Хранилища данных

Чт, 06/05/2014 - 21:07

Короче волна — выше емкость

Для считывания информации с компакт-диска используются так называемые красные лазеры с длиной волны 780 нм. При использовании лазеров с длиной волны 650 или 635 нм размер информационного пита можно сделать меньше. В результате информацию на диске можно уплотнить, уменьшив как шаг между дорожками, так и расстояния между питами. Такие диски стали называть DVD (Digital Versatile Disk, то есть цифровой универсальный диск). На нем размещается до 4,7 Гбайт информации. Этого достаточно, чтобы вместить полнометражный фильм со звуковым сопровождением на нескольких языках по выбору и еще вспомогательные данные, облегчающие управление изображением.

У DVD-дисков поликарбонатный защитный слой можно сделать вдвое тоньше, чем у компакт-дисков. В результате появились двухслойные DVD-диски, у которых один из отражающих слоев полупрозрачный. На них можно расположить данные объемом до 8,5 Гбайт. Удвоить объем информации до 9,4 Гбайт не удается, поскольку, чтобы избежать сбоев при считывании информации со второго слоя, используются алгоритмы с повышенной избыточностью данных.
В 1995 году фирма «Pioneer» начала разработку, а уже в 1997 году выпустила первый привод для записи дисков DVD-R лазером с длиной волны 635 нм. Ёмкость дисков составляла 3,95 Гбайта. Привод на первых порах стоил 17 тыс. долларов, а «болванка» 50 долларов.

В 1999 году в компании «Pioneer» выпустили очередную версию пишущего привода. Он стоил уже «всего» 5400 долларов и позволял записать на один диск до 4,7 Гбайта данных, как на обычных DVD. Спустя еще немного времени компания разработала стандарт записи, защищенной от копирования: часть информации записывалась в служебную область диска. Начиная с этого момента компания «Pioneer» продвигает два формата DVD-R: один DVD-R (А) (Authoring, то есть профессиональный), другой DVD-R(G) (General, то есть для общего пользования). Для записи DVD-R(A) использовался лазер с длиной волны 635 нм, и на таких приводах можно записывать «болванки», выпущенные для прежних дисководов. Для записи DVD-R(G) длина волны составляла 650 нм. Оба типа приводов могут считывать данные с дисков обоих форматов. А вот записывать данные на диск другого формата из-за разницы в длине волны не могут.

Вслед за однократно записываемыми дисками там же, в «Pioneer», наладили выпуск и перезаписываемых дисков, получивших вначале наименование DVD-R/W, а позже переименованных в DVD-RW. И хотя делалось все возможное, чтобы перезаписываемые DVD-диски можно было читать на всех приводах, добиться этого в полной мере не удалось. Отражающая способность материала, который применяется в дисках DVD-RW, ниже, чем у материала дисков DVD-R, из-за чего многие старые приводы не справляются с перезаписываемыми DVD-дисками.

Стандарты записи на DVD разрабатывали и другие компании. Так, «Matsushita», больше известная как «Panasonic», создала стандарт, получивший название DVD-RAM. Записываемые диски DVD-RAM помещались в специальный картридж — прямоугольную коробку размером 135,5x124,6x8 мм. Появившиеся в 1998 году приводы для DVD-RAM стоили не больше 800 долларов, что выгодно отличало их от продукции «Pioneer». И хотя на этих устройствах нельзя было читать обычные DVD-диски, их покупали из-за меньшей цены.

Следовало ожидать, что, как и в случае с CD-RW, форматы перезаписываемых DVD-дисков будут согласованы с уже существующими стандартами. Несмотря на то что они подтверждены на специальном форуме, некоторые его члены все же разработали другой формат, который получил название DVD+RW. На этих дисках новые данные можно записывать поверх старых, и, кроме того, запись может осуществляться в несколько приемов. Любопытно, что формат DVD+R появился после формата DVD+RW. Используемый в нем отражающий слой обладает чуть большей отражающей способностью, поэтому такие диски зачастую успешно читаются приводами, рассчитанными на работу с DVD-дисками, изготовленными в промышленных условиях.

Все же из-за несогласованности стандартов режимы лазера, предусмотренные для записи на DVD+R, отличаются от тех, которые предусмотрены для записи на DVD+RW-дисках. Вот почему выпущенные прежде дисководы для DVD+RW не всегда могут записывать диски DVD+R.

Уменьшение длины волны до 405 нм позволяет за счет уменьшения расстояния между дорожками и питами разместить на диске 15 Гбайт информации. Именно такое количество данных содержится на дисках формата HD DVD. Их появление вызвано распространением телевидения и видео высокой четкости, с разрешением 1920х1080 пикселей. Впрочем, этот формат тоже не единственный, и сейчас на рынке появились диски Blu-ray (BD). Свое название они получили от английского выражения «Blue Ray», что буквально означает «голубой луч» и объясняется тем, что для их записи и воспроизведения применяется коротковолновый сине-фиолетовый лазер. Из первого слова удалили одну букву, чтобы зарегистрировать новую торговую марку. На одном слое подобных дисков можно хранить до 33 Гбайт информации.

Карты вместо дисков

Компакт-диски получили широкое распространение в компьютерной индустрии, но развитие цифровой фотографии привело к распространению новых устройств хранения данных — флэш-карт. Их принцип действия основан на свойствах транзисторов с плавающим затвором, которые называют ячейками.
Наибольшее распространение получили флэш-карты с микросхемами NOR (по аналогии с названиями логических ячеек NO-OR, то есть ИЛИ-НЕ) и NAND (NOAND, то есть И-НЕ).

В архитектуре NOR ячейки памяти располагаются параллельно, что позволяет получить доступ к каждой из них. Память используется эффективно, но за это приходится платить увеличением времени для записи или удаления данных. В архитектуре NAND ячейки последовательно объединены в группы. В архитектуре NOR доступ можно получить к каждой ячейке памяти.

В архитектуре NAND данные записывают страницами и блоками, в результате чего часть блока может оказаться неиспользованной. Составленные страницы, в свою очередь объединены в блоки. При такой организации обратиться к отдельной ячейке памяти невозможно. Запись данных осуществляется постранично, а стирание — поблочно. Такая архитектура позволяет быстрее работать с блочными типами данных. Подобным образом, кстати, организовано хранение данных на жестких дисках, а потому NAND-карточки часто используются в МР3-плеерах и цифровых камерах или вместо HD-дисков.

Неудивительно, что флэш-карты очень быстро вытеснили дискеты. Объем современных флэш-карт приближается к сотне гигабайт, а это составляет серьезную конкуренцию жестким дискам. Так, «Samsung» уже выпускает ультра-мобильный портативный компьютер Q1-SSD с 32-гигабайтным «флэш-диском».

К сожалению, число циклов перезаписи у флэш-карт ограничено. Транзисторы с плавающим затвором при частой перезаписи данных выходят из строя. Ситуация усугубляется тем, что часть информации, например таблица оглавления файлов, располагается в первых секторах носителей данных. Приходится идти на различные ухищрения. На одних «флэшках» используется специальная файловая система. На других, например на Compact Flash (CF) или Security Digital (SD), используется специальный контроллер, который старается равномерно распределять данные по объему памяти и тем самым повысить ее ресурс.

В последние годы размеры носителей информации становятся меньше, но при этом информации на них хранится больше. Скорее всего, такая тенденция сохранится в ближайшем будущем, ведь появляются новые открытия, которые поступают в «сокровищницу» человеческих знаний. Их надо не только хранить, но и эффективно использовать.

Другие материалы рубрики


  • 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.



  • 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

  • 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.


  • 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.



  • 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?


  • 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.



  • 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

  • Физики из России разработали и провели проверку первой логической системы, состоящей из 2-х кубитов, которую станет возможно в будущем применить в качестве основы для создания квантового компьютера и систем шифрования данных.