Záznamové -pamäťové- médiá

ZOZNAM POUŽITÝCH SKRATIEK
AOD - Advanced Optical Disc - starý názov pre HD-DVD

BIOS - Basic Input/Output System - základný vstupno-výstupný systém

BIOS - Basic Input/Output System - základný vstupno-výstupný systém

BOT - Begin of Tape - začiatočná značka pásky

CAV - Constant Angular Velocity - konštantná uhlová rýchlosť

CD - Compact Disc - kompaktný disk

CD-DA - CD-Digital Audio - CD – digitálne zvukové

CD-E - CD-Erasable - starý názov CD-RW

CD-R - CD-Recordable - CD - zápis iba raz

CD-ROM - CD-Read Only Memory - CD iba na čítanie

CD-RW - CD-Rewriteable - prepisovateľný CD

CF -Compact Flash - pamäťová flash karta

CFA - Compact Flash Association - asociácia CF

CIFS - Common Internet File System - protokol pre systém Windows

CLV - Constant Linear Vlocity - metóda používaná u starej CD-ROM

CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor - technológia výroby RAM

CRC - Cyclic Redundancy Check - cyklická parita

DAO - Disc-At-Once - záznamový režim DVD-R

DAS - Direct Attached Storage - priamo pripojené zariadenie k serveru

DAT - Digital Audio Tape - pásková mechanika

DBA - Design Business Association - rada

DD - Double Density - dvojitá hustota

DDR - Double Data Rate Memory - vysoko rýchlostná pamäť

DDRAM - Double Data RAM - vysoko rýchlostná RAM

DQS - Distributed Queuning System - vodiaci signál

DRAM - Dynamic RAM - dynamická pamäť s náhodným prístupom

DSD - Data Stream Direct – riadený tok údajov

DVD - Digital Versatile Disc - digitálny otáčavý disk

DVD-RAM - DVD-Rewritable - viacnásobný prepis DVD

DVD-R - DVD-Recordable - DVD – zápis iba raz

DVD-R(A) - DVD-R for Authoring – DVD-R kde vypaľovanie je na vlnovej dĺžke 635nm

DVD-R(G) - DVD-R for General – DVD-R, kde vypaľovanie je na vlnovej dĺžke 650nm

DVD-ROM - DVD-Read Only Memory - DVD iba na čítanie

DVD-RW - DVD-Rewriteable - prepisovateľné DVD

D2D - Disc To Disc - disk SATA

D2D2DT - Disc To Disc To Tape - disk SATA

EMC - Enterprise Content Management - spoločnosť zaoberajúca sa IT

EOT - End of Tape - koncová značka pásky

FC - Fibre Chanel – rozhranie vysokej priepustnosti medzi vstupnými/ výstupnými zariadeniami a procesormi

GB - GigaByte - gigabajt = 1024 MB

HD - high density - vysoká hustota

HD-DVD - High Definition DVD – nová verzia DVD, založená na modrom laseri

HDTV - High Definition Television – televízia s vysokou rozlišovacou schopnosťou

HP - Hewlett-Packard - spoločnosť zaoberajúca sa IT

http - HyperText Transfer Protocol – komunikačný protokol zabezpečujúci prístup na web servery a prenos HTML

Hz - Hertz - herc

IBM - International Business Machines - spoločnosť zaoberajúca sa IT

IP - Internet Protokol – medzisieťový protokol

iSCI - Internet Small Computer System Interface – protokol

ISO - International Organization for Standardization - medzinárodná normalizačná organizácia

IT - Information Technology - informačná technológia

KB - KiloByte - kilobajt = 1024 B

kHz - KiloHertz - kiloherc = 1000 Hz

LAN - Local Area Network - lokálna sieť

LPCM - Linear Pulse Code Modulation - formát

LRC - Longitudinal Redundancy Check - pozdĺžna parita

LT0/LT02 - pásková mechanika

MB - MegaByte - megabajt = 1048576 B

m - Metre - meter

mm - Milimetre - milimeter

MMC - MultiMedia Card - pamäťová karta MMC

MMCD - MultiMedia CD - pamäťová karta MMCD

MS - MemoryStick - pamäťová karta MS

MSD - Memory Stick Duo - nová verzia pamäťovej MS

MPEG - Moving Picture Experts Group – ISO/ITU štandard pre kompresiu videa

NAS - Network Attached Storage - sieť na komunikáciu serverov a pamätí

NFS - Network File System - protokol pre UNIX systém

nm - Nanometre - nanometer

NRAM - NanteroRAM - RAM založená na narorúrkach

NTSC - National Television System Committee - norma pre USA

NTT - Nippon Telegraph and Telephone Corporation - japonská firma zaoberajúca sa IT

PAL - Phase Alternating Line - norma pre Európu

PC - personal computer - osobný počítač

RAID - Redundant Array of Independent Disks - technológia zabezpečujúca dostupnosť údajov pri on-line systémoch

RAM - Random Accesss Memory - pamäť s úlohou operačnej pamäte

RDRAM - Rambus DRAM - typ pamäte DRAM

ROM - Read Only Memory - pamäť počítača iba na čítanie

SAN - Storage area Nework - prístup k údajom prostredníctvom LAN

SATA - Serial ATA - disk, fyzické pamäťové pripojenie

SDLT - Super Digital Linear Tape - pásková mechanika

SCSI - Small Computer System Interface - disk, paralelné štandardné pripojenie pre UNIX

SDRAM - Synchronous Dynamic RAM - synchrónna dynamická RAM

SM - Smart Media - pamäťová karta SM

SRAM - Static RAM - statická pamäť s náhodným prístupom

SSFDC - Solid State Floppy Disc Card - pamäťová karta SM

SVCD - Super Video CD - super video CD

SD - Secure Digital - pamäťová karta SD

SD - Super Disc - super disk

SM - Smart Media - prvá pamäťová FC

SS - Single Side – pri disketách udáva, že zápis údajov je na jednu stranu

TB - TeraByte - terabajt = 1024 GB

Tbit - Terabit - terabit = 1 bit/s

TCP/IP - Transmission Control Protokol/IP – protokol na riadenie prenosu

TDK - spoločnosť zaoberajúca sa IT

USB - Universal Serial Bus – typ sériového rozhrania PC

VCD - Video CD - video CD

VHS - Video Home system - štandard pre videorekordéry

WAN - Wide Area Network – rozľahlá sieť

WiFi - Wireless Fidelity – označenie WLAN (bezdrôtové LAN)

WORM - Write-Once, Read-Many - magneto-optical disky

µm - mikrometre - mikrometer


















ÚVOD


Najdôležitejšie v počítači sú údaje
Túto skutočnosť si už overilo veľa používateľov, ktorí o ne prišli. Pokiaľ ide o súbory domáceho používateľa, obyčajne sa takto vzniknuté problémy po čase podarí prekonať. No ak ide o podnikové údaje, môže to znamenať aj koniec podnikania. Preto je treba túto situáciu riešiť dostatočným zálohovaním, ukladaním a správou týchto údajov.



História
ukladania údajov na záznamové média sa začala niekedy v roku 1920. Údaje sa zaznamenávali na papierové média – dierne štítky, dierne pásky.

V roku 1980 na Slovensku
Nastúpila nová éra záznamu údajov a to na magnetickom princípe – magnetické pásky. V roku 1985 začali svoju éru 5.25“ diskety, nazývané aj floppy disky (pružný disk) a o niečo neskôr 3,5“diskety, s lepšou ochranou proti poškodeniu. Tieto sa s obľubou používajú aj dnes.

Prvé CD (infračervený laser)
Ktorých technológia je založená na optickom princípe, sa u nás začali presadzovať až v roku 1990, hoci v Japonsku alebo Západnej Európe s nimi mali skúsenosti už v roku 1982.


Rok 2000 bol pre Slovensko rokom vstupu novej technológie - DVD(červený laser), založenej rovnako ako u CD, na optickom princípe.


Budúcnosť je na pleciach médií, nazývaných Blue-Ray alebo HD DVD (modrý laser).


Cieľom bakalárskej práce je predstaviť postupný vývoj pamäťových médií, opísať ich technológie a spôsob záznamu údajov na nich.


V zmysle zadania bakalárskej práce je potrebné riešiť 6 základných úloh, ktoré sú postupne spracovávané v jednotlivých kapitolách, zoradených logicky za sebou.


Prvou úlohou je poukázať na prvopočiatky ukladania údajov na papierové média, ktorými boli dierne štítky, dierne pásky.


Druhou úlohou je predstaviť magnetické média, na ktoré boli údaje zaznamenávané na magnetickom princípe, ako napr. magnetická páska a neskôr pružný disk - disketa.


Oboznámenie sa s technológiou, založenou na optickom princípe záznamu údajov, akými sú CD a DVD, je v tejto práci treťou úlohou.

Štvrtou úlohou je predstaviť rôzne druhy pamäťových kariet, ktoré sú v súčasnej dobe veľmi využívané, či už v digitálnych fotoaparátoch, kamerách a pod.


Pamäte do počítača, ktoré sa dajú považovať tiež za pamäťové média aj keď iba s dočasnou dĺžkou uloženia údajov, je piatou úlohou tejto práce.


Šiestou úlohou je predstaviť profesionálne riešenia na ukladanie a správu údajov, ktorými sú storage riešenia..



















1. PAPIEROVÉ MÉDIA
1.1 Dierne štítky
História diernych štítkov
Siaha ešte do 18. storočia. Pôvodne sa používali na riadenie tkáčskych krosien, kde zabezpečovali presnú opakovateľnosť vzorov a až neskôr sa začali používať na hromadné spracovanie údajov. Prešli veľmi dlhým vývojom. Najznámejšími boli 80 a 90 stĺpcové dierne štítky, ktorých rozmery boli (187,3 x 82,47 x 0,17) mm.

Záznam údajov na dierny štítok sa vykonával vyrazením okrúhleho otvoru (pri 90 stĺpcových štítkoch systému Powers, Aritma), obdĺžníkového otvoru (pri 80 stĺpcových štítkoch systému Hollerith, IBM). Počet riadkov bol v diernom štítku obmedzený, používalo sa preto veľké množstvo kódov zavedených rozličnými výrobcami v rôznych štádiách vývoja diernoštítkovej techniky. Dierne štítky sa používali skôr ako vstupné médium, menej však ako výstupné.




Obr.1 Dierny štítok



1.2 Dierna páska
Dierna páska
Bola druhým najčastejším nosičom údajov, ktorá sa využívala tak ako vstupné ako aj výstupné médium. Najčastejšie bola používaná 5 a 8 – stopová dierna páska, no existovala aj 7 - stopová. Jej hrúbka bola od 0,08 mm až do 0,12 mm a vyrábala sa z obyčajného sírovaného alebo parafínovaného papiera dobrej kvality, aby vydržala niekoľkonásobné použitie. Pri väčších námahách sa používali pásky z plastickej hmoty (značky MYLÁR), pokovované pásky z plastickej hmoty alebo z polyesteru. Papierová páska zniesla 50 až 60 prechodov, páska z plastickej hmoty až niekoľko tisíc prechodov cez snímač pásky.

5 - stopová dierna páska
Sa používala v zariadeniach kde sa zaznamenávali iba číslicové údaje prípadne abecedno - číslicové, ale bez možnosti kontroly paritou a líšila sa od 8-stopovej len šírkou pásky a kódom, pomocou ktorého sa údaje na pásku zaznamenávali.

8 - stopová
Sa používala na hromadné spracovanie údajov. Jej šírka bola 25,4 mm (1 palec) a bola rozdelená na 8 stôp, kde 7 stôp bolo záznamových a 8. stopa spĺňala tú úlohu, kontroly správnosti vydierovaných údajov paritou. Páska obsahovala aj stopu zloženú z malých otvorov rovnobežnú s okrajmi pásky, ktorá tvorila tzv. vodiacu stopu. Táto vodiaca stopa delila pásku na dve časti, pričom v jednej boli 3 záznamové stopy a v druhej 5 záznamových stôp. [ 1 ]




Obr.2 Dierna páska



1.3 Okrajovo dierovaný štítok
Tento štítok spájal vlastnosti diernych štítkov a diernej pásky. Rozmerovo sa podobal diernemu štítku, čo bolo vhodné pre skladovanie a manipuláciu. Údaje sa dierovali len na jeho spodnom okraji a to rovnakým spôsobom ako na diernu pásku.


2. MAGNETICKÉ MÉDIA
2.1 Magnetická páska
Patrila medzi magnetické nosiče údajov. Hrúbka pásky vrátane feromagnetickej vrstvy bola 0,048 mm plus-mínus 0,008 mm, šírka pásky 12,65 mm plus mínus 0,05 mm, menovitá dĺžka pásky 732 m a maximálna dĺžka pásky v cievke 750 m. Podkladovým materiálom bola orientovaná polyetylénteroftalátová fólia, kde na jednej jej strane bola nanesená poddajná vrstva feromagnetického materiálu rozptýleného vo vhodnom spojive.
Na každej páske boli dve odrazové značky, zhotovené z ohybnej priehľadnej fólie z plastickej hmoty, ktorej spodok mal lesklý kovový povlak (naparené hliníkové zrkadlo).
Značky boli nalepené na zadnú (nemagnetickú) stranu pásky tenkou vrstvou lepidla.


Začiatočná značka BOT
Bola umiestnená 4,6 m plus-mínus 0,3 m od začiatku pásky a koncová značka EOT 7,6 m plus-mínus 1,5 m od konca pásky. Vzdialenosť fotoreflexnej značky od okraja pásky mohol byť maximálne 0,8 mm. Povrch značiek bol elektricky nevodivý a rozmerovo museli značky zodpovedať odporúčaniam ISO. Páska bola na cievke navinutá magnetickou vrstvou dovnútra a strana, kde bola nalepená značka EOT, bola bližšie k stredu cievky.

Princíp záznamu
Spočíval v zázname bez návratu k nule so zmenou smeru magnetizácie každou jednotkou informácie a robil sa v deviatich stopách. Záznam informácie na magnetickú pásku, pohybujúcu sa pod magnetickými hlavami sa robil metódou premagnetizovania magnetickej vrstvy pásky magnetickým poľom, vyvolaným prúdom záznamových hláv. Cievkami záznamových hláv pretekal záznamový prúd smerom, ktorý bol určený štruktúrou zaznamenávanej informácie. Záznam log „1“ robil zmenou smeru magnetizácie na opačný smer, čiže prúd záznamovej hlavy zmenil svoju polaritu. Pri zázname log „0“ sa smer magnetizácie nemenil.

Zaznamenaná informácia z magnetickej pásky
Sa snímala pri pohybe pásky so zaznamenanou informáciou pod snímacou hlavou. Zmena smeru magnetizácie zaznamenaná na páske spôsobila, že sa v cievkach snímacích hláv indukoval napäťový signál. Tento signál sa potom spracúval elektronickými obvodmi a odovzdal sa na výstup páskovej jednotky. Snímanie prebiehalo v magnetickej páskovej jednotke pri pohybe pásky vpred i vzad. Súčasne so záznamom informácie prebiehalo kontrolné čítanie (snímanie) zaznamenávanej informácie. Snímanie aj záznam informácie sa robil na všetkých stopách naraz (paralelne). Odchýlky výstupného napäťového signálu jednotlivých stôp pri snímaní udávalo skew, ktoré bolo iné pri čítaní vpred a iné pri čítaní vzad. Toto skew muselo byť minimálne, aby snímanie zaznamenanej informácie bolo verné.

Informácie sa na magnetickú pásku zaznamenávali v tvare blokov
V dĺžke od 18 znakov do 2.048 znakov. Zaznamenávali sa však aj špeciálne bloky s jedným znakom. Správnosť informácie sa kontrolovala v riadiacej jednotke. Na účely tejto kontroly sa na pásku zaznamenávali bity priečnej parity a znaky pozdĺžnej parity (LRC) a pri hustote záznamu 32 znakov/mm ešte znak cyklickej kontroly (CRC). Tento znak umožňoval auto korekciu chyby v jednej stope. Záznam sa robil na deviatich stopách. Z toho bolo osem stôp informačných a do jednej sa zaznamenávali bity priečnej parity. Počet jednotiek v každom znaku vrátanie bitu priečnej parity musel byť nepárny.

Nepraktická manipulácia a archivácia magnetických pások
Mala za následok vyvinutia nového záznamového média, pružného disku, teda diskety. Koncom 70-tych rokov sa objavili prvé 5.25" diskety a v roku 1989 diskety s 3.5" technológiou. [ 2 ]



2.2 Diskety 5.25“
Diskety - 5.25" ohybné magnetické diskety, ktoré udržali neuveriteľných a prevratných 360 KB údajov. Pridávali sa ako externé mechaniky ku prevažne 8-bitovým počítačom napr. Atari alebo Commodore 64. Keď začala éra x86 počítačov (prvé PC), montovala sa 5.25" mechanika aj do nich. Na Slovensku sa bežne používala táto technológie ešte v roku 1989-90.





Obr.3 Disketa 5.25“



2.3 Diskety 3.5“
5.25" diskety a mechaniky boli neskôr nahradené technológiou, ktorú spopularizovala počítačová firma Apple - 3.5" disketovou mechanikou a 3.5" disketou. Tu sa vlastne aj skutočne prvý raz objavilo slovo "disketa" ("diskette") s významom "malý disk".
Toto médium bolo menšie a preto aj skladnejšie, no najdôležitejšie bolo, že disketa už v podstate nebola "floppy" - pružná.
Malý magnetický disk bol umiestnený v pomerne pevnom plastovom puzdre, ktoré bolo rezistentné voči opotrebeniu a bežným škrabancom.

Prvé diskety
Boli spočiatku s tzv. "DD" - double density (dvojitou hustotou). Mechaniky, ktoré ich čítali, dovoľovali na ne zapísať až 720 KB údajov (2x360). Tieto mechaniky boli montované do 16-bitových počítačov, ktoré sa rozšírili najmä v Európe (Commodore Amiga), kým na PC sa 720 KB 3.5" mechaniky prakticky neobjavili.

Na PC totiž čoskoro prišiel novší typ mechaník a diskiet, s "HD" - high density (vysokou hustotou). 3.5" HD disketa dovoľovala na sebe uchovať neuveriteľných 1.44 MB. Diskety s vysokou hustotou a HD mechaniky sa na PC používajú dodnes. Experti si ich dokonca vedeli naformátovať na 1.72 MB alebo 1.68 MB.

Disketu predstavuje kotúč z plastu
S nanesenou magnetickou vrstvou, uzatvorený v nerozoberateľnom puzdre štvorcového tvaru. Po vsunutí diskety do disketovej mechaniky sa kotúč v puzdre otáča. Za pomoci magnetickej hlavy, ktorá sa prisunie k povrchu diskety v mieste kde sa nachádza výrez v puzdre, je možné čítať a zapisovať údaje na toto médium. Na čítanie a zápis sa väčšinou používa tá istá magnetická hlava.

Údaje na disketu
Sú zaznamenávané do sústredených kružníc – stôp, konštantného odstupu (nie špirála ako pri gramofónovej platni). Stopy sú na diskete tvorené len magneticky (nie sú pozorovateľné okom). Disketa sa vždy otáča rovnakým smerom. Mechanika disketovej jednotky posuvným pohybom premiestni magnetickú hlavu nad zvolenú stopu a pritlačí ju k povrchu, čím je umožnené následné čítanie, alebo zápis. Šírka štrbiny v hlave je až 1,5 mm. Veľmi záleží na kolmosti hlavy na stopu. Vzhľadom k veľkosti otáčok je frekvencia snímaná hlavou podstatne väčšia ako pri magnetofóne – až 250 kHz.

Každá stopa má svoj začiatok a koniec, ktorý určuje indexový otvor (malá dierka v diskete). V okamihu prechodu indexového otvoru optickým číslom sa generuje impulz, ktorý je použitý na identifikáciu začiatku stopy. Ak sa pozícia hlavy nachádza na začiatku diskety, generuje sa signál, ktorý sa používa na identifikáciu stopy číslo 00.
Táto stopa má svoj špecifický význam. Stopy sa delia na časti nazývané sektory, ktorých počet môže byť rôzny (8, 9, 15 alebo 18). Stopy sú číslované od