Хранилища данных

Чт, 06/05/2014 - 21:07

Работа DWD-RW привода без защитного кожуха

Подвижный блок DVD привода с линзой, которая фокусирут лазерный луч на подложке диска. Для того чтобы «попасть» лазерной точкой в нужное место на диске, блок с линзой двигается по салазкам — двум направляющим осям. Чем более изношена механика у привода, тем сложнее ему позиционироваться в нужной точке, а значит он хуже начинает читать диски. Лазеров в DVD±RW приводах на самом деле не один, а два — для чтения CD- и DVD-дисков

Флэш-карта со вскрытым корпусом

В архитектуре NOR доступ можно получить к каждой ячейке памяти

В архитектуре NAND данные записывают страницами и блоками, из-за чего часть блока может оказаться неиспользованной

Лазерный луч в роли граммофонной иглы

В середине 60-х годов ХХ века американский изобретатель Джеймс Расселл, большой любитель классической музыки, недовольный тем, что звуковая дорожка на виниловых пластинках со временем разрушается и качество воспроизведения ухудшается, придумал способ записывать и считывать звуковой сигнал с помощью луча лазера. В 1970 году он запатентовал прообраз современных компакт-дисков.

В 1971 году Дж. Расселл оказался в корпорации «Optical Recording», где начал работать над проблемой записи на диски телевизионных программ, чтобы потом распространять их по почте. В 1974 году эта компания представила первое устройство для записи и воспроизведения таких дисков, но оно не привлекло внимания. Впрочем, в 1975 году с устройством познакомились представители концерна «Philips». И хотя они невысоко оценили увиденное, вскоре в корпорации были созданы диски, очень похожие на то, что было у Дж. Расселла.

В 1980 году компании «Phillips» и «SONY» приступили к массовому изготовлению лазерных дисков для записи звука. Они совместно разработали стандарт CD-DA (Compact Disk Digital Audio, то есть «компакт-диск с цифровым звуком»). Позже, в 1992 году, обеим компаниям пришлось заплатить около 30 млн долларов за выкуп лицензии, так как решением суда исключительные права на технологию CD были закреплены за «Optical Recording». Сам Расселл ничего не получил, ведь он создавал свое изобретение, будучи сотрудником компании, а значит, всеми правами на интеллектуальную собственность владела «Optical Recording».

На первых лазерных дисках диаметром 115 мм можно было записать программу продолжительностью 68 минут. Позже, по слухам, Норио Ога, вице-президент «SONY», предложил увеличить диаметр диска до 120 мм, чтобы на нем разместить запись длиной в 74 минуты 33 секунды, — именно столько времени исполняет 9-ю симфонию Бетховена, одно из самых продолжительных классических произведений, оркестр под управлением Сейджи Озава.
Чтобы оцифровать звуковой сигнал, в соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста необходимо периодически производить измерения его амплитуды, причем число отсчетов в единицу времени должно по крайней мере в два раза превышать частоту верхней гармоники сигнала.
Максимальная частота, воспринимаемая среднестатистическим человеком, равна 20 кГц, а потому частоту дискретизации, или, как ее еще называют, частоту сэмплирования, устанавливают с некоторым запасом: 44,1 кГц.

Для характеристики скорости потока записываемой информации используют величину, называемую битрейтом (от англ. Bit Rate). Музыкальные произведения записываются на CD с постоянным битрейтом 1407 килобит в секунду. Несложный расчет показывает, что емкость диска составляет около 700 Мбайт.
Лазерный диск сделан из алюминия, тонкий слой которого защищен покрытием из прозрачного поликарбонатного пластика. Алюминиевая поверхность покрыта огромным количеством микроскопических углублений вдоль дорожки шириной 0,5 мкм и шагом 1,6 мкм. Сфокусированный луч лазера падает на поверхность вращающегося диска и отражается от нее. Отражение от поверхности углубления (pit) и от основной поверхности (land) происходит по-разному, что и фиксируется фотоэлементом.

Компакт-диски получают штамповкой по матрице, изготовленной на высокоточном оборудовании.

Дорожка диска движется относительно считывающей головки с постоянной скоростью примерно 1,15 м/с. Чтобы обеспечить ее, система стабилизации регулирует частоту вращения диска от 500 об/мин при чтении внутренних дорожек до 200 об/мин при чтении внешних.

Запиши сам

В 1988 году были выпущены первые CD-R (CD-Recordable, то есть компакт-диск записываемый), на которых можно было сделать запись в одном экземпляре. В таких заготовках, или «болванках», отражающий слой изготовлен из тонкой золотой либо серебряной пленки, а между ней и поликарбонатной основой находится слой органического материала, теряющего первоначальную прозрачность при нагревании. При записи лазерный луч разогревает отдельные участки этого слоя и они перестают пропускать свет, и когда при воспроизведении лазерный луч попадает на них, то до приемника он уже не доходит.
Из-за этого дополнительного слоя коэффициент отражения у записываемых дисков чуть ниже, чем у штампованных, поэтому некоторые проигрыватели лазерных дисков могут не воспроизвести сигнал, записанный на «болванке».

Следующим шагом в эволюции компакт-дисков стали появившиеся в 1997 году диски CD-RW (CD-ReWritable, то есть CD перезаписываемые), поначалу названные CD-E (CD-Erasable, то есть стираемые). На них можно удалять записанную информацию и заменять ее новой. Их дополнительный органический слой может иметь два состояния — аморфное и кристаллическое. В зависимости от этого меняется его прозрачность. При нагреве от комнатной температуры до температуры выше критической, слой переходит в аморфное состояние и остается таким после остывания. При нагреве же до температуры ниже критической он весь переходит в кристаллическое состояние. Современные диски CD-RW выдерживают до десятков тысяч циклов перезаписи. К сожалению, отражающая способность этих дисков хуже, чем одноразовых. И хотя иногда бытовые проигрыватели «справляются» с ними, гарантированно считывают сигнал только специальные дисководы с автоматической регулировкой усиления фотоприемника.

Если записать музыку с использованием специальных алгоритмов сжатия, то на обычном 700-мегабайтном лазерном диске можно разместить звуковой материал длительностью 600 мин. Многим известен формат MP3. При записи в этом формате звуковой сигнал делится на фрагменты длительностью по 50 мс. Каждый фрагмент раскладывается на гармоники с помощью преобразования Фурье. Затем часть гармоник удаляется с учетом физиологии слуха. Например, человеческое ухо не воспринимает тихие гармоники на фоне более громких; кроме того, из-за инерции слуха после громкого звука некоторое время тихие звуки не слышны. Удаляют и другую «лишнюю» информацию. В результате несколько снижается динамический диапазон сигнала, то есть соотношение самого высокого и самого низкого уровней, и плохо воспроизводятся крутые фронты. Тем не менее заметить ухудшение может только человек с тренированным слухом. Звук в формате MP3 можно кодировать с постоянным или переменным битрейтом (от 32 до 320 кбит/с) и таким образом экономить объем примерно в 5 раз.

Другие материалы рубрики

  • Чемпион мира по игре в Го – Седол Ли из Южной Кореи – закончил второй матч в серии игр, которые он проводит с противником в виде искусственного интеллекта AlphaGo. Вторая игра закончилась в пользу компьютера. Таким образом, ещё одно поражение в серии игр может привести к полной победе искусственного интеллекта над человеком в данной стратегической игре.



  • Мир меняется стремительно и неудержимо. Достижения науки и техники последних десятилетий увеличили возможности человека получать доступ к нужным ему сведениям на порядок. Но человеческое сознание порой не успевает за предоставленными ему техническими возможностями. Инерция мышления и отсутствие навыков не позволяют воспользоваться ими в полной мере. На рубеже тысячелетий в обиход начало постепенно входить понятие «интерактивное телевидение» (ITV). Под этим подразумевалось нечто, объединяющее в себе возможности системы телевещания и компьютерной сети, снабженное удобными поисковыми системами и средствами обратной связи. За последние годы интерактивное телевидение стало реальностью, доступной многим, но до сих пор не превратилось в привычное повседневное явление.



  • Современную жизнь невозможно представить без компьютеров — на работе и дома, в офисах и банках, в магазинах и на почте — везде мы видим мониторы, системные блоки, принтеры. Эпоха ПК подарила человечеству не только массу удобств и развлечений, но и одну большую опасность — компьютерные вирусы. Какие они бывают и как распространяются? Какой вред наносят компьютерам и мировой экономике? Как защитить свои бесценные файлы и секретные документы? Об этом и многом другом мы и поговорим.
    Время дискет и CD-дисков, на которых распространялись вирусы, осталось в прошлом тысячелетии. В XXI веке основную угрозу по заражению компьютера представляет Интернет, а 90% современных вирусов — это так называемые сетевые черви, «шпионы». Каждые полчаса создается один новый вирус — он может удалить файл, заполнить мусором все свободное место, загрузить память по-максимуму, а может уничтожить всю информацию на жестком диске или раскрыть ваши личные и деловые тайны врагам и конкурентам. Очень важно быть защищенным и не бояться никаких вирусов. А, как гласит старая пословица, вооружен (в нашем случае информацией) — значит защищен. Вот и будем вооружаться!
    Что ж за зверь ты такой страшный, компьютерный вирус?



  • Эфирное (наземное) телевидение является самым распространенным в мире, но и наименее качественным. Оно транслируется на ультракоротких радиоволнах (УКВ). Программа в эфир передается в виде двух радиоволн с разными частотами — волны, несущей изображение, и волны, несущей звук. Две таких волны называют телевизионным каналом и их частоты строго регламентированы.
    Приемная антенна телевизора может регистрировать поступающий сигнал, только если передающая антенна станции находится в зоне прямой видимости — в среднем, в зависимости от рельефа, эта зона имеет радиус 60-80 км. Для увеличения зоны трансляции используют ретрансляторы — телевизионные станции, которые принимают сигнал, усиливают и передают по другому каналу в эфир. Их радиус действия — 10-15 км. Чтобы обеспечить обмен программами на больших расстояниях, используются радиорелейные линии — цепочки приемно-передающих станций, располагающихся на расстоянии 40-60 км друг от друга.



  • Смартфон Panasonic Eluga Z стоит порядка 215 долларов США, но пока не спешит покидать территорию Японии. Его отличительная особенность — это экран с матрицей AMOLED, которая характеризуется низким уровнем потребления энергии и одновременно очень высоким качеством цветопередачи. Вместе с этим смартфон располагает корпусом толщиной менее 7 миллиметров, да еще и с металлической рамкой. Ради такой толщины, правда, пришлось пожертвовать нормальным аккумулятором и установить вместо него батарею емкостью всего 2050 мАч. Время автономной работы неизвестно, но надолго этой АКБ точно не хватит.


  • Это произошло, когда программисты из фирмы Sun решили разработать новейшую вычислительную систему, не имеющую недостатков, которые встречались в существовавших тогда подобных программах. Задача состояла в том, чтобы создать среду, которую можно было бы продавать производителям бытовой электроники.
    Для того, чтобы не создавать конкретную платформу для программы, разработчики решили сначала расширить компилятор С++. Но с течением времени стало понятно, что данное расширение не может полноценно работать. Поэтому в 1991 году был создан язык Oak, название которого и было позднее заменено на Java.
    Во время работы над Oak, основанном на базе С++, сам язык упростили до минимума, чтобы иметь возможность совместить его с ограничениями в чипах карманных устройств.



  • Бурное развитие телекоммуникационной индустрии в мире во многом определяется конкуренцией и слиянием технологий, порождаемых лидерами двух исторически очень близких, но разделенных отраслей: вычислительной техники и связи. Связисты начинали свой путь от аналоговой телефонии и телефонных сетей на основе медных кабелей и пришли к цифровой и мобильной связи GSM, CDMA, далее к WCDMA1 и другим ЗG-технологиям, обеспечивая услугу голосовой связи как основную и удовлетворяя потребности передачи данных такими сервисами, как GPRS, EDGE и др. Компьютерная индустрия шла по пути объединения компьютеров для обмена данными, создала глобальное объединение сетей — Интернет и стала способна предоставлять услугу передачи голоса, как разновидность распределенного приложения. Компьютерная мобильность породила технологии беспроводной передачи данных сначала для локальных сетей и затем сетей масштаба предприятия и города. Конкуренция «связистов» и «компьютерщиков» является мощным двигателем инноваций в технологиях связи.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Люди все чаще пользуются технологией Wi-Fi для выхода в Интернет в кафе, залах аэропортов и дома. Беспроводное подключение кажется чем-то непостижимым, поскольку делает Сеть доступной в любое время в любом месте. Пользователи получают быструю, надежную связь с той непринужденной легкостью, которая когда-то обеспечила сотовым телефонам бешеную популярность. Специалисты компании Pyramid Research, занимающейся исследованиями в области телекоммуникаций, предсказывают, что общее количество пользователей Wi-Fi к 2009 г. может достичь 271 млн. человек. Маркетинговая компания In-Stat оценивает годовой оборот Wi-Fi-индустрии в $3 млрд. Однако столь бурное развитие технологии и возрастающий спрос на нее сопряжены со множеством проблем. Увеличение нагрузки на Wi-Fi-сети приводит к снижению надежности и скорости связи. Беспроводные радиоканалы принципиально уступают оптоволоконным, Ethernet и ADSL линиям по скорости и степени безопасности. Это было очевидно еще в 1993 г., когда я руководил исследовательской группой в Университете Карнеги-Меллона. Мы работали над проектом первой крупномасштабной беспроводной локальной вычислительной сети (ЛВС) Wireless Andrew, которая стала предшественницей нынешних Wi-Fi-сетей. С 1999 г. она связывает все компьютеры университетского городка. Минуло чуть больше десятка лет с начала нашей работы, а в мире беспроводной связи произошли большие перемены. Рост популярности Wi-Fi привел к возникновению целого ряда сложных проблем, в решении которых был достигнут существенный прогресс.



  • Флэш-память – это не только всем известные устройства хранения пользовательских данных, подключаемые к USB-порту компьютера. Существует много разнообразных видов и типов флэш-памяти.
    Появление термина «флэш», по одной из версий, связано с характерной особенностью первых типов этих носителей, использовавшихся спецслужбами для хранения секретной информации, — возможностью одновременного стирания всего ее объема. При хранении секретных данных использовались устройства, которые при попытке несанкционированного доступа автоматически и безвозвратно стирали всю хранимую информацию. Процесс стирания происходил мгновенно, поэтому устройства и назвали «Flash», что по-английски значит «мгновение» или «вспышка».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3

  • На MWC 2016 японская компания Kyocera представила новую модель смартфона. Его главная особенность заключается в Full HD дисплее с диагональю 5″, который способен выполнять функцию солнечной батареи. При нахождении на ярком свету каждые 3 минуты позволяют смартфону автономно работать ещё одну минуту.