Диски могут быть магнитные оптические

Обновлено: 06.07.2024

Содержание

Магнитный диск и оптический диск - это устройства хранения, позволяющие хранить данные в течение длительного времени. Эти диски различаются по многим характеристикам; Во-первых, магнитный диск работает с использованием намагничивающего материала поверх диска, тогда как в оптических дисках в его конструкции используется поликарбонат, а для хранения и извлечения данных используется лазер.

Магнитные и оптические диски относятся к категории вторичных запоминающих устройств. Необходимость в разработке этих устройств возникла из-за того, что предыдущие полупроводниковые запоминающие устройства имеют очень ограниченные возможности, например, стоимость хранения информации в таких устройствах очень высока.

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Магнитный диск	Оптический диск
Тип СМИ	Многосторонний фиксированный диск	Один съемный диск
Сигналы ошибки положения	Промежуточное отношение сигнал / шум	Отличное соотношение сигнал / шум
Частота дискретизации	Низкий	Высоко
Реализация	Используется в основном при произвольном доступе к данным.	Используется в потоковых файлах.
Треки	Круговой	Спиральная или круглая
Применение	Одновременно можно использовать только один диск	Возможно массовое тиражирование
Время доступа	Короче сравнительно	Дольше

Определение магнитного диска

В Магнитный диск состоит из набора круглых тарелок. Эти тарелки изначально состоят из немагнитного материала, то есть алюминия или алюминиевого сплава, называемого субстрат затем подложка покрывается магнитной пленкой и устанавливается на общий шпиндель. Диски помещаются во вращающийся привод, намагниченная поверхность которого вращается рядом с головками чтения и записи. Каждая голова состоит из намагничивающая катушка и магнитное ярмо. Он сохраняет цифровую информацию на концентрических дорожках, подавая на магнитную катушку импульс тока соответствующей полярности.

Количество битов, хранящихся на каждой дорожке, не меняется при использовании простейшего постоянная угловая скорость. Многократное зонирование запись используется для увеличения плотности, при которой поверхность разделена на несколько зон, а зоны, расположенные около центра, содержат меньше битов, чем зоны, расположенные дальше от центра. Однако эта стратегия не оптимальна.

Во время операции считывания регистрируется изменение магнитного поля. Итак, два противоположных состояния намагничивания представляют 0 и 1; он создает напряжение в головке, когда в потоке битов происходит переход 0-1 и 1-0.

Определение оптического диска

В Оптический диск запоминающее устройство, в котором используется оптическая (световая) энергия. На начальных этапах разработчики создали компакт-диск в середине 1980-х годов, который использует цифровое представление для аналоговых звуковых сигналов. Компакт-диск был способен обеспечить отличное качество записи звука, принимая 16-битные сэмплы аналоговых сигналов со скоростью 44 100 сэмплов в секунду, а также он может задерживать до 75 минут, когда общее количество необходимых хранимых битов составляет примерно 3 x 10. 9 (3 гигабита). В этих оптических дисках используется оптическая технология, при которой лазерный луч направлен на вращающиеся диски.

Конструкция оптического диска

Оптический диск изготовлен из смолы, подобной поликарбонат, и поверхность этого поликарбоната содержит цифровую информацию, отпечатанную на ней в виде последовательности микроскопические ямы. Затем на микроскопическую поверхность с ямками наносится покрытие с помощью высокоотражающей поверхности, например алюминия или золота. Чтобы диск устойчив к царапинам, он покрыт акрил и шелкография этикетка в теме. Наконец, для создания мастер-диска используется концентрированный лазер высокой интенсивности.

Вывод

Магнитный диск работает по электромагнитной технологии, а оптический диск работает с помощью оптических средств (лазерного излучения). Хотя скорость магнитного диска выше, чем у оптического.

Первые оптические лазерные диски появились в 1972 году и продемонстрировали большие возможности по хранению информации. Объемы хранимой на них информации позволяли использовать их для хранения огромных массивов данных (таких как базы данных, энциклопедии, коллекции видео и аудио данных) . Легкая замена этих дисков позволяла, "носить с собой" все материалы требуемые для работы, в любом объеме. Оптические диски имели очень высокую надежность и долговечность, что позволяло использовать их для архивного хранения информации.

Но трудоемкая процедура записи и невозможность перезаписи сильно ограничивала применение оптических дисков, как устройства для каждого компьютера. Последнее время появилось множество вариантов перезаписываемых оптических дисков. Фирмы производители предлагают различные технические решения данной проблемы. Например, предлагались устройства, способные записывать информацию на оптический диск прямо на рабочем месте пользователя, но перезапись такой информации оставалась под вопросом. Наиболее жизнеспособными оптическими дисками, обладающие свойствами перезаписи, на сегодняшний день являются магнитооптические (МО) диски. Впервые МО диски появились в 1988 году и соединили в себе компактность гибких дисков и накопителя Bernoulli Box, скорость среднего жесткого диска, надежность стандартного Компакт Диска и емкость сравнимую с DAT лентами. Но широкому распространению МО дисков мешает сравнительно дорогая стоимость и конкуренция современных жестких дисков. По сравнению с современными жесткими дисками, они более медленны и уступают им по максимальным объемам хранимой информации. Это делает невозможным применение МО дисков вместо традиционных винчестеров. При этом МО диски имеют большие перспективы как вторичные накопители, применяемые для резервного хранения информации.

Принципы работы МО накопителя.

МО накопитель построен на совмещении магнитного и оптического принципа хранения информации. Записывание информации производится при помощи луча лазера и магнитного поля, а считывание при помощи одного только лазера.

В процессе записи на МО диск лазерный луч нагревает определенные точки на диски, и под воздействием температуры сопротивляемость изменению полярности, для нагретой точки, резко падает, что позволяет магнитному полю изменить полярность точки. После окончания нагрева сопротивляемость снова увеличивается, но полярность нагретой точки остается в соответствии с магнитным полем, примененным к ней в момент нагрева. В имеющихся на сегодняшний день МО накопителях для записи информации применяются два цикла, цикл стирания и цикл записи. В процессе стирания магнитное поле имеет одинаковую полярность, соответствующую двоичным нулям. Лазерный луч нагревает последовательно весь стираемый участок и таким образом записывает на диск последовательность нулей. В цикле записи полярность магнитного поля меняется на противоположную, что соответствует двоичной единице. В этом цикле лазерный луч включается только на тех участках, которые должны содержать двоичные единицы, и оставляя участки с двоичными нулями без изменений.

В процессе чтения с МО диска используется эффект Керра, заключающийся в изменении плоскости поляризации отраженного лазерного луча, в зависимости от направления магнитного поля отражающего элемента. Отражающим элементом в данном случае является намагниченная при записи точка на поверхности диска, соответствующая одному биту хранимой информации. При считывании используется лазерный луч небольшой интенсивности, не приводящий к нагреву считываемого участка, таким образом, при считывании хранимая информация не разрушается.

Такой способ в отличие от обычного применяемого в оптических дисках не деформирует поверхность диска и позволяет повторную запись без дополнительного оборудования. Этот способ также имеет преимущество перед традиционной магнитной записью в плане надежности. Так как перемагничиваниие участков диска возможно только под действием высокой температуры, то вероятность случайного перемагничивания очень низкая, в отличии от традиционной магнитной записи, к потери которой могут привести случайные магнитные поля.

Механизмы МО накопителей строятся на базе механизмов обычных дисководов с небольшими конструктивными усовершенствованиями.

В качестве интерфейса МО накопители оснащаются SCSI адаптерами (16 или 8 битными) .

драйвера диска и утилиты форматирования низкого уровня. Многие поставщики также оснащают свои изделия специальными программами для резервного копирования.

В настоящее время существуют несколько форматов для форматирования МО дисков CCS (непрерывное комбинированное слежение) и SS (шаблонное слежение) . Первый из форматов разрешен стандартом ANSI, а второй также и ISO. В настоящее время формат CCS более популярен и имеет большее распространение. К сожалению два эти формата несовместимы и перенос дисков из одной системы в другую невозможен.

Это не единственная проблема переносимости связанная с МО дисками. Стандартами определено два размера сектора 512 и 1024 байт. Некоторые производители смогли сделать чтение секторов любого размера, но их меньшинство. Большинство производителей поддерживают размер сектора равный 512 байтам.

Область применения МО дисков определяется его высокими характеристиками по надежности, объему и сменяемости. МО диск необходим для задач, требующих большого дискового объема, это такие задачи, как САПР, обработка изображений звука. Однако небольшая скорость доступа к данным, не дает возможности применять МО диски для задач с критичной реактивностью систем. Поэтому применение МО дисков в таких задачах сводится к хранению на них временной или резервной информации. Для МО дисков очень выгодным использованием является резервное копирование жестких дисков или баз данных. В отличие от традиционно применяемых для этих целей стримеров, при хранении резервной информации на МО дисках, существенно увеличивается скорость восстановления данных после сбоя. Это объясняется тем, что МО диски являются устройствами с произвольным доступом, что позволяет восстанавливать только те данные, в которых обнаружился сбой. Кроме этого при таком способе восстановления нет необходимости полностью останавливать систему до полного восстановления данных. Эти достоинства в сочетании с высокой надежностью хранения информации делают применение МО дисков при резервном копировании выгодным, хотя и более дорогим по сравнению со стримерами.

Применение МО дисков, также целесообразно при работе с приватной информацией больших объемов. Легкая сменяемость дисков позволяет использовать их только во время работы, не заботясь об охране компьютера в нерабочее время, данные могут хранится в отдельном, охраняемом месте. Это же свойство делает МО диски незаменимыми в ситуации, когда необходимо перевозить большие объемы с места на место, например с работы домой и обратно.

В таблицах 1 и 2 приведена сравнительная характеристика применимости МО дисков для различных классов.

Несмотря на обилие технологий - хранение и качественная передача информации действительно насущная и актуальная проблема. С одной стороны отжившие свой век дискеты i и ленточные стримеры ii , а с другой DVD - явно несбалансированный продукт, по крайне мере с четырьмя отраслевыми стандартами iii и шестью реализациями и недолговечные CD-RW.

Единственно разумной альтернативой являются магнитооптические носители и дисководы, которые наследуя многократность магнитной записи в тоже время имеют преимущества оптическо-лазерного способа записи.

Теория

Магнитооптика, раздел физики, в котором изучаются изменения оптических свойств сред под действием магнитного поля и обусловленные этим изменения взаимодействия оптического излучения с помещенным в поле веществом.

Очевидно, что если в названии упоминаются магниты и оптика, то оба этих явления используются в устройстве.

Так оно и есть. МО-диск представляет собой поликарбонатную подложку (частот его также называют слоем) толщиной 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев, в котором заключается магнитная часть технологии, а оптическая представлена считывающим лазером.

Теперь вернемся к устройству диска, самые главные слои это защитный слой предохраняющий поверхность диска от повреждений, отражающий слой, необходимый для корректной работы лазера; диэлектрические слои выполняющие две функции - теплоизолируют магнитный слой (чтобы эффективнее использовать энергию лазера при записи) и увеличивают эффект поляризации при чтении; магнитный слой собственно хранитель информации. Сам МО-диск помещается в пластиковую коробку со "шторкой" и окошечком защиты от записи, размер составляет 1,8 дискеты.

Конкуренты

Видовое разнообразие

Прежде всего, это внутренние и внешние. Кстати отмечу - внешние МО приводы менее прожорливы, чем Combo устройства. Интерфейсы подключения различны - от довольно медлительного LPT до сверхскоростного USB 2.0

Различаются по размеру и объемам:

Размер 5,25

Максимальная емкость носителя - 9,1 Гб, за исключением HDD более емких устройств найти невозможно (устройства Orb представляют собой чисто теоретический интерес). По скоростным параметрам записывающие устройства на базе DVD уступают магнитооптике не только по быстродействию, но и по надежности хранения данных. Магнитооптические носители выдерживают огромное количество циклов перезаписи, не чувствительны к внешним магнитным полям и радиации, гарантируют сохранность записанной информации в течение полусотни лет. Уникальный набор характеристик обеспечил магнитооптической технологии применение в High-End устройствах записи, с повышенными требованиями к объемам и надежности хранения данных (неслучайно библиотека конгресса США оборудована магнитооптическими библиотеками v ).

Производят магнитооптические дисководы фирмы Sony и Maxoptix, а магнитооптические библиотеки - Hewlett-Packard, Maxoptix, Plasmon и UNIES. В библиотеках Hewlett-Packard используются магнитооптические дисководы Sony емкостью 5,2 или 9,1 Гб, в библиотеках Maxoptix - дисководы Maxoptix (5,2 Гб) или Sony (9,1 Гб).

Судя по всему, выпущенный фирмой Sony в конце 2000 года дисковод SMO-F561, поддерживающий 5,25-дюймовые диски емкостью 9,1 Гб, является последним устройством, основанным на традиционной магнитооптической технологии (МО). Дальнейшее развитие фирма Sony связывает с новой технологией оптической записи UDO (Ultra Density Optical). Конкурентом технологии является продукция Fujitsu под названием GigaMO.

Технология UDO базируется на новом коротковолновом лазере с длиной волны 405 нм, применение которого позволяет существенно увеличить плотность размещения дорожек записи и плотность записи в дорожке. Процесс записи основан не на магнитооптической технологии, а на технологии изменения фазы. Формат UDO предполагает начальную емкость 5,25 диска в 40 Гб (по 20 Гб на сторону). В дальнейшем емкость диска может быть доведена до 60 и даже до 120 Гб. Устройства нового формата могут появиться примерно к 2005 году.

Фирма Sony была не первой, предложившей перейти к форматам со сверхвысокими плотностями записи. Почти двумя годами ранее это сделала фирма Maxoptix, разработавшая формат OSD (Optical Super Density), основанный на магнитооптической технологии. Этот формат также предусматривает начальную емкость диска 40 Гб с последующем увеличением.
Для повышения плотности записи и быстродействия используется комбинация из нескольких приемов. В отличие от традиционной магнитооптической технологии, рабочий слой размещается практически на поверхности диска (OCIR - OverCoat Incident Recording). При этом защитный слой сохраняется, но становится намного тоньше, так что головки могут приблизиться к рабочему слою почти вплотную. Считывающая оптическая головка имеет усовершенствованную линзу (Recessed Objective Lense) и располагается очень близко от поверхности, благодаря чему достигается минимальный размер светового пятна. Запись производится с помощью двух головок. Оптическая осуществляет нагрев, а магнитная изменяет направление магнитного поля (Magnetic Field Modulation). Обе стороны диска записываются одновременно (Surface Array Recording), благодаря чему скорость записи и чтения данных удваивается.

Фирма Maxoptix уже неоднократно проводила технологическую демонстрацию OSD технологии и практически готова к выпуску новой продукции. Однако будущее этой технологии находится под вопросом, так как даже двух альтернативных технологий для относительно узкого сектора рынка слишком много.

Размер 3,5

Магнитооптика формата 3,5, в отличие от магнитооптики формата 5,25, с самого начала была ориентирована на массовый рынок. Благодаря компактности, высокому быстродействию и надежности позиции 3,5 дисководов довольно прочны.

В настоящее время Fujitsu производит дисководы как для 1,3 Гб носителей, так и для 640 Мб носителей.

Модельный ряд включает несколько модификаций по производительности (разные значения скорости вращения диска и среднего времени доступа), используются все распространенные типы интерфейсов (ATAPI, SCSI, LPT, USB 1.1 & 2.0, IEEE 1394).

Несмотря на лидерство и некоторый монополизм Fujitsu, последнее время активно действует на рынке не менее известный гигант Olympus. Новая линейка продуктов вполне конкурирует с основным производителем. TURBO MO с интерфейсами Ultra SCSI и USB 2,0 на 1,3 Гб MO133S1S и 640 Мб модели MO646S1S.

Первая модель работает с МО дисками емкостью 1,3 Гб и меньше, вторая - с дисками емкостью 640 Мб и меньше. Скорость вращения шпинделя у обеих моделей - до 6000 об/мин (при работе с 1,3 Гб дисками - только 3670 об/мин), размер буфера - 2 Мб.

Нестандартные устройства

Разработка фирмы Sanyo основанная на лицензированной технологии от Fujitsu - идеально подходит для применения в карманных и цифровых устройствах различного назначения. Диск диаметра 50 мм (чуть меньше 3,5 дюймового) вмешает 730 Мб.

Разработка фирм Sharp и Sony.
Диск диаметром 50,8 мм, высокой плотности, предназначен для использования в портативных вычислительных устройствах, главным образом в ноутбуках.
Объем хранимой информации приблизительно равен 1 Гб (к середине 2003 г. предполагается расширить возможности устройства до 2 Гбайт).

Съемные магнитооптические носители широко применяются в различных устройствах в Канаде, Франции и Японии. Сама дискета будет несколько более толстой (4мм или 2,5 дискеты) для обеспечения большей надежности. Устройство будет продвигать такие гранды как Casio Computer, Fujitsu, IBM, Mitsubishi, Pioneer, Philips, TDK.

Заключение

Можно смело утверждать, что для большинства носителей распространен стандарт подключения SCSI-2, т.к. устройства достаточно дороги и к ним предъявляются повышенные требования по скорости и надежности передачи данных. В анонсированных моделях 2003-2005 года будут также учтены стандарты USB 2.0&IEEE 1394. Хотя большинство старых моделей.

МО-приводы, по-прежнему остаются чрезвычайно привлекательными для самых различных сфер приложений, и их можно признать достойной заменой даже компакт дисков, несмотря на дешевизну последних. Высокая надежность хранения данных на магнитооптических дисках – результат высоких инвестиций и всестороннего тщательного тестирования, надо также отметить, что новые модели появляются достаточно нечасто, и с довольно хорошо отлаженными драйверами. Также большим плюсом магнитооптики является малое время доступа, по этому параметру диски CD-R не лежат даже близко. Также нельзя не отметить высокую скорость чтения, что ставит этот привод выше почти всех носителей на съемных дисках.

Что ж кроме дорогой цены (сравните картридж 3,5 емкостью 2,3 Гб стоит 30 $ в то время как 3 диска по 700 Мб, т.е. 2,1 Гб формата CD-RW примерно 3$, т.о. разница в десять раз) у магнитооптики сегодня нет конкурентов. Причем с любых позиций, как по цене общего владения так и по надежности хранения информации. Опираясь на информацию целого круга людей, которые испытывали магнитооптику в своих офисах не один год vi , могу смело сказать: устройства данной категории неприхотливы в эксплуатации, и весьма долговечны.

Сказать какой формат выбрать конкретной фирме, организации или частному лицу, работающему с ценными данными - сложно. Здесь решающую роль играют объемы сохраняемой информации и финансовые возможности.

Ключевое различие между оптическими носителями, такими как CD и DVD, и магнитными носителями, такими как жесткие диски и устаревшие дискеты, заключается в том, как компьютеры читают и записывают на них информацию. Один использует свет; другой, электромагнетизм.

Жесткие диски с головками чтения / записи.

Значимость

Компьютеры являются двоичными, что означает, что для понимания информации их необходимо сводить к последовательности цифр, каждая из которых представляет собой 1 или 0. Носители данных используют разные способы представления этих цифр.

Место хранения

Магнитный накопитель использует диски, покрытые магнитным материалом. Каждый маленький кусочек диска несет магнитный заряд; направление этого заряда определяет, представляет ли оно 1 или 0. Оптическое хранилище, тем временем, использует диски, сделанные из отражающего материала; то, как каждый бит отражает свет или не отражает его, определяет, будет ли это 1 или 0.

Доступ

преимущества

В целом, записывать данные на магнитные носители быстрее и проще. Однако данные, хранящиеся на оптических носителях, имеют тенденцию быть более долговечными.

В чем разница между MP4, AVI и MPEG?

Наш современный компьютерный век дает вам возможность снимать, создавать, редактировать и распространять ваши фильмы полностью с использованием цифровых технологий. Есть много форматов видео файлов, которые вы можете .

В чем разница между флэш-накопителем и флэш-накопителем?

Флешка или флешка - это портативное устройство хранения данных, которое упрощает резервное копирование и обмен файлами, а также позволяет легко хранить фотографии, музыку, документы и .

Различия между магнитной лентой и магнитным диском

Магнитная лента и диск развивались вместе с 1950-х годов, удовлетворяя различные потребности в хранении данных для пользователей компьютеров. Ленточные накопители хранят и архивируют большие объемы данных .

Читайте также: