Реферат: Устройства записи информации
Первым и получившим наибольшую известность примером данной технологии является система THOR фирмы Tandy. Как и все остальные сделанные по этой технологии системы THOR основывается на полупрозрачных дисках с подкрашенным внутренним слоем, который обесцвечивается от нагрева лазером. Меняется отражательная способность диска. Второй лазер разглаживает рабочую поверхность диска, эффективно стирая ранее записанные данные.
Изменение фазы
В оптических системах, использующих изменение фазы, состояние активного слоя для сохранения нулей и единиц цифрового кода изменяется от кристаллического к аморфному и обратно. Материал, использующийся для записи, может быть в виде правильно упорядоченной кристаллической решётки или в виде хаотически расположенных молекул. Так, после нагрева лазером, хотя химический состав носителя не изменился, его отражательная способность меняется. В результате носитель оказывается как бы состоящим из светлых и тёмных пятнышек, которые могут использоваться для кодирования информации.
Эти изменения состояния эффективнее аналогичных изменений носителя в WORM-устройствах. Несколько коммерческих продуктов используют эту технологию для получения устройств двойного назначения: один дисковод работает и с WORM-дисками и с CD-r дисками. Примером является продукт Hewlett Packard CDWriterPlus 7200i.
Магнитооптические системы.
Все оптические устройства можно разделить на два класса. Это накопители, предназначенные для записи информации пользователем и ее хранения, и приводы CD-ROM. Накопители подразделяются на устройства с однократной записью - WORM (Write Once Read Many) и перезаписываемые. Последние в свою очередь делятся на оптические, в которых для записи используется луч лазера, изменяющий оптические свойства среды, и магнитооптические, в которых запись осуществляется изменением намагниченности подложки из ферромагнитного материала путем нагревания с помощью луча лазера ее небольшого участка во внешнем магнитном поле. Обе технологии обеспечивают примерно одинаковые параметры. Крупнейшими производителями таких устройств являются японские компании Sony (оптические) и Fujitsu (магнитооптические).
Принципиальное отличие оптических и магнитооптических накопителей от приводов CD-ROM связано с разными форматами записи информации. Так, для первого класса изделий информация располагается на концентрических дорожках, как и в винчестерах, то есть запись и соответственно воспроизведение осуществляются с постоянной угловой скоростью. Отсюда тот же, что и в винчестерах, подход к повышению производительности - увеличение скорости вращения и плотности записи для увеличения скорости передачи данных, уменьшение массы считывающего устройства - для увеличения скорости его перемещения и уменьшения времени доступа и т.д. Есть, правда, одно серьезное отличие - необходимо обеспечивать совместимость с изделиями других фирм (поскольку носители сменные), т.е. жестко придерживаться существующих стандартов. Кроме того, необходимо обеспечивать совместимость с предыдущими стандартами, т.к. плотность записи постоянно увеличивается.
Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла или прозрачного поликарбоната, содержащий магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта (либо другой коMbинации с участием редкоземельных элементов). Этот сплав обладает необходимыми магнитными свойствами и имеет низкую - около 300 градусов Цельсия - температуру Кюри. С помощью луча лазера небольшой мощности можно очень быстро нагреть небольшой участок магнитного слоя, около 0.5 кв. Микрона, до более высокой температуры, так что при охлаждении даже в достаточно слабом внешнем магнитном поле участок оказывается намагниченным в направлении этого внешнего магнитного поля. Поле прикладывается перпендикулярно поверхности диска. Меняя направление этого поля, можно по- разному намагничивать разные участки, осуществляя таким образом запись информации. Для считывания данных используется эффект Керра, который заключается в изменении направления поляризации луча, отраженного от намагниченной поверхности. Поскольку в данном случае направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в 5 раз выше, чем в винчестерах - более 19 тыс. Дорожек на дюйм.
Сплав, из которого изготовлен активный слой, обладает одной особенностью. Он при обычной температуре (из-за высокой коэрцитивной силы) не может быть перемагничен приложенным к нему магнитным полем определенной напряженности. Только при нагревании (достигнув температуры Кюри) соответствующий участок активного слоя перемагничивается должным образом.
В настоящее время выпускается магнитооптические накопители, предназначенные для работы с носителями диаметром 3.5 и 5.25 дюйма. Диски помещены в неразборные картриджи, напоминающие по конструкции 3.5-дюймовые дискеты, таким образом, они надежно защищены от случайного повреждения. Используя магнитооптические диски, можно добиться чрезвычайно надежного хранения информации, так как время сохранности данных определяется фактически стойкостью использованной подложки (стекло или поликарбонат). Что касается циклов записи, то в испытании на 100 миллионов циклов не было замечено никаких необратимых изменений свойств магнитного слоя и подложки. Благодаря тому, что головки чтения/записи в них никогда не касаются диска, обеспечивается высокая устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам. В магнитооптических дисках, в отличие от магнитных, не наблюдается самопроизвольное искажение информации, что делает эти устройства пригодными для долговременного архивирования данных. Они не боятся воздействия повышенных и пониженных температур, электромагнитных излучений и загрязнений. Срок гарантированной сохранности информации не магнитооптических дисках, по разным оценкам, колеблется до 70 лет. Эти устройства вне конкуренции по вместимости - 5.25 дюймовые диски, заполненные с двух сторон, вмещают до 4.6 Gb информации. И хотя начальные затраты на приобретение магнитооптического дисковода (за счет цены дисковода) гораздо выше, чем на приобретение любого накопителя со сменным магнитным носителем, благодаря высокой емкости и относительно небольшой стоимости самих дисков стоимость хранения информации на разных носителях оказывается сравнимой.
Кроме того, в магнитооптическом накопителе запись данных осуществляется таким образом, что существенно снижается быстродействие. В отличие от накопителя типа WORM, в котором операция записи выполняется за один оборот диска, в магнитооптическом накопителе перезапись данных осуществляется за два оборота: стирание, непосредственно запись и контроль.
В некоторых 5.25-дюймовых МО-дисководах используется технология phase change (изменение фазового состояния). Эта технология позволяется считывать и записывать данные за один проход, вместо двух, что вдвое сокращает время доступа. Однако, записанные таким образом диски несовместимы с традиционными МО устройствами.
Низкое быстродействие делает эти магнитооптические накопители непригодными для применения в качестве основной внешней памяти. Это обстоятельство и высокая цена являются их главными недостатками, которые частично компенсируются приличными емкостями и нечувствительностью к магнитным полям.
Тем, кто нуждается в хранении очень больших объемов информации, компания Pinnacle Micro предлагает 4.6 Gb накопитель Apx Optical Hard Drive. Его удобно использовать, например, для производства звуковой и видеопродукции, а также для архивации. По заявлению фирмы Pinnacle, ее накопитель работает почти так же быстро, как некоторые жесткие диски.
Технология DVD
DVD - оптических диски, подобны CD. Под таким девизом уже начат выпуск новых устройств, знаменующих переход к 17-гигабайтным носителям данных и цифровому видео. Пора и нам познакомиться с новинкой. О том, что обычные диски CD-ROM, рожденные для записи звука, не так уж хорошо подходят для компьютеров, общеизвестно, т.к. существуют сложности вписывания произвольной информации в структуру диска, соответствующего Красной книге. После нескольких лет обсуждения (и довольно жесткой конкуренции) различных вариантов улучшенных оптических дисков, 15 сентября 1995 года между различными группами разработчиков было наконец достигнуто принципиальное согласие о технических основах создания нового диска. 8 декабря 1995г. крупнейшие производители приводов CD-ROM и связанных с ними устройств (Toshiba, Matsushita, Sony, Philips, Time Warner, Pioneer, JVC, Hitachi and Mitsubishi Electric) подписали окончательное соглашение, утвердив не только "тонкости" формата, но и название новинки DVD (Digital Video Disk), HDCD (High Dencity CD — диск высокой плотности записи), MMCD (MultiMedia CD). SD (Super Density — сверхвысокой плотности).
Впрочем, споры вокруг нового стандарта не завершились с принятием соглашения - даже название не находит единогласной поддержки в рядах основателей весьма распространенной является версия расшифровки аббревиатуры как Digital Versatile Disk (цифровой многофункциональный) диск. Если судьба новинки будет так успешна, как предвещают, то она может вызвать революцию не только в вычислительной технике, но и в бытовой электронике.
Отсутствие единого понимания технических, и юридических аспектов нового изделия затрудняет не только подготовку производства, несмотря на быстро расширяющийся круг участников лицензионных соглашений и начало выпуска первых устройств.
Аппаратные средства
"Первый DVD форум" также не дал окончательной редакции стандартов нового носителя информации. DVD - сколько, где и как. Начнем с технических характеристик.
DVD может существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина — это плоский верхний слой. Емкость такого диска достигает 4,7 GB и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках!) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная емкость составляет 8,5 GB (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью с?