Háttértár. Fajtái. Mágneses tárak. Háttértár 1

Átírás

1 Háttértár 1 Háttértár A háttértár olyan számítógépes hardverelem, mely nagy mennyiségű adatot képes tárolni, és azokat a számítógép kikapcsolása után is megőrzi. Erre azért van szükség, mert a számítógép műveleti memóriájában csak ideiglenesen lehet adatot tárolni, ennek tartalma a számítógép kikapcsolása után törlődik. A mai számítógépek legtöbbje digitális, azaz számokkal dolgozik, minden adatot (kép, hang, egyéb) számokká alakítva kap meg, így számokat dolgoz fel és azokat kell, hogy eltárolja. A tároló eszközök különböző (mechanikai, mágneses, elektronikus és optikai) elveken tárolják az adatokat. Fajtái A merevlemez (angolul hard disk drive, rövidítése HDD), olyan háttértároló hardverelem, ami az adatokat kettes számrendszerben ábrázolva, a mágnesezhető réteggel bevont, forgó lemezeken tárolja. Mágneses tárak Mágnesdob A mágnesdob történelmileg a számítástechnika legrégebbi digitális mágneses tárolója és 1960 között ez volt a legelterjedtebb tároló. Ezen tárolták a programokat és a különböző adatokat is. A mágnesdob egy a légellenállás csökkentése céljából vákumban elhelyezett ferromágneses anyaggal borított fém henger. Az adatokat tároló csatornákat (track-eket) a dob felszínén helyezték el és minden csatornához egy-egy rögzített olvasó/író fej tartozott. Ez egyébként a mágneslemez és mágnesdob közti alapvető különbség, míg az előbbi esetében a lemez is és az olvasó fej is mozog, az utóbbinál csak a dob forog. Ez a megoldás mágnesdob esetében nagyságrendekkel rövidebb elérési időt biztosított. A BSD operációs rendszerekben mint anakronizmus mind a mai napig maradt fennmaradt a /dev/drum elnevezés (drum = dob), amivel most avirtuális memóriát azonosítjuk. Ferritgyűrűs memória Áram-járta vezető mágneses tulajdonságait használja Az Ural számítógépek mágnesdobja ferromágneses anyagok felmágnesezésére, vagy ellenkező áramiránnyal átmágnesezésre. A két különböző állapot teszi lehetővé az információ tárolást. A felmágnesezett ferritgyűrű mágneses állapotát a tápfeszültség megszűnése után is megtartja, ezért rendszerösszeomlás esetén sem veszítjük a tárolt adatokat. Az apró, néhány tized milliméteres gyűrűket külön nem rögzítik, azokat keretre feszített huzalokból álló háló tartja. Jellemző sűrűség a négyzet-milliméterenkénti egy gyűrű volt.

2 Háttértár 2 Mivel a vasmagok mágneses hiszterézise jelentősen függ a hőmérséklettől, szükséges volt, az állandó üzemi hőfok beállításához, a számítógépterem állandó hőmérsékletének biztosítása, hűtése. Mágnesszalag Analóg adatrögzítési módszerrel analóg jeleket (hang, kép) rögzítünk mint folytonos elektromágneses jeleket a mágneses mező erejét változtatva (hullámokat) a mágnesezett szalagon.a számítástechnika őskorában analóg mágnesszalagokat is használtak adattárolásra. A digitális mágnesszalagok az adatokat kettes számrendszerben ábrázolva, egy mágnesezhető réteggel bevont, szalagon tárolják. Az első digitális mágnesszalag 1952-ben került a piacra. Ez a lyukszalag mágneses változatának volt tekinthető. A szalagon 7 csatornán rögzítettek információt (6 csatornán adatot és a 7. csatornán az úgy nevezett paritáskódot. Magnószalag 1960 (analóg) Mágnesszalagos egységek 1970 (digitális) Magnókazetta 1980 (analóg) Merevlemez (winchester) A merevlemezes egységben több, egymás felett elhelyezkedő, mágneses réteggel bevont könnyűfém lemezt helyeznek el. Az adatokat ebben az esetben író-olvasó fej segítségével lehet elérni, minden lemezhez tartozik egy-egy ilyen fej, amelyet egy fejmozgató egységre szerelnek fel. Az állandó sebességgel, gyorsan forgó lemezektől a fej kis távolságban mozog. A merevlemezek zárt külső borítása védi az adatokat tartalmazó lemezeket a külső mechanikai sérülésektől és szennyeződésektől. A merevlemezes tárolóban elhelyezkedő lemezek fizikai felépítése, sávokra, a sávok pedig szektorokra vannak beosztva. A merevlemezek nem egy szektort, hanem egyszerre többet kezelnek. A több egységből álló szektort klaszternek nevezzük. A merevlemezeket a számítógép házába építik be, a hordozható háttértárolók bármelyik számítógépben felhasználhatóak. Az első merevlemezt az IBM angliai Winchester városa mellett található Hursley-parki laboratóriumában fejlesztették ki, ezért kapta a winchester nevet. Ez az elnevezés lassan feledésbe merül. Hajlékonylemez (flopilemez) A hajlékonylemez egy mindkét oldalán mágnesezhető réteggel ellátott műanyagból készült korong. A külső fizikai behatásoktól egy tok védi meg, aminek a belső oldala a nagyobb méretű lemezeknél filc borítású. A lemezt a használathoz nem kell (és nem is lehet) kivenni a tokjából. Az író-olvasó fejnek és a lemez forgató mechanikának a megfelelő rések ki vannak vágva a tokon. Teljesítménymérés A tárolók teljesítőképességére jellemző a másodpercben megadott t hozzáférési idő, a bitben kifejezett C kapacitás és a bitenkénti költség K. A leggyakrabban használt memóriák teljesítőképessége; t várakozási idő másodpercben, C a kapacitás bitben, K a mágnesdobra vonatkoztatott relatív költség

3 Háttértár 3 tároló t C K ferritgyűrűs 10 mágnesdob 1 mágneslemez mágnesszalag Optikai tárak Az különböző szabványos CD és DVD lemezek, optikai tárak 1.2 mm vastag 120 mm átmérőjű polikarbonát diszkek amelyeket egy nagyon vékony alumínium réteggel tesznek fényvisszaverővé. Az adatok tárolása a lemez felületébe égetett vagy nyomott apró lyukacskák (pits) segítségével történik. Ezek a lyukacskák (pits) a lemez közepéből kiinduló spirál mentén kerülnek elhelyezésre. A lemezek tároló kapacitása elsősorban az olvasásra használt lézer fény hullámhosszának a függvénye, minél rövidebb hullámhosszú fényt használunk annál több és kisebb lyukacskát (pits) tudunk elhelyezni egy-egy lemez felszínén. A lemezen található lyukacskák nem közvetlenül jelentenek 0 vagy 1 logikai értéket, hanem a változásukat felhasználva úgy nevezett NRZi kódolási sémát használnak. Compact Disc (CD) Az első CD lemezt 1981-ben a Berlini Rádiótechnikai vásáron mutatták be. A CD lemezen a lemez olvasásánál használt 780 nanométer hullámhosszú közel infravörös lézerfény biztosította felbontásnak megfelelően az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és az nyomok (tracks) közti távolság 1,6 µm. Ez a szabványos CD 12 cm átmérőjű lemezen maximálisan 900 MB információ tárolását teszi lehetővé. A CD-lemezeknek, meghajtóknak ma több fajtáját különböztetjük meg. Az egyik típusa a CD-ROM. Ezeket a lemezeket gyárilag írják meg, ezután adatokat ráírni, illetve törölni nem lehet róluk. A CD-R típusú lemezek egyszer írhatók, s írás után már csak olvasni tudjuk a rajta lévő adatokat. Ilyen lemez írásához CD-író szükséges. A legújabb CD-k lehetővé teszik azt is, hogy a felírt adatokat letöröljük, s a lemezeket újraírjuk. Ezek a CD-RW típusú lemezek, amelyek írásához, törléséhez újraírható CD-meghajtó szükséges. DVD Az 1995-ben megjelent DVD lemezek olvasásánál 650 nanométer hullámhosszú vörös lézerfényt használnak. Ennek megfelelően az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és a nyomok (tracks) közti távolságot 0,74 µm-re csökkenthették. Így a DVD lemezek maximális kapacitása 4,7 GB. További újításként bevezették a kétrétegű írást, ennek megfelelően a szabvány méretű lemezek kapacitását 8,5 GB-ra növelték. Magas minőségű mozgóképek, filmek tárolására a CD kis tárolókapacitása miatt alkalmatlan, ezért új eszközt fejlesztettek ki, a DVD-t. A DVD lemezeken a filmeket tömörítve tárolják. Fizikai mérete megegyezik a CD lemez méretével, így a DVD meghajtók alkalmasak CD lemezek kezelésére is. A DVD lemezek fizikai felépítése hasonló a CD lemezekéhez, csak a bemélyedések egymástól való távolsága kisebb, mint a CD lemezeken. Ezáltal nagyobb az adatsűrűség, s nagyobb tárolókapacitás érhető el. A DVD lemezeknek létezik egy- és kétoldalas változata is. A CD-hez hasonlóan itt is van egyszer írható (DVD-R, DVD+) és újraírható (DVD-RW, DVD+RW).

4 Háttértár 4 Blu-ray A hagyományos DVD lemezek továbbfejlesztett változata. Lényege, hogy amíg a szabványos DVD lemezek olvasására 650 nanométer hullámhosszúságú vörös fényű lézert használnak, addig ezeket a lemezeket 405 nm hullámhosszú ibolya színű lézer fénnyel lehet írni/olvasni. Így az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és a nyomok (tracks) közti távolság 0,32 µm-re csökkent. Ez adattároláskor közelítőleg 10-szer nagyobb adatsűrűséget jelent. Szilárd félvezető áramkörre épülő tárak Pendrive A pendrive egy parányi nyomtatott áramkört tartalmaz, a ráerősített fémcsatlakozóval, általában egy műanyag tokba téve. A csatlakozója a személyi számítógépeken elterjedt A típusú USB csatlakozó. Önálló áramforrásuk csak akkor van, ha egyéb szolgáltatással is rendelkeznek, például adatmenyiség-kijelzés vagy MP3-zenelejátszás, diktafon funkció. CompactFlash I and II SONY Memory stick (Std/Duo/Pro/MagicGate verzió) Papíralapú adattárak Lyukszalag A lyukszalag egy perforált leginkább papírból készült szalag, amelyet 20. században széleskörűen használtak adattárolásra és adat beviteli eszközként. A lyukszalagon a lyukak sorban helyezkedtek ezek számának megfelelően beszéltünk 5 illetve 8 csatornás lyukszalagokról. Az információt hordozó lyukak között egy a szalagot aszimmetrikusan felosztó apróbb lyuksor is található, mely a mechanikus szalagolvasók esetében a szalag továbbítását segítette. Ezeknek a lyukaknak a segítségével húzza a szalagot egy fogaskerék. Optikai olvasók esetében ezek révén ellenőrizhető, hogy oldalhelyesen van-e a lyukszalag az olvasóba befűzve. Lyukkártya A lyukkártya vagy Hollerith-kártya olyan adathordozó, elsődlegesen adatbeviteli eszköz, ahol a digitális információt a keménypapírból készült kártyán adott pozícióban meglevő lyukakkal ábrázolják. Lyukkártyákat illetve azonos elven működő információtároló eszközöket már a 18. század közepén is használtak az automatizálás és az adatfeldolgozás területén. Ezek célja az ismétlődő folyamatok vezérlése volt. Működési elvük a zenélő dobozok működésén alapul. Ezeknél és hasonló automatáknál egy forgó henger a rajta levő lyukakkal vezérelte a zeneszámok lejátszását vagy mechanikai folyamatokat. A lyukkártyák írására vagyis lyukasztására külön gép, a kártyalyukasztó szolgált, de készítettek kézi lyukasztásra szolgáló egyszerű kártyalyukasztókat is. A kártyák beolvasása optikai vagy mechanikus olvasóberendezésekkel történt

5 Háttértár 5 Egyéb Hanglemez/Gramofonlemez (az 1980-as években néhány otthoni számítógép program elosztására használták) Külső hivatkozások Meinders, E.R., Mijiritskii, A.V., Pieterson, L. van, Wuttig, M. Optical Data Storage Springer: (ISBN ) Bekenstein, Jacob D. (2003, August). Information in the holographic universe. Scientific American. Retrieved from / www. sciam. com/ article. cfm?articleid=000af f0a-97ae80a84189eedf

6 Szócikkek forrása és közreműködői 6 Szócikkek forrása és közreműködői Háttértár Forrás: Közreműködők:: Alensha, Burumbátor, Csigabi, Dencey, Gabelking, Glanthor Reviol, Grin, Hannababa86, Hkoala, Hungarian83, Istvánka, Linkoman, MerciLessz, Novpeti, Nyenyec, Opa, Porrima, Szajci, Teemeah, Texaner, 10 névtelen szerkesztés Képek forrásai, licencei és közreműködői Fájl:Apertura hard disk 05.jpg Forrás: Licenc: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Közreműködők:: Alessio Sbarbaro Fájl:Ural-1 Memory.jpg Forrás: Licenc: Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Közreműködők:: User:Panther Fájl:Magtape1.jpg Forrás: Licenc: ismeretlen Közreműködők:: Daniel P. B. Smith.. Original uploader was Dpbsmith at en.wikipedia. Later version(s) were uploaded by Boojit at en.wikipedia. Fájl:IBM System 360 tape drives.jpg Forrás: Licenc: Creative Commons Attribution 2.0 Közreműködők:: Erik Pitti from San Diego, CA, USA Fájl:Kaseta magnetofonowa ubt.jpeg Forrás: Licenc: Creative Commons Attribution 2.5 Közreműködők:: user:tsca Licenc Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported / creativecommons. org/ licenses/ by-sa/ 3. 0/