace na ovládanie hláv a motorčekov disku (táto časť sa tiež niekedy nazýva aj elektronika disku)rozhranie na prepojenie disku s počítačomprachotesný obal pevného disku
Úložné platne, popis a výroba
Za najdôležitejšiu súčasť pevného disku môžeme považovať práve voľne pohyblivé, dnes už takmer výlučne hliníkové platne. Platní môže byť v pevnom disku niekoľko, najčastejšie však výrobcovia používajú jednu až štyri úložné platne. V prípade diskov s extrémne veľkou kapacitou môže byť platní až 12. V zásade však platí, že čím má disk viac úložných platní, tým je hlučnejší a má väčšou spotrebu elektrickej energie. Práve preto sa výrobcovia snažia vyrobiť čo najväčší pevný disk (kapacitne), avšak s čo najmenším počtom platní. Z dôvodu zjednodušenia výrobného postupu sa tiež môže stať, že výrobca „umele“ zníži kapacitu pevného disku tak, že niektoré platne pevného disku sa nepoužívajú, aj napriek tomu, že sú v disku osadené. Hliníkové úložné platne sa odlievajú vo veľmi presných formách a navyše musia mať čo najnižšiu elektrickú vodivosť, aby sa zabránilo tvorbe tzv. vírivých prúdov, ktoré by mohli pevný disk poškodiť. Keďže hliník, z ktorého sú platne vyrobené, nemá nejaké významné magnetické vlastnosti, musí sa na vyrobené platne pevného disku naniesť tenká (cca 1 mikrometrová) vrstva oxidu železného a kobaltu. Na tieto dve vrstvy sa neskôr nanáša ešte jemná grafitová vrstva, ktorá znižuje šancu na mechanické poškodenie pevného disku. Do roku 2000 sa na výrobu úložných platní pevných diskov vo veľkej miere používalo aj sklo. V súčasnosti sa však už opäť používa skôr hliník, s výnimkou pevných diskov, určených na použitie v serveroch.
Čítacie a zapisovacie hlavy
Ďalšou veľmi dôležitou súčasťou pevného disku sú čítacie a zapisovacie hlavy. Počas práce pevného disku sa tieto hlavy premiestňujú nad jednotlivými platňami a načítavajú z nich údaje, prípadne ich na platne zapisujú. Vzdialenosť hláv a platní je veľmi malá (môžeme ju merať iba v nanometroch) a je daná hrúbkou vzduchového vankúša, ktorý sa tvorí nad rýchle rotujúcimi platňami disku. Je samozrejmé, že spomínaný „vzduchový vankúš“ je tvorený iba nepatrným množstvom vzduchu, ktorý však musí byť dokonale čistý a nesmie obsahovať žiadne znečisťujúce častice. Tu sa práve skrýva odpoveď na otázku, prečo sa pevné disky vyrábajú v dokonale čistých miestnostiach; v inom prostredí by totiž nebolo možné dosiahnuť taký vysoký stupeň čistoty ovzdušia. Ak by sme napríklad pevný disk otvorili u nás doma, je veľmi pravdepodobné, že by sa tým nenávratne poškodil. Toto poškodenie je zapríčinené najmä znečistením vzduchom, ktorý by sa do pevného disku dostal. Čítacie a zapisovacie hlavy je potrebné chrániť pred náhodným dotykom s úložnými platňami disku. Preto musí existovať v každom pevnom disku aj tzv. „parkovacia zóna“, kde sa čítacie a zapisovacie hlavy otočia ešte pred vypnutím pevného disku. Po otočení čítacích a zapisovacích hláv do „parkovacej zóny“ sú tieto hlavy zafixované malým magnetom, aby sa nemohli voľne pohybovať v čase, keď je pevný disk mimo prevádzky. V prenosných počítačoch, tzv. notebookoch, je táto technológia ešte vylepšená urýchľovacím senzorom, ktorý neustále sleduje otrasy počítača a ak hrozí napr. pád prístroja, okamžite vyšle príkaz na zaparkovanie čítacích a zapisovacích hláv pevného disku. Pri bežných stolných počítačoch sa však tento senzor nepoužíva (nepredpokladajú sa totiž také prudké otrasy ako u prenosných počítačov) a príkaz na zaparkovanie hláv pred vypnutím počítača, vydáva operačný systém.
Obal disku Zaujímavou časťou pevného disku je aj jeho obal. Je prachotesne uzavretý, nie je však vzduchotesný. Na obale pevného disku sa nachádza malý otvor s filtrom, ktorým sa dovnútra pevného disku dostáva vzduch, slúžiaci na ochladzovanie jednotlivých súčiastok. V žiadnom prípade nesmie byť otvor s filtrom uzavretý, prípadne upchaný, pretože by došlo k nenávratnému poškodeniu zariadenia.
Rozhranie na prepojenie pevného disku s počítačom Na prepojenie interného pevného disku s ostatnými počítačovými komponentami sa momentálne používa najmä paralelné rozhranie s názvom ATA, ktoré sa tiež nazýva aj paralelným portom. Paralelný port môžeme rozdeliť na dva základné typy, a to: IDE, EIDE – používa sa najmä v stolných počítačoch a paralelný port typu SCSI, ktorý nájdeme napríklad v serveroch alebo v počítačoch zapojených vo veľkých sieťach. . So zväčšujúcou sa prenosovou rýchlosťou pevných diskov sa však už objavili aj fyzikálne hranice tohto rozhrania. Cez paralelný port typu SCSI je totiž napr. možné previesť maximálne 320 MB dát za sekundu. Táto zdanlivo závratná rýchlosť však nemusí vždy postačovať a preto sa výrobcovia pevných diskov už niekoľko rokov usilujú priviesť používateľov počítačov k prechodu od paralelných rozhraní pevných diskov k sériovým rozhraniam. Najznámejším sériovým portom na pripojenie pevného disku je port Serial ATA. Na význame nadobúda toto sériové rozhranie najmä od roku 2002. V cenníkoch komponentov ho môžeme nájsť pod označením S-ATA alebo SATA. Hlavnou výhodou tohto nového rozhrania oproti rozhraniam paralelným je možnosť oveľa väčšieho dátového prenosu a jednoduchšia kabeláž pevného disku. Keďže vývoj pokračuje aj v oblasti serverových pevných diskov, aj tu sa už v roku 2005 objavil potenciálny nástupca aktuálneho rozhrania SCSI. Nový port by sa mal volať Serial Attached SCSI (SAS) a jeho použitím je možné dosiahnuť dátový prenos až 600 MB/s. Na pripojenie externých pevných diskov sa najčastejšie používa port FireWire alebo USB.
Logická stavba pevného disku
Základné pojmy
Nosičom informácií na pevnom disku je magnetická vrstva úložnej platne. Táto magnetická vrstva je počas zápisu informácií postupne delená na jednotlivé cylindrické stopy. Jedna úložná platňa obsahuje zvyčajne niekoľko tisícok takýchto cylindrických stôp, ktoré bývajú vytvárané na oboch stranách úložnej platne. Všetky stopy vytvorené na jednotlivých úložných platniach disku sa súhrnne nazývajú ako cylinder. Každá stopa je rozdelená na mnoho malých logických jednotiek, ktoré sa nazývajú bloky. Jeden takýto blok je schopný poňať 512 bajtov informácií. Pre lepšiu kontrolu uložených dát je do každého bloku s uloženými dátami pridaná tzv. kontrolná suma, pomocou ktorej dokáže elektronika porovnať, či sú dáta, ktoré sa budú načítavať identické s tými, ktoré boli zapísané na úložnú platňu pevného disku. Všetky bloky, ktoré majú na disku rovnaké koordináty umiestnenia, sa niekedy súhrnne nazývajú tiež ako sektor. Bohužiaľ sa význam pojmu sektor častokrát v praxi mylne zamieňa s pojmom blok.
Moderné pevné disky ešte delia úložné platne do tzv. zón, pričom každá zóna obsahuje niekoľko cylindrických stôp. Každá zóna by mala mať rovnaký počet sektorov.
Fyzické a virtuálne členenie pevného disku
Pri moderných pevných diskoch je úplne bežné, že členenie na sektory, hlavičky a cylindre nie je viditeľné a toto členenie „nevidí“ ani operačný systém počítača. Skutočné rozčlenenie tak „vidí“ a riadi iba riadiaca časť elektroniky disku (v angličtine sa táto časť nazýva aj „controller“). Elektronika disku vytvára a sprístupňuje pre operačný systém úplne iné, tzv. virtuálne členenie pevného disku. V tomto členení má každý pevný disk 255 virtuálnych hlavičiek (hoci fyzicky môže mať tých hlavičiek napr. len 5). Určite Vám už napadla otázka, prečo je to tak a načo je vôbec potrebné vytvárať virtuálne členenie pevného disku. Odpoveď je pomerne jednoduchá: virtuálnym členením pevného disku sa obmedzí poruchovosť disku. Na každom pevnom disku totiž zvyčajne po nejakom čase vzniknú chybné bloky, do ktorých sa nedajú ukladať dáta. Ak by neexistovalo virtuálne členenie disku, operačný systém, by vtedy diagnostikoval disk ako vadný a do určitých jeho oblastí by neukladal dáta, prípadne by dáta neukladal vôbec. Keďže však existuje virtuálne členenie disku, elektronika pevného disku môže tieto vadné fyzické oblasti jednoducho preskočiť a uložiť dáta do tzv. rezervnej oblasti disku bez toho, že by sa o tom dozvedel operačný systém, pretože jeho virtuálne členenie pevného disku sa týmto nenaruší. Vo virtuálnom členení pevného disku sa totiž nezaznamená žiadna chyba a pre operačný systém to vyzerá tak, akoby bol disk bezchybný.
Rezervná oblasť disku Je to tá oblasť pevného disku, do ktorej je možné ukladať dáta v prípade, že na mieste, kde by mali byť normálne uložené, sa nachádza napr. chybný blok. Táto oblasť má zvyčajne veľkosť 10 – 20 % kapacity pevného disku. Rezervná oblasť je zneviditeľnená tak, aby sa používateľ k nej bežným spôsobom nedostal. Na odkrytie tejto oblasti je potrebný špeciálny firmware, ktorý však má k dispozícií iba výrobca disku. Ak by sa užívateľovi aj podarilo odkryť rezervnú oblasť pevného disku, rapídne by sa tým skrátila životnosť disku. V prípade poruchy, by už totiž nebola k dispozícií žiadna rezervná oblasť na uloženie dát.
Funkcia ovládača pevného disku Z pohľadu operačného systému sa dá každý pevný disk (vytvorením partícií) rozdeliť na viacero častí tak, že tieto jednotlivé časti potom v systéme vyzerajú akoby to boli ďalšie pripojené pevné disky. To, aby pevný disk rozdelený na viacero partícií, vyzeral v systéme ako viac pevných diskov pripojených súčasne, zabezpečuje ovládač pevného disku, ktorý býva väčšinou priamo integrovaný v operačnom systéme. Ak je v systéme prítomný správne fungujúci ovládač pevného disku, používateľ teda prakticky nemá šancu rozpoznať, či sa jedná o jeden pevný disk, rozdelený na viacero logických jednotiek,alebo sú v systéme pripojené viaceré pevné disky.
Formátovanie, systém súborov
Každá partícia pevného disku musí byť pred použitím naformátovaná, čím sa vytvorí určitý systém súborov. Pri formátovaní sa zvyčajne zlúči niekoľko blokov pevného na úložných platniach do väčších celkov – sektorov – a sektor sa tak vlastne stane najmenšou logickou jednotkou pre dáta, uložené na pevnom disku. Systém súborov zabezpečuje, aby sa dáta dali na pevný disku ukladať vo forme súborov. Pri ukladaní súborov sa hneď vytvára aj tzv. zoznam s obsahom, podľa ktorého je možné jednotlivé súbory kedykoľvek vyhľadať a hierarchicky ich zoradiť. Operačné systémy MS-DOS a Windows 9x používali systém súborov s názvom FAT (File Allocation Table – v preklade: Tabuľka alokácie/umiestnenia súborov), novšie systémy ako napr. Windows 2000, XP používajú súborový systém s názvom NTFS.
Technológia S.M.A.R.T
Keďže údaje uložené na pevných diskoch majú zvyčajne svoju cenu, je veľmi dôležité, aby sme vedeli čo najpresnejšie kedy môže dôjsť k poruche pevného disku, prípadne k jeho totálnemu zlyhaniu. Na zistenie pravdepodobnosti takéhoto výpadku je tu technológia S.M.A.R.T, pomocou ktorej môžeme pomerne presne (alebo zväčša len s malou odchýlkou) určiť, kedy je dobré pevný disk vymeniť.
Operačný systém Microsoft Windows ani v najaktuálnejšej verzii natívne nepodporuje načítanie hodnôt zo S.M.A.R.T diagnostiky a nedokáže ich ani vyhodnocovať. Preto sa momentálne na vyhodnocovanie týchto informácií používajú externé programy, ako napr.: HDD Health, HDD Life a iné. Častokrát najspoľahlivejšími programami na vyhodnocovanie týchto hodnôt sú priamo programy od výrobcov pevných diskov. Medzi najznámejšie programy patrí napr. Maxtor Powermax, Seatools a iné...
S.M.A.R.T
Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology alebo S.M.A.R.T. je monitorovací systém pevných diskov, ktorý detekuje a posiela správy o rôznych ukazovateľoch spoľahlivosti v snahe predvídať zlyhania.
Zlyhania diskov môžeme rozdeliť na dve kategórie:
predpovedateľné - obyčajne mechanické závady spôsobené opotrebovaním, alebo starnutímnepredpovedateľné - iné chyby, ako napr. zničenie elektroniky
Za pomoci S.M.A.R.T. technológie môžeme odhaliť až v 60% predpovedateľnú závadu a tak včas zabezpečiť zálohu dát ešte pred samotným zlyhaním.
Každý sledovaný údaj má pridelené:
IDaktuálnu hodnotunajhoršiu dosiahnutú hodnotu
ID hovorí čo daný údaj znamená (napr. aktuálna teplota disku, počet presunutých sektorov, počet kalibrácií hlavičiek). Bohužiaľ má každý výrobca iné ID pre udalosti. Hodnoty jednotlivých atribútov sú v rozsahu od 1 do 253, pričom 1 je nahorší stav. V závislosti od výrobcu sa zvolí hodnota 100 alebo 200 za "normálny" stav.
Priekopníkom technológie S.M.A.R.T. bol Compaq, ale dnes ju podporuje väčšina dodávateľov pevných diskov a materských dosiek. Väčšina materských dosiek vydá varovnú správu, keď sa blíži zlyhanie disku.
Softvér
Existujú monitorovacie programy, ktoré detailnejšie sledujú stav disku. Každý výrobca určí sadu atribútov a ich prahových hodnôt, ktoré by pri normálnej prevádzke nemali byť prekročené. Vhodný softvér je schopný ich v čase sledovať, extrapolovať aktuálne trendy a predpovedať prekročenie prahovej hodnoty. Softvér tiež rozlišuje medzi postupnou degradáciou v čase (čo predstavuje normále opotrebovanie) a náhlou zmenou, ktorá môže indikovať problém.
Príklad 80-gigabjatový pevný disk WDC800JB-00CRA1 môže monitorovať tieto S.M.A.R.T
atribúty:
Chybovosť surového čítania Čas roztočenia Počet štartov a zastavení Počet realokovaných sektorov Chybovosť vyhľadávania Počítadlo hodín prevádzky Počet pokusov o otáčanie Počet pokusov o rekalibráciu Počet resetov Počet realokačných udalostí Počet aktuálnych otáznych sektorov Počet neopraviteľných sektorov Počet chýb CRC Počet chýb zápisu
"Marketingová" a skutočná kapacita pevného disku
Pozornejší používateľ sa už určite niekedy zamyslel nad tým, prečo je kapacita pevného disku udávaná operačným systémom menšia ako tá, ktorú udáva výrobca pevného disku. Príčin síce môže byť viac, jednu však treba hľadať aj v rozdielnej interpretácií pojmov kilobajt, megabajt a gigabajt.
Keď kapacita prvých pevných diskov začala prekračovať dosahovať väčšie hodnoty,bolo potrebné stanoviť, koľko je vlastne 1 kilobajt. Keďže vtedy ešte nepôsobila organizácia IEC,ktorá toto neskôr stanovila, výrobcovia pevných diskov sa teda dohodli na tom,že kapacitu pevných diskov budú udávať podľa matematických tabuliek. 1 kilobajt mal teda mať vďaka prípone -kilo 103 (=1000) bajtov, 1 megabajt mal mať 106 bajtov a jeden gigabajt mal mať 109 (1.000.000.000) bajtov.
V roku 1999 však bola organizáciou IEC vypracovaná nová norma, podľa ktorej sa do 1 KB zmestí 1024 (teda 210 bajtov).Podľa tejto normy má teda 1 MB 220 bajtov a 1 GB má 230 (čiže 1.073.741.824)bajtov.
Novej norme organizácie IEC sa okamžite podriadili softvérové firmy ktoré dodnes používajú prepočet 1GB = 230 bajtov, nepodriadili sa jej však všetci výrobcovia pevných diskov, pretože dodnes niektorí vychádzajú z výpočtu 1GB = 109 bajtov. Dochádza tak k situácií, že výrobca pevného disku často krát udáva väčšiu kapacitu zariadenia ako operačný systém počítača.
Napríklad: Výrobca pevného disku udáva, že jeho výrobok má kapacitu 400 GB. Vychádza pritom zo vzorca 1GB = 109bajtov. Pevný disk tak podľa neho obsahuje 400.000.000.000 bajtov. Ak všaktento údaj získa operačný systém, ktorý počíta podľa vzorca 1GB = 230 bajtov, v konečnom výpočte vychádza, že údajný 400 GB je v operačnom systéme rozpoznaný len ako disk s kapacitou 372,53 GB. Táto hodnota sa následne zobrazuje aj na monitore používateľa a operačný systém naozaj aj dovolí uložiť len toto množstvo údajov na pevný disk.
Historický vývoj pevného disku
1956:
Firma IBM predstavila prvý magnetický pevný disk. Na 50-úložných platniach (každá mala priemer 61 cm) bola dosiahnutá kapacita 5 Megabytov (MB).
1973:
Firma IBM spustila projekt "Winchester", ktorého cieľom bolo vyvinúť rotujúce pamäťové zariadenie v pevnom obale. Podľa návrhu sa pri spustení a zastavení zariadenia mali čítacie a zapisovacie hlavy položiť na pamäťový nosič. Ak by sa to podarilo, rapídne by sa tým skrátil čas načítavania a zápisu údajov.
1979:
Predstavenie prvého 8 palcového disku vytvoreného podľa projektu Winchester. Tento disk však bol príliš veľký, ťažký a drahý (5 MB úložného priestoru by dnes v prepočte stálo viac ako 5.000 Eur); aj napriek tomu však neustále stúpal dopyt po týchto diskoch.
1980:
Firma Seagate Technology začala predávať prvý 5,25 palcový disk, vyrobený podľa projektu. Disk niesol označenie ST506 (mal kapacitu 6 Megabytov). Keďže tento disk mal úplne nové rozhranie na prepojenie s počítačom, onedlho toto rozhranie prebrali aj ostatné firmy a stalo sa tak štandardom v oblasti PC. V rovnakom čase prišiel na trh prvý počítač štandardu PC od firmy IBM. Dovtedy boli na trhu zastúpené len mikro-počítače Apple. Keďže nový pevný disk bol v porovnaní s jeho predchodcami veľmi kompaktný, dopyt zákazníkov začal razantne stúpať.
1986:
Vytvorenie a následné zavedenie špecifikácie SCSI, jedného z prvých štandardizovaných protokolov pre rozhranie pevného disku.
1997:
V praxi bola pri výrobe pevného disku prvýkrát použitá technológia gigantického magnetického odporu (anglický názov je Giant Magnetoresistive Effect (GMR)), čím sa radikálne zvýšila možná kapacita zariadenia. Jedným z prvých pevných diskov, ktoré obsahovali túto technológiu bol IBM Deskstar 16G (november 1997) s kapacitou 16,8 GB.
2004:
- 18. november 400 GB-pevný disk od firmy Hitachi.
2005:
500 GB-pevný disk od firmy Hitachi.
Kompaktný disk
Kompaktný disk (po anglicky:Compact Disc alebo CD) je optický digitálny dátový nosič. Pôvodne bol určený len na uloženie zvuku v digitálnej forme. Neskôr tento nosič umožnil aj uloženie iných počítačových údajov (CD-ROM), videozáznamu (Video CD alebo SVCD) alebo fotografií (Photo CD). Evolúciou prešiel aj zápis údajov na CD. Pôvodne sa so zápisom na CD nepočítalo vôbec (údaje sa na CD ukladali lisovaním), ažneskôr pribudla možnosť jednorazového zápisu (CD-R) a neskôr aj viacnásobneho zápisu (CD-RW).
Fyzické vlastnosti kompaktného disku
Kompaktné disky sa vyrábajú z polykarbonátového plastu a sú hrubé 1,2 mm. Disky sú pokryté veľmi tenkou hliníkovou vrstvou (pôvodne sa používalo zlato, s ktorým sa môžeme stretnúť aj dnes, vďaka trvácnosti údajov uložených na vrstvu zo zlata). Hliníková vrstva je chránená lakovým filmom. Na lakový film sa môže vytlačiť potlač disku. Kompaktné disky sa vyrábajú v rôznych veľkostiach (priemeroch) a dokonca aj tvaroch (tzv. eng. shape disc, v preklade tvarovaný disk), najčastejšie však majú disky priemer 120 mm, ktorých kapacita býva 74 minút pre záznam zvuku alebo 650 MB pre uloženie údajov.
Informácie sa na bežný kompaktný disk kódujú do stopy špirálového tvaru (Špirála stopy sa začína v strede disku a pokračuje smerom k okraju disku, práve preto je možné vyrábať kompaktné disky rozličných veľkostí a tvarov.), ktorá pozostáva z jamiek (eng. pits) vyhĺbených do vrchnej časti polykarbonátovej vrstvy. Miesta medzi jednotlivými jamkami sa nazývajú plôšky (eng. lands). Každá jamka je hlboká približne 125 nm a široká 500 nm, dĺžka jamky sa pohybuje v rozsahu 850 nm až po 3,5 μm. Odstupy medzi jednotlivými stopami sú 1,5 μm. Ak by ste si chceli predstaviť veľkosť jamiek a plôšok, predstavte si, že kompaktný disk je taký veľký ako štadión, jamka by potom bola asi taká malá ako zrnko piesku.
Informácie z kompaktného disku sa čítajú zaostrením polovodičového lasera s vlnovou dĺžkou 780 nm cez spodok polykarbonátovej vrstvy. Rozdiel výšky jamky a plôšky je jedna štvrtina vlnovej dĺžky svetla lasera. Tak vzniká fázový rozdiel medzi svetlom odrazeným od jamky a svetlom odrazeným od okolitých plôšok, ktorého vlnová dĺžka je polovičná. Deštruktívna interferencia, ktorá pri tom vzniká, znižuje intenzitu odrazeného svetla, na rozdiel od prípadu, kedy je laser zaostrený len na plôšku. Meraním intenzity svetla pomocou fotodiódy (diódy citlivej na svetlo) dokážeme potom zkompaktného disku čítať údaje.
Jamky a plôšky samé o sebe nepredstavujú nuly a jednotky binárneho zápisu. Je to prechod z jamky na plôšku alebo z plôšky na jamku, ktorý predstavuje jednotku a stav bez zmeny (teda bez prechodu z jamky na plôšku alebo naopak) predstavuje nulu. Takto získané údaje sa dekódujú inverziou modulácie osem-ku-štrnásť, ktorá sa používa pri vytváraní disku, čím získame surové údaje uložené na disku.
Kapacita kompaktného disku
Špecifikácia kompaktného disku odporúča konštantnú rýchlosť 1,22 m/s a odstup stopy 1,59 μm. Pre disk s priemerom 120 mm potom pri dodržaní týchto odporúčaní dostaneme kapacitu 74 minút pre disk pre zvukový záznam alebo približne 650 MB pre disk typu CD-ROM. Aby sa mohli používať rozličné postupy výroby kompaktných diskov, špecifikácia pripúšťa ukladanie údajov aj hustejším spôsobom. Ak sa potom takéto zhustenie používa zámerne, nie len ako odchýlka pri výrobe, môžeme vyrobiť disky s väčšou kapacitou a dodržať tak požiadavky špecifikácie (alebo ich prekročiť len nepatrne). Ak sa pre disk použije konštantná rýchlosť 1,1975 m/s a odstup stopy je 1,497 μm, takýto disk má potom kapacitu 79 minút a 40 sekúnd pre zvuk alebo 702 MB pre údaje. Aj napriek tomu, že tolerancia odchýliek pri výrobe takýchto diskov je nižšia, sú vo všeobecnosti spoľahlivé a len malé množstvo prehrávačov ich neprehrá.
Niektoré ponúkané prázdne disky uvádzajú kapacitu 90 alebo 99 minút. Špecifikácia pre zapisovateľné kompaktné disky uvádza maximálnu kapacitu 74 minút a kapacita do 80 min je maximálna možná odchýlka. Preto všetky kompaktné disky s kapacitou nad 80 minút porušujú túto špecifikáciu a viacero prehrávačov alebo rekordérov môže mať problém disky s kapacitou 90 a viac minút používať. Okrem toho, že hustota stopy na týchto diskoch je veľmi veľká, sú s nimi
spojené aj ďalšie technické problémy:
prehrávač nedokáže rozpoznať disk, snímacia hlava prehrávača sa vychyľuje z drážky, prehrávač nedokáže nájsť stopu za 80. minútou záznamu, disk nie je možné kopírovať, disk nie je možné čítať (kvôli veľmi hustej stope), vytvorený disk môže obsahovať dva sektory s rovnakým číslom, vytvorený disk môže obsahovať sektor so záporným číslom,
Niektoré zdroje dokonca uvádzajú, že disky s kapacitou 90 a viac minút môžu spôsobiť fyzické poškodenie prehrávača alebo rekordéra. Aj z hore uvedených dôvodov, problémami s kompatibilitou takýchto diskov s hardvérom a softvérom sa disky s kapacitou 90 minút a viac považujú za štrbinový produkt a ich používanie sa neodporúča.
Ďalším spôsobom, ako sa dá zvýšiť kapacita disku je uložiť údaje do tzv. koncovej drážky (eng. lead out groove), ktorá sa zvyčajne používa na označenie konca disku (na označenie začiatku disku sa používa úvodná drážka, ang. lead in groove). Takto môže používateľ zvyčajne získať jednu alebo dve minúty nahrávania navyše. Môže sa stať, že takto vytvorené disky je problematické prehrávať, najmä keď prehrávač dosiahne koniec disku.
DVD DVD je formát digitálneho optického dátového nosiča, ktorý môže obsahovať filmy vo vysokej obrazovej a zvukovej kvalite alebo rozličné iné údaje. Disk DVD sa na pohľad podobá kompaktnému disku.
História DVD
Oficiálny štandard DVD-R(W) vytvorilo DVD Fórum, ktoré bolo založené v apríli roku 1997. Ceny za licencovanie tejto technológie však boli natoľko vysoké, že vznikla iná skupina - DVD+RW Alliance, ktorá vytvorila štandard DVD+R(W), ktorého licencovanie bolo lacnejšie.
Pôvodne sa hovorilo, napr. na DVD Fóre, že DVD je skratkou anglického výrazu digital video disc t.j. digitálny video disk, alebo aj digital versatile disc, t.j. digitálny univerzálny disk (to malo zachytiť možnosť ukladať na disk aj iný obsah ako len video). "Oficiálne" názov DVD neskracuje nič.
Technické informácie DVD médiá sú plastové disky, na pohľad rovnaké ako CD médiá. DVD médiá majú priemer 120 mm a sú 1,2 mm hrubé.
Používateľ môže vytvoriť DVD nosiče typov:
DVD Video (obsahuje filmy (obraz a zvuk))DVD Audio (obsahuje zvuk v kvalite CD a lepšej)DVD Data (obsahuje údaje)
Označenie "+" (plus) a "–" (mínus) predstavuje dva rozličné technické štandardy, ktoré sú do určitej miery kompatibilné.
Médium môže byť typu:
DVD-ROM (read only,len na čítanie, vyrába sa lisovaním)DVD+R/RW (R = Recordable,len na jeden zápis, RW = ReWritable, na prepisovanie)DVD+R DL (R = Recordable,len na jeden zápis, DL = DualLayer, dve vrstvy)DVD-R/RW (R = Recordable,len na jeden zápis, RW = ReWritable, na prepisovanie)DVD-RAM (ľubovoľne prepisovateľné médium - napr. ako pevný disk)
Médium umožňuje zápis na jednu alebo obidve strany, v jednej alebo dvoch vrstvách na každú stranu. Od počtu strán a vrstiev závisí kapacita média.
DVD-5: jedna strana, jedna vrstva, kapacita 4,7 Gigabajtov (GB), alebo 4,38 Gibibajtov (GiB)DVD-9: jedna strana, dve vrstvy, 8,5 GB (7,92 GiB)DVD-10: dve strany, jedna vrstva na každej strane, 9,4 GB (8,75 GiB)DVD-14: dve strany, dve vrstvy na jednej strane, jedna vrstva na druhej, 13,2 GB (12,3 GiB)DVD-18: dve strany, dve vrstvy na každej strane, 17,1 GB (15,9 GiB)
Rozdiely DVD oproti staršiemu CD:
2,16× menší rozostup medzi stopami2,08× menšia minimálna dĺžka stopyEfektívnejšia korekcia chýbOdlišný súborový systém UDF, ktorý nie je spätne kompatibilný s ISO 9660, ktorý sa používa na CD-ROM.
Rýchlosť mechaniky typu DVD sa udáva ako násobok 1350 kB/s, čo znamená, že mechanika s rýchlosťou 16× umožňuje prenosovú rýchlosť 16 × 1350 = 21600 kB/s (alebo aj 21,09 MB/s).
DVD Video
DVD Video je spôsob uloženia videozáznamu na DVD nosiči. Na kompresiu obrazu sa používa štandard MPEG-2. Na kódovanie zvukovej stopy sa používajú formáty PCM, MPEG-2 audio, Dolby Digital (AC-3) alebo DTS. Na prehrávanie DVD Video médií používateľ potrebuje mechaniku DVD obsahujúcu dekodér MPEG-2 (napr. prehrávač DVD alebo osobný počítač s mechanikou DVD a softvérovým prehrávačom DVD).
Komerčné DVD filmy sú často kódované kombináciou obrazového a zvukového obsahu komprimovaného pomocou štandardu MPEG-2 (často sa používajú viackanálové formáty). Pri DVD filmoch sa stretneme s dátovým tokom od 3-10 Mbit/s. Vyšší počet zvukových stôp alebo množstvo dodatočného materiálu (tzv. extra materiál -- fotogalérie, film vo verzii Režisérov zostrih, záznamy z natáčania, rozhovory s hercami, a i.) majú často za dôsledok nižšiu bitovú rýchlosť (a tým aj kvalitu obrazu) hlavného filmu kvôli obmedzenej kapacite DVD média.
Pôvodne boli pre DVD Video v krajinách využívajúcich štandard PAL štandardizované zvukové formáty typu PCM a MPEG-2. Napriek nevôli spoločnosti Philips, bolo dňa 5. decembra 1997 pod tlakom verejnosti fórom DVD Forum schválené rozšírenie štandardizovaných zvukových formátov o formát Dolby Digital (AC-3). Pre DVD Video disky bolo použitie formátu Dolby Digital prijaté ako voliteľné a pre prehrávače DVD bola podpora formátu Dolby Digital povinná.
V krajinách, v ktorých sa používa štandard NTSC, musí každý film obsahovať zvukovú stopu aspoň vo formáte PCM alebo Dolby Digital a všetky NTSC prehrávače musia minimálne tieto dva formáty podporovať. Všetky ostatné formáty kódovania zvuku sú voliteľné. Tak sa zabezpečuje kompatibilita DVD Video diskov, ktoré je možné tým pádom prehrať naľubovoľnom kompatibilnom prehrávači DVD.
DVD Video disk musí povinne obsahovať adresár s názvom VIDEO_TS, v ktorom sú uložené všetky potrebné zložky video obsahu, ako je obraz, zvuk, hlavná ponuka, informácie o kapitolách a titulky (tieto zložky nie sú povinné).
DVD Video disky často obsahujú viacero zvukových kanálov, ktoré sprevádzajú obrazový záznam. Často sú k dispozícii zvukové stopy vo viacerýchjazykoch (napr. originálna zvuková stopa filmu, ale aj zvuková stopa s dabingom v jazyku krajiny, kde sa daný film predáva).
Disky DVD Video zvyčajne ponúkajú aj niekoľko stôp s titulkami v rozličných jazykoch (možno sa stretnúť aj s ich špeciálnou verziou, kedy titulky obsahujú aj informácie o zvukoch pre divákov so sluchovou vadou, napr. výbuch,smiech, rozbíja sa sklo a pod.).
DVD Video môže obsahovať aj informácie o kapitolách (angl.chapters), ktoré umožňujú ľahšie vyhľadávanie určitého úseku (napr. ak chcete pokračovať v pozeraní filmu neskôr, môžete si zapamätať kapitolu, ktorú ste videli ako poslednú). Ak je pre to na disku DVD Video dostatok miesta, môže záznam obsahovať niekoľko verzií konkrétnych scén (tzv. uhly pohľadu, angl. angles). Táto funkcia sa využíva na zobrazenie alternatívneho obsahu scény, ktorým nemusí byť len pohľad z iného uhla. Často sa táto metóda používa ako súčasť lokalizácie obsahu DVD Video disku, napr. na zobrazenie rozličných jazykových verzií obrázkov, ktoré obsahujú písaný text, ak sa na to nedajú použiť titulky.
Hlavnou (konkurenčnou) výhodou DVD Video diskov oproti kazetám VHS je okrem kvality záznamu aj miesto pre rozličný dodatočný materiál, ktorý sa prikladá k hlavnému filmu, ako napr. dokumentárne záznamy, nepoužitý materiál, komentáre, jednoduché hry alebo krátke klipy.