Háttértárolók Kérdések a témakörhöz Mit nevezünk háttértárolónak? Milyen fajtái vannak a háttértárolóknak? Csoportosítsd a háttértárolókat a tárolás módja szerint! Add meg a ma használatos háttértárolók jellemzőit! Hogyan tárolják az adatokat az optikai háttértárolók? Mire használjuk a szalagos háttértárolókat? Kapacitás szempontjából rendezed sorrendbe a háttértárolók fajtáit! A témakör vázlata A háttértárolók feladata, hogy a számítógép kikapcsolt állapotában eltárolják a programokat és az adatokat. Tárolási elveik alapján léteznek mágneses és optikai háttértárolók. Mágneses háttértárolók Hajlékonylemez (Floppy Disk) Ma már elavultnak számító háttértároló. Elsősorban kis adattároló képessége miatt nem használjuk, hisz az utolsó típusa is csak 1,44 MByte kapacitású volt. Bár próbálkoztak még utána 120 MByte tárolásra képes úgynevezett ZIP drive-val is, de az a közben megjelenő pen drive-ok miatt már nem terjedhetett el. Nevét a mágneses réteget tartalmazó vékony, hajlítható műanyag lemezről kapta. A floppy az adatokat mágneses elven tárolja. Ez azt jelenti, hogy ahol 1-est szeretnénk, ott a lemezen található mágneses részecskéket egy irányba állítjuk, így érzékelhető mágneses mezőt hozunk létre. Ahol pedig 0-át kell tárolni, ott megszüntetjük a részecskék irányítását, így nem lesz érzékelhető a mágneses mező a lemez olvasófeje számára. Az adatok a könnyebb használat érdekében sávokra és szektorokra osztott részekben találhatók. Sávnak a képen 6-ossal jelölt koncentrikus köríveket, míg szektornak a körív egy szeletét nevezzük. (A képen 7- essel jelölve) Merevlemez (Hard Disk, Winchester) A számítógép legfontosabb háttértárolója. Nevét a mágneses réteget tartalmazó kemény, merev fémlemezről kapta. A hajlékonylemezhez hasonlóan ez is mágneses elven működik. Itt is sávokra és szektorokra van osztva a lemez. Ez viszont a floppytól eltérően sokat fejlődött az idők folyamán, így kapacitása a néhány MegaByte-osról TerraByte nagyságrendűre nőtt.
A jobboldali képen érdemes megnézni, hogy egy merevlemez belsejében nem csak egy lemez lehet. A nagyobb kapacitás érdekében két, három, vagy akár több lemezt is rakhatnak egy házba. A számítógéphez IDE, vagy SATA portokon keresztül csatlakozhatnak, illetve léteznek külső házban lévő merevlemezek, amelyek leggyakrabban USB csatlakozón keresztül vannak a géphez kötve. A merevlemez technológia odáig fejlődött, hogy a zsebben hordható, kisméretű mp3 lejátszókba is készülnek merevlemezek 100 GByte körüli kapacitással. Szalagos tárolók A legrégebbi, de ma már ritkán használt mágneses tároló. Lényege, hogy a mágneses réteg egy műanyag szalagon van rajta. Nagy kapacitású, de nehézkesen használható, mert a szalag közepén lévő adathoz csak úgy férünk hozzá, ha az előtte lévő összes adaton végigmegyünk. Manapság inkább nagy adatmennyiség arhiválására, biztonsági mentésére használják csak. Régebben nagy dobokra csavarva (lenti kép), mostanában kazettás formában (jobb oldali kép) alkalmazzák.
Optikai tárolók CD lemez Az 1970-es évek elején a Philips cég egy forradalmi lemezzel jelentkezett, amely optikai (azaz fényvisszaverésen alapuló) úton volt képes adatot tárolni. Ezt az új lemezt hívták Compact Disc-nek. Tárolókapacitása kezdetben 650 MByte volt, de a fejlesztéseknek köszönhetően kapni ma 700, illetve 800 MByte-os változatban is. A kapacitásuk mellett ezeket a lemezeket jellemzi még az írási, és olvasási sebességük is. Ezalatt azt értjük, hogy másodpercenként hány bitnyi adatot tudnak felírni, vagy kiolvasni a lemezről. A legelső CD-k sebessége 150 KByte/s volt, ami az egyszeres sebességet jelenti. A mai 52-szeres sebességgel rendelkező lemezek ennél tehát 52-szer gyorsabban olvashatók, vagy írhatók. A sebesség növelését leginkább a lemezek gyorsabb forgatásával lehet elérni. Ez az 52-szeres sebesség egy felső fizikai határ. Ugyanis ez az a forgási sebesség amit a lemez még szétrobbanás nélkül képes elviselni. A lemezeken a következő rövidítésekkel találkozhatunk: CD-ROM, CD-R, CD-RW. CD-ROM: Csak olvasható lemez. A gyárban kerül rá a tartalom. CD-R: Recordable, vagyis egyszer írható lemez CD-RW: Rewritabel, vagyis újraírható lemez A CD olvasásának/írásának elve: A lemezt alulról egy lézernyalábbal világítják meg, majd felfogják a CDről visszavert fényt. A lemez bizonyos helyeken több, máshol kevesebb fényt ver vissza. A több fény a logika 1-nek, a kevesebb a 0-nak felel meg. Többféle módszer létezik a fény visszaverésének szabályozására: van ahol apró lyukakat égetnek a lemezbe, de a modernebb írók, már a lemez átlátszóságát változtatják meg. Ez utóbbi technikával lehet többször írható lemezt készíteni. A mellékelt ábrán látható, hogy a lézer a lemezt alulról világítja meg. Ez a fény a fekete helyeken nagyobb arányban nyelődik el, ezért innen kevesebb verődik vissza az érzékelőre. Az adatokat spirálisan belülről kifelé írják a lemezre. A következő képen egy CD meghajtó belső része látható. Középen a kék színű pont a lézerdióda. Ez bocsátja ki a lézerfényt, ami majd visszaverődik a lemez felületéről.
DVD (Digital Versatile Disc vagy Digital Video Disc) A DVD lemezek hasonló módon működnek mint a CD-k, de a technika fejlődésének köszönhetően ugyanakkora helyen több adat tárolására képesek. Egy alap DVD lemez 4.7 GByte kapacitású. Olvasásuk és írásuk is gyorsabb lett, itt az egyszeres sebesség már 1350 KByte/s. A DVD-k kapacitása növelhető több réteg alkalmazásával. Ekkor nem egy visszaverő réteg van a lemezen, hanem több egymás alatt. A lézert mindig arra a rétegre fókuszálják, amelyről az adatot be kell olvasni. Minden egyes réteg plusz 4.7 GBytetal növeli meg a kapacitást. DVD lemezekből is többféle fajta létezik. Találkozunk például +, vagy - jellel jelölt DVD+R, DVD-R lemezekkel. Mindkettő egyszer írható lemezt jelöl. de az adatok rögzítési technikája más. A + jellel ellátottak valamivel megbízhatóbbak. A DVD+RW, a DVD-RW és a DVD-RAM is többször írható lemezt jelöl. Viszonylag nagy kapacitása miatt filmek tárolására is használják. Az ilyen lemezek kétrétegűek, hogy a nagymennyiségű adat elférjen egy lemezen. A filmkészítők kérésére a filmeket tartalmazó DVD-ket régiókóddal látják el. Minden filmet csak olyan DVD lejátszón lehet megnézni, ami támogatja az adott régiókódú filmek vetítését. Az alábbi ábra mutatja a kialakított régiókat.
Blu-Ray A legújabb formátumú optikai háttértároló. Kapacitása több mint 25 GByte. A jobboldali ábra azt mutatja, hogy a CD - DVD - Blu-Ray lemezeknél hogyan fejlődött a technika. Érdemes megnézni az egyre kisebb sávokat, és az így megnövelt tárolókapacitást. 2008-ig a Blu-Ray nagy ellenfele a HD-DVD lemez volt. A két szabvány közül a Blu-Ray lett a nyerő, mert több filmkészítő cég támogatta, mint a HD-DVD. Érdekesség még, hogy a Microsoft a HD-DVD szabvány mellett volt, de még ez sem volt elég ahhoz, hogy ez a lemez legyen a következő évek optikai adattárolója. A DVD-khez hasonlóan a Blu Ray lemezen forgalmazott filmeknek is van régiókódja. A következő ábrán ez látható.
Memória alapú háttértárolók A memória alapú háttértárolók közé soroljuk a ROM típusú memóriákat tartalmazó tárolóeszközöket. A ROM típusú memóriák jellemzője, hogy kikapcsolt állapotban is megőrzik a tartalmukat, ezért kiválóan alkalmasak háttértárolóknak. A ROM-ok több fajtája közül manapság a Flash-ROM típusúakat használjuk háttértárolóként. Ilyet tartalmaznak manapság a pen drive-ok és a memóriakártyák is. Emellett terjedőben van egy újfajta, SSD-nek (Solid State Drive) nevezett háttértároló is. Ezekben szintén Flash-ROM típusú memóriák tárolják az adatokat. Ez az SSD háttértároló hivatott leváltani a mai számítógépek legnépszerűbb háttértárolóját a merevlemezt. Már ma is egyre több számítógépben található ilyen, de egyenlőre a magas ára miatt még nem szorította ki a merevlemezeket.