ARCHITEKTURA KOMPUTERA

Pamięci masowe

Interfejs IDE,

Interfejs SATA

Macierze dyskowe RAID,

CD-ROM,

Napędy DVD, ZIP i napędy magnetooptyczne

Napęd Blue Ray

Pamięci masowe

Interfejs IDE:
1. IDE (Inteligent Drive Electronics, Integrated Drive

Electronics) - czyli zintegrowany interfejs równoległy

2. Urządzenia wykonane w standardzie IDE, posiadają

własne układy sterujące wbudowane w urządzenie.
Napędy są z kolei przyłączane do stosunkowo tanich
adapterów IDE w komputerach.

3. Do jednego adaptera można podłączyć maksymalnie dwa

urządzenia. Układy elektroniczne sterujące szyną danych
IDE, zostały wbudowane w urządzenia dyskowe, przez co
została wyeliminowana potrzeba zastosowania takowego
kontrolera na płycie głównej w komputerze. Przekaz
danych przez interfejs IDE dokonuje się z szybkością do 4
MB/s (32 Mb/s)

Pamięci masowe

4. Jeden sterownik (jeden kanał) IDE potrafi obsługiwać

zarówno dyski twarde (IDE), jak również urządzenia ATAPI
(CD - ROM).

5. Cechy kontrolera, jak np.:

automatyczne adresowanie urządzeń,
prostota instalacji oraz możliwości rozszerzania urządzeń
współpracujących,
niewygórowana cena.

Pamięci masowe



SATA transmituje dane szeregowo, używając
do przesyłania informacji 7-żyłowego kabla
prowadzącego dwa sygnały różnicowe: dane
nadawane i dane odbierane oraz masy.



Transmisja  sygnału  jest  realizowana  w
standardzie  LVDS  (Low  Voltage  Differential
Signaling).  Standard  ten  używa  niższych
poziomów  napięć  niż  TTL  (stąd  nazwa),
rzędu  250  mV.  Pozwala  to  na  większe
długości  połączeń  w  porównaniu  z  kablami
PATA.  Ma  to  szczególne  znaczenie  dla
zaproponowanego w roku 2004 interfejsu e-
SATA,

pozwalającego

dołączać

komputera dyski zewnętrzne

Pamięci masowe

Macierze dyskowe znane są i stosowane od dłuższego czasu,

głównie w stacjach serwerowych. Obecnie rozwiązanie to
staje się coraz bardziej popularne.

Skrót RAID pochodzi od angielskiego terminu Redundant Array

of Inexpensive Disks. Wydawałoby się, że podstawowym
zadaniem łączenia dysków w macierze jest zwiększanie ich
pojemności. Jednak równie ważnymi, jeżeli nie ważniejszymi
zadaniami są: zwiększenie szybkości działania i zwiększenie
bezpieczeństwa przechowywania danych. Rozwiązania
stosowane w tym celu noszą angielskie nazwy stripping i
mirroring.

Pamięci masowe



Stripping polega na podziale przechowywanych informacji
na  niewielkie  porcje  i  przechowywaniu  ich  równomiernie
na wielu dyskach. Stripping nie poprawia bezpieczeństwa
przechowywania  informacji,  a  nawet  jest  pod  tym
względem  niekorzystny  (uszkodzenie  jednego  z  dysków
powoduje  bardzo  duże  straty  informacji),  natomiast
poprawia  szybkość  działania,  pozwalając  na  operacje  na
kolejnych dyskach, co skraca ich czas.



Mirroring polega na zapisywaniu tej samej informacji na co
najmniej  dwóch  dyskach.  Pojemność  takiej  macierzy
równa  jest  połowie  całkowitej  pojemności  (zakładamy  że
dyski  są  jednakowe),  nie  zmienia  się  też  szybkość
odczytu,  za  to  znacznie  wzrasta  bezpieczeństwo
przechowywania danych

Pamięci masowe

1. CD-ROM-y wywodzą się z rewolucyjnego rozwiązania

wprowadzonego w technice zapisu dźwięku,
opracowanego wspólnie przez Philips i Sony CD-DA
(Compact Disc Digital Audio).
2. Płyty dyskowe używane tylko do odczytu, o dowolnym
przeznaczeniu informacji cyfrowych CD-ROM (Compact
Disc Read Only Memory), współpracujące z komputerami
pojawiły się dopiero w 1985 r.
3. Kolejnym etapem w rozwoju technologii technicznych
było wprowadzenie dysków do jednorazowego zapisu CD-
R (Compact Disc Recordable) za pomocą urządzeń
zapisujących, a wkrótce potem dysków kompaktowych z
zapisem wielokrotnym CD-RW (Compact Disc Rewritable).

Pamięci masowe

Wiązka światła laserowego, padając na płytę, odbija się od

warstwy  aluminium.  Jeżeli  odbija  się  od  obszaru
zwanego  landem  (brak  wgłębienia),  jej  natężenie  jest
znacznie  większe  niż  w  przypadku,  gdy  odbija  się  od
pitu (wgłębienie).

W przypadku pitu wiązka jest po prostu znacznie mocniej

rozpraszana,  czego  powodem  jest  jej  niższe  natężenie.
Dlatego  przy  przejściach  pomiędzy  pitami  i  landami
występują  skoki  natężenia  światła  i  w  konsekwencji
skokowe  zmiany  sygnału  elektrycznego  z  elementów
światłoczułych.

Pamięci masowe

Informacja  zapisywana  na  CD-ROM-ie  kodowana  jest  tak
zwaną  metodą  EFM  (Eight  to  Fourteen  Modulation).  W
ramach  lej  metody  każde  8  bitów  (jeden  bajt)  jest
zastępowane

14-bitowym

słowem.

Kodowanie

przebiegać  tak,  aby  dwie  kolejne  jedynki  były  rozdzielone
nie  mniej  niż  dwoma  i  nie  więcej  niż  dziesięcioma  zerami
(reguła 2-10). Zalety:
*z  jednej  strony  możliwie  duża  gęstość  zapisu  (zapisujemy
bity metodą NRZ,a)
*z  drugiej,  zapewnienie  odpowiedniej  częstotliwości
impulsów utrzymujących synchronizację.
Przed  zapisaniem  14-bitowych  słów  dodawane  są  do  nich
tak  zwane  słowa  sklejające  o  długości  trzech  bitów.  Dwa  z
nich są dobierane w ten sposób, aby zachować regułę 2-10,
trzeci  bit  ma  wartość,  która  słowie  14-bitowym  wraz  ze
słowem sklejającym określa parzysta liczbę jedynek).

Pamięci masowe

Fizyczna struktura zapisu

Informacja na CD-ROM-ie zapisywana jest w tak
zwanych ramkach, składających się z 584 bitów (33
zakodowane bajty, ponieważ każdy bajt jest zapisany za
pomocą

bitów,

oraz

27-bitowe

słowo

synchronizujące). Format ramki przedstawia rysunek

Pamięci masowe

Logiczna struktura zapisu

Sektor jest tworzony przez połączenie 98 ramek. Daje to
łącznie 98x24=2352 bajtów danych. Sektor może być
zapisywany w trybie I (z korekcją błędów - 2048 bajty w
sektorze, pozostałe bajty służą do korekcji) lub w trybie
2 (bez korekcji -wówczas w sektorze mieszczą się 2352
bajty).

Pamięci masowe

Adres informacji ma format zapożyczony z płyt audio:
:min :sek :numer bloku.
Na płytach dźwięk był zapisywany z częstotliwością 44,1
kHz, przy czym słowa miały długosz 32 bitów (4 bajtów).
Liczba ramek na sekundę czytana przez system audio (o
pojedynczej prędkości).

Ponieważ na sektor przypada 98 ramek, oznacza to, że w
ciągu sekundy odczytywanych jest 75 sektorów.. Tak więc
przykładowy adres 5:4:12 oznacza absolutny sektor (czyli
liczony od początku ścieżki) o numerze 22812, gdyż:

7350

44100





Pamięci masowe

7350

44100





Pamięci masowe

Nagrywarki CD-R i CD-RW i DVD
Od strony elektronicznej, sposobu kodowania i formatu
zapisu danych nagrywarki CD-R i CD-RW niczym nie
różnią się od klasycznych napędów CD. Różnice związane
są z technologią i materiałami zastosowanymi do
produkcji płyt.
1. CD-R warstwa poliwęglanowa pokryta jest specjalną
substancją, cyjaniną, która mętnieje pod wpływem
promieniowania laserowego. Na warstwę tę napylona jest
warstwa aluminium. W trakcie nagrywania płyty promień
lasera powoduje zmętnienie warstwy cyjaniny, co
odpowiada obszarowi pitu na zwykłej płycie, gdyż
powoduje zmniejszenie natężenia wiązki odbitej. Odczyt
płyty dokonywany jest wiązką o „zwykłej", mniejszej
mocy, co nie powoduje zmian przezroczystości warstwy
cyjaniny.

Pamięci masowe

2. CD-RW warstwa poliwęglanowa pokryta jest specjalną
substancją, która w zależności od długości fali światła
laserowego na nią padającego mętnieje (staje się
amorficzna) bądź staje się na powrót przezroczysta
(wraca do postaci krystalicznej). Zastosowanie takiej
substancji w miejsce cyjaniny umożliwia wielokrotną
zmianę informacji zapisywanych na płycie.

Pamięci masowe

3. DVD (Digital Versatile Disk lub Digital Video Disc)
zasada zapisu nie różni się od sposobu zapisu na płycie
CD. Różnice są ilościowe, powodują jednak powstanie
nowej jakości. Ilość informacji zgromadzona na
pojedynczym krążku DVD może sięgać nawet kilkunastu
GB. Również ten standard powstał na potrzeby inne niż
technika komputerowa, wyniknął z potrzeb techniki
filmowej. Jednak i tym razem został bardzo szybko
zaadaptowany dla komputery
Swoje wielkie pojemności dyski DVD zawdzięczają między
innymi. *że odległość pomiędzy ich ścieżkami jest o
połowę mniejsza niż na płycie CD.
*gęstość zapisu (wielkość zagłębienia) może być o
połowę mniejsza niż w przypadku CD. Kolejną nowością
jest zapis dwuwarstwowy. W dysku dwuwarstwowym
pierwsza warstwa odbijająca jest półprzezroczysta.

Pamięci masowe

Dysk magnetooptyczny oświetlany jest wiązką światła
spolaryzowanego o odpowiednio dobranej płaszczyźnie
polaryzacji. Płaszczyzna ta ulega skręceniu o różny kąt w
zależności, czy wiązka odbiła się od obszaru
namagnesowanego, czy też nienamagnesowanego. Filtr
polaryzacyjny jest tak ustawiony, że przepuszcza
praktycznie bez tłumienia wiązkę odbitą, od obszaru
namagnesowanego, a silnie tłumi wiązkę odbitą od
obszaru nienamagnesowanego. W wyniku otrzymujemy
silny lub słaby sygnał z detektora reprezentujący jedynkę
albo zero.

Pamięci masowe

Dysk przesuwa się (obracając) w polu magnetycznym
powodującym jego magnesowanie. Miejsca, które mają
zostać rozmagnesowane, oświetlane są wiązką światła
laserowego o dużej energii, powodującą punktowe
nagrzewanie nośnika magnetycznego powyżej
temperatury punktu Curie. Powoduje to, jak powiedziano,
rozmagnesowanie tego obszaru.

Pamięci masowe

Napędy ZIP



Napędy zwane Zip są opracowaniem firmy Iomega. Zasada

zapisu na tego typu dyskach jest zbliżona do zasady
zapisu na dyskietkach. Jednak dzięki lepszej jakości
materiałów i bardziej precyzyjnemu wykonaniu dyski te
osiągają znacznie większe pojemności i lepsze czasy
dostępu.



Dysk napędu Zip wykonany jest z wysokiej jakości

polietylenu (PET) pokrytego nośnikiem magnetycznym.
Umieszczony jest w sztywnym 3,5-calowym kartridżu,
wyglądem przypominającym dyskietkę. Pierwotnie dyski
te miały pojemność 100 MB, później o pojemności 250 i
750 MB. Czas wyszukiwania informacji (ang. seek time)
jest rzędu 30 ms, a transfer informacji wynosi około 1
MB/s.



Napędy Zip mogą być wykonane jako napędy wewnętrzne,

montowane wewnątrz obudowy, lub jako napędy
zewnętrzne.

Pamięci masowe

Napędy ZIP



Napędy zwane Zip są opracowaniem firmy Iomega. Zasada



Dysk napędu Zip wykonany jest z wysokiej jakości



Napędy Zip mogą być wykonane jako napędy wewnętrzne,

montowane wewnątrz obudowy, lub jako napędy
zewnętrzne.

Pamięci masowe

Pamięci USB
Pamięć USB (znana także pod nazwami: PenDrive,,
Flash Disk, FlashDrive,, Flash Memory Stick Pen Drive,
USB-Stick) – urządzenie przenośne zawierające
pamięć nieulotną typu Flash EEPROM, zaprojektowane
do współpracy z komputerem poprzez port USB i
używane do przenoszenia danych między
komputerami oraz urządzeniami obsługującymi
pamięci USB.

Pamięci masowe

Schemat budowy PenDrive'a:
1) Łącze USB
2) Kontroler pamięci
3) Styki serwisowe
4) Kość

określająca tryb

pracy
7) Blokada zapisu
8) Miejsce na dodatkową kość
pamięci

Pamięci masowe

Zastosowanie
1.Przenoszenie danych osobistych.
2.Naprawa komputerów
3.Odtwarzacze plików audio
4.Bootowanie systemów operacyjnych.
5.Zwiększenie pamięci systemu

Document Outline