13
4. Računarski hardver: sekundarna memorija sekundarna memorija Sekundarna memorija Sekundarna memorija Spoljna memorija velikog kapaciteta koja se koristi za permanentno skladištenje podataka Vrsre sekundarne memorije: Informatika 2 dr Marko Petković Vrsre sekundarne memorije: Hard disk Flopi disk Optički diskovi USB Flash memorije Sekundarna memorija je značajno sporija značajno sporija (više stotina hiljada puta). Vreme pristupa kod sekundarne memorije je vrlo vrlo promenljivo zavisno od stanja i lokacije promenljivo zavisno od stanja i lokacije (npr. glava hard diska može biti blizu ili daleko od zahtevanih podataka). Primarna VS sekundarna memorija Primarna VS sekundarna memorija Informatika 3 dr Marko Petković zahtevanih podataka). Često nije direktno adresabilna (nego zahteva rad u blokovima i/ili sekvencijalni pristup). Ne gubi sadržaj po prestanku napajanja Ne gubi sadržaj po prestanku napajanja Sekundarna memorija može da ima daleko veći daleko veći kapacitet kapacitet (uz ograničenu cenu i/ili zapreminu), što se koristi za simulaciju virtuelne (primarne) memorije. Hard disk Hard disk Informatika 4 dr Marko Petković Hard disk Hard disk

4. Ra unarski hardver: permanentno skladištenje …tesla.pmf.ni.ac.rs/people/dexter/old/Geografija/04-Sekundarna... · Ra čunarski hardver: sekundarna memorija Sekundarna memorija

  • Upload
    ngodiep

  • View
    227

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

4. Računarski hardver:

sekundarna memorijasekundarna memorija

Sekundarna memorijaSekundarna memorija

� Spoljna memorija velikog kapaciteta koja se koristi za permanentno skladištenje podataka

Vrsre sekundarne memorije:

Informatika 2dr Marko Petković

� Vrsre sekundarne memorije:�Hard disk

�Flopi disk

�Optički diskovi

�USB Flash memorije

� Sekundarna memorija je značajno sporijaznačajno sporija (više stotina hiljada puta).

� Vreme pristupa kod sekundarne memorije je vrlo vrlo promenljivo zavisno od stanja i lokacijepromenljivo zavisno od stanja i lokacije (npr. glava hard diska može biti blizu ili daleko od zahtevanih podataka).

Primarna VS sekundarna memorijaPrimarna VS sekundarna memorija

Informatika 3dr Marko Petković

zahtevanih podataka).

� Često nije direktno adresabilna (nego zahteva rad u blokovima i/ili sekvencijalni pristup).

�� Ne gubi sadržaj po prestanku napajanjaNe gubi sadržaj po prestanku napajanja

� Sekundarna memorija može da ima daleko veći daleko veći kapacitetkapacitet (uz ograničenu cenu i/ili zapreminu), što se koristi za simulaciju virtuelne (primarne) memorije.

Hard diskHard disk

Informatika 4dr Marko Petković

Hard diskHard disk

� Spoljašnja ili eksterna memorija

� Velikih kapaciteta, danas reda 80GB, 80GB, 120 GB120 GB

� Na hard disku se nalaze operativni sistem, svi korisnički programi (svi programi, podaci, muzika, filmovi...)

Hard Disk Drive (HDD)Hard Disk Drive (HDD)

Informatika 5dr Marko Petković

programi, podaci, muzika, filmovi...)

� Podaci organizovani u strukturu fajlova i foldera

� Broj obrataja hard diska� danas 7200 obr/min

� prethodno 5400 obr/min

� Upis i čitanje sadržaja sa hard diska (reda ms) mnogo sporiji od pristupa radnoj memoriji (reda ns)

� Stakleni ili aluminijumski disk presvučen oksidom gvožđa ili legurama na bazi kobalta u poslednje vreme.

� Podaci se zapisuju na koncentričnim stazama (tankim namagnetisanim tragovima) u vidu binarnih cifara

Na jednoj traci može biti zapisano nekoliko

Hard Disk Drive (HDD)Hard Disk Drive (HDD)

Informatika 6dr Marko Petković

� Na jednoj traci može biti zapisano nekoliko desetina hiljada bajtova a na licu diska ima više hiljada staza

� Disk se rotira oko vertikalne osovine brzinom od 3600 do 7200 rpm -obrtaja u minuti (kod nekih diskova i do 15000 rpm)

� Podaci se čitaju pomoću elektromagnetne R/W glave kojom upravlja pristupni uređaj

Osnovni delovi HDDaOsnovni delovi HDDa

� Kao što se vidi HDD se sastoji od više pločaploča koje se nalaze na istoj osovini i obrću velikom brzinomobrću velikom brzinom

� Za upis/čitanje podataka služi nam tzv. glava za glava za

Informatika 7dr Marko Petković

služi nam tzv. glava za glava za čitanje/pisanječitanje/pisanje (R/W head)

� Glava se nalazi na tzv. ruci (arm) ili aktuatoruruci (arm) ili aktuatoru

� Svi delovi HDD-a su spakovani u hermetički zatvoreno kućište iz koga je izvučen vazduh

Osnovni deloviOsnovni delovi

HDDa HDDa -- šemašema

� Svaka ploča ima gornju i gornju i donju površinudonju površinu

Informatika 8dr Marko Petković

� Za svaku površinu postoji nezavisna glava za čitanje/pisanje

� Magnetni zapis je jedna od najčešće korišćenih

tehnologija kod masovnih memorija. Osnovni princip

rada sastoji se u sledećem:

� Elektromagnet može namagnetisati feritni materijal

koji se pomera ispod njega (princip upisa).

� Kada se namagnetisani materijal pomera ispod

nepobuđenog kalema, indukuje se napon u kalemu

Magnetni zapisMagnetni zapis

Informatika 9dr Marko Petković

nepobuđenog kalema, indukuje se napon u kalemu

(princip čitanja).

� Feritni matertijal je Fe2O3 ili legura na bazi kobalta.

Glava za čitanje/upis je u osnovi elektromagnet sa jako

fokusiranim magnetnim poljem.

� Na slici je prikazana struktura glave za čitanje/upis,

nazvana kružna glava. Ona se sastoji od feritnog

prstena sa malim procepom u blizini površine zapisa.

Svaka strana procepa je efektivno jedan pol magneta.

U malom procepu javlja se jako koncentrisano polje.

� Ploča hard diska je podeljena na koncentrične prstenove –staze, trake (tracks) ili pistestaze, trake (tracks) ili piste. Svaka staza je podeljena na nekoliko sektora (sectors). sektora (sectors). Skup svih pisti koje se nalaze na istom rastojanju od osovine naziva se cilindarcilindar..

� Svaki sektor počinje identifikacionim poljem (ID), a završava se kodom za detekciju greške (obično je to Cyclic Cyclic Redundancy Check Redundancy Check -- CRCCRC).

� Između sektora kao i izmedju staza postoje praznine (gapgap)

Format Format zapiszapisaa

Informatika 10dr Marko Petković

� Između sektora kao i izmedju staza postoje praznine (gapgap) koje su neophodne za njihovo razdvajanje kao i da omoguće da se jedan sektor modifikuje a da ne postoji uticaj na susedne sektore. Ovakvo uređenje podataka zove se formatformat. Ukupan broj bitova koji se može zapisati na medijumu se zove neformatirani kapacitetneformatirani kapacitet.

� Iznos koji ostaje aktuelnim podacima (oduzimaju se gapovi, ID polja i CRC-ovi) predstavlja formatirani kapacitet. Formatirani kapacitet je broj koji je interesantan krajnjem korisniku, pošto je to iznos korisničkih podataka koji se mogu čuvati.

Cilindri, površine, sektori,...Cilindri, površine, sektori,...

Informatika 11dr Marko Petković

PamPamćenje podataka na jednoj pločićenje podataka na jednoj ploči

Informatika 12dr Marko Petković

� Dužina svake piste je manjamanja štošto je je onaona bližabliža centrucentru diskdiska, aa, aveveća šća što je to je daljedalje odod centracentra.

� Kod najvećeg broja sistema, disk se obrćeobrće okooko svojesvoje osovineosovinekonstantnomkonstantnom brzinombrzinom.

Funkcionisanje HDDaFunkcionisanje HDDa

Brzina prenosa podataka je konstantnaBrzina prenosa podataka je konstantna,

na svakoj pisti se smešta isti broj bitova,

Informatika 13dr Marko Petković

na svakoj pisti se smešta isti broj bitova,

gustina zapisa je najveća na pistama bliže gustina zapisa je najveća na pistama bliže centrucentru.

Kod nekih sistema brzina diskova varira sa brzina diskova varira sa ciljem da se sačuva ista gustina zapisa po ciljem da se sačuva ista gustina zapisa po pistipisti, pa se na taj način povećava ukupni

kapacitet tj. veći broj podataka se smešta na

pistama udaljenijim od centra. Ovakvo

rešenje je mnogo složenije.

� Cyllinder, Head, Sector

� Hard disk je podeljen u blokove (blockblock)

� Blok je ujedno i najmanja količina podataka koju je moguće preneti sa ili na disk (najčešće je 512B)

� Svaki blok specificira se sa tri broja:

CHSCHS Block

Informatika 14dr Marko Petković

� Svaki blok specificira se sa tri broja: broj cilindra (cyllinder), broj glave broj cilindra (cyllinder), broj glave (head) i broj sektora (sector)(head) i broj sektora (sector).

� Prilikom čitanja, najpre se ruka postavi da čita odgovarajući cilindar, a zatim se, u trenutku kada odgovarajući sektor prodje pored glava, izvrši čitanje sa odgovarajuće glave

�� Seek timeSeek time – vreme koje je potrebno da ruka postavi glave za čitanje iznad odgovarajućeg cilindra

�� Kašnjenje zbog rotacijeKašnjenje zbog rotacije (rotational delay)(rotational delay) –srednje vreme koje protekne od kako se glave postave iznad cilindra do kad prodje

Vreme pristupa HDDuVreme pristupa HDDu

Informatika 15dr Marko Petković

postave iznad cilindra do kad prodje odgovarajući sektor – uvek manje od perioda rotacije ploča

�� Vreme prenosa podatakaVreme prenosa podataka (data transfer time)(data transfer time) –vreme potrebno za transfer podataka

�� Srednje vreme pristupaSrednje vreme pristupa (total average access (total average access time)time) – ukupno vreme pristupa HDDu (zbir gore navedenih vremena)

Fizička oštećenjaFizička oštećenja� Glava se nalazi na

rastojanju 20 mikro inča (1 inč=2.54cm) od ploče koja se obrće brzinom 7200 rpm

� Oštećenja diska mogu da prouzrokuju

Informatika 16dr Marko Petković

da prouzrokuju� Ljudska dlaka, čestica

prašine, čak i čestica dima

� Minimalne vibracije

Keš diskaKeš diska� Memorijski čip koji služi za smeštanje često korišćenih

podataka

PRVI ZAHTEV ZA

PODACIMA – ide ka

cache-u diska

Informatika 17dr Marko Petković

DRUGI ZAHTEV ZA

PODACIMA – ide ka disku

� Hard disk komunicira sa pločom (southbridge) a samim tim i sa procesorom preko jednog od sledećih interfejsa� ATA (IDE)

�� SATA, SATA IISATA, SATA II

� SCSI (scuzzy)

Interfejsi (magistrale, portovi)Interfejsi (magistrale, portovi)

Informatika 18dr Marko Petković

� SCSI (scuzzy)� Podrzava do 16 različitih uredjaja. Koristi se za veoma brze

uredjaje i najčešće za servere, radne stanice, itd..

� Interfejs je direktno povezan sa HDD kontrolerom (uredjaj koji obavlja transfer podatak na i sa HDDa)

� U novije vreme postoje eksterni hard diskovi koji se vezuju na USB ili IEEE 1394 (firewire) port.

�� ATA (Advanced Technology ATA (Advanced Technology Attachment)Attachment)� Stariji interfejs (nov naziv : PATA)

� Omogućava vezivanje 2 uredjaja (master i slave)

� Maksimalna brzina transfera 133MB/s

[S]ATA interfejs[S]ATA interfejs

Informatika 19dr Marko Petković

133MB/s

�� SATA (Serial ATA)SATA (Serial ATA)� Brzine transfera 1.5Gb/s, 3Gb/s za

SATA 1 i SATA 2

� Kablovi su 8pinski za razliku od PATA gde su 40pinski

� SATA podržava hot-swap –mogućnost priključenja i isključenja uredjaja u toku rada

� Najnovija tehnologija – Poluprovodničke memorije se koriste umesto magnetnih medijuma

�� ROM (FLASH) diskoviROM (FLASH) diskovi� Sastavljeni su od većeg broja čipova

baziranih na FLASH memoriji

� Ovi uredjaji imaju slične brzine čitanja i upisivanja kao klasični hard diskovi

SSD (Solid State Drive)SSD (Solid State Drive)

upisivanja kao klasični hard diskovi

� Nemaju pokretne delove pa samim tim ne postoji seek time i mnogo su manje osetljivi na vibracije

�� Diskovi bazirani na RAM (DRAM) memorijiDiskovi bazirani na RAM (DRAM) memoriji� Koristi se RAM memorija za smeštanje

podataka

� Neuporedivo veća brzina upisa i čitanja

� Potreba za eksternim napajanjem i eksternim medijumom za skladištenje podataka kad nema napajanja

Informatika 20dr Marko Petković

�� PrednostiPrednosti� Nepostojanje mehaničkih delova – veća otpornost na

vibracije, udarce, itd.

� Veća brzina pristupa podacima (ne postoji seek time, mala latencija kod RAM drajvova)

� Ne proizvode buku tokom rada

� Pouzdaniji su od klasičnih diskova i imaju veći vek

Prednosti i nedostaci SSDovaPrednosti i nedostaci SSDova

� Pouzdaniji su od klasičnih diskova i imaju veći vek trajanja

�� NedostaciNedostaci� Cena - 10x su skuplji po GB od klasičnih diskova

� Manjeg su kapaciteta od klasičnih diskova

� Ukoliko se često pristupa istoj (ili bliskim) lokacijama, znatno se smanjuje vek trajanja (svaka ćelija ima limitiran maksimalni broj upisa i čitanja). Zato se koristi tehnika razbacivanja podataka (wear leveling)

Informatika 21dr Marko Petković

� Nekada : Redundant Array of Inexpensive Disks

� Sada : Redundant Array of Independent Disks

�� RAID RAID predstavlja tehnologiju pomoću koje se podaci predstavlja tehnologiju pomoću koje se podaci dele, odnosno repliciraju na veći broj hard diskovadele, odnosno repliciraju na veći broj hard diskova

� Veći broj diskova (2-16) povezuju se u jedinstvenu celinu kojom upravlja RAID kontroler

RAIDRAID

Informatika 22dr Marko Petković

kojom upravlja RAID kontroler

� Preporučuje se da se identični diskovi (proizvodjač, kapacitet, keš,...) vezuju u RAID

� Operativni sistem vidi sve hard diskove koji su vezani u RAID kao jedan hard diskjedan hard disk

� Koristi se za povećanje bezbednosti podataka (ukoliko se podaci repliciraju) kao i povećanje performansi (ukoliko se podaci “pametno” raspodele na hard diskove)

� RAID 0 (stripping) � Vezuju se dva ili više diska.� Svaki podatak se nalazi na tačno jednomtačno jednom disku� Razmeštaj podataka po diskovima reguliše RAID

kontroler. � Podaci se smeštaju tako da se poveća efikasnost poveća efikasnost čitanja odnosno upisivanja. čitanja odnosno upisivanja.

RAIDRAID konfiguracijekonfiguracije

Informatika 23dr Marko Petković

čitanja odnosno upisivanja. čitanja odnosno upisivanja. � Prednost

� Moguće je izvršavanje 2 operacije (bilo čitanja bilo pisanja u isto vreme)

� Povećanje performansi do 2 putado 2 puta

� Ukupan kapacitet RAIDa jednak je ukupnom kapacitetu svih diskova u RAIDu

� Nedostatak� Nema zaštite podataka - ukoliko jedan od diskova ukoliko jedan od diskova

otkaže, svi podaci se gubeotkaže, svi podaci se gube

� RAID 1 (mirror)� Vezuje se dva ili više diska

� Svaki podatak se pamti na oba diska

� Prednost� Povećana bezbednost podataka� Ukoliko jedan disk otkaže, svi podaci su

dostupni na drugom disku

RAIDRAID konfiguracijekonfiguracije

Informatika 24dr Marko Petković

Ukoliko jedan disk otkaže, svi podaci su dostupni na drugom disku

� Prilikom čitanja podataka, moguće je da se dve operacije čitanja obave istovremeno

� Nedostaci� Povećanje performansi samo pri simultanom čitanju nekoliko podataka sa hard diska

� Pisanje se obavlja istom brzinom kao da je jedan hard disk u pitanju

� Ukupan kapacitet RAIDa jednak je kapacitetu jednog diska

� RAID 1+0 � Kombinacija RAID0 i RAID1

� Koristi se ukupno 6 diska. Najpre se po dva diska vežu u RAID1 a zatim te tri RAID1 kombinacije vežu u RAID0.

� RAID 6

RAIDRAID konfiguracijekonfiguracije

Informatika 25dr Marko Petković

� RAID 6� Koristi se minimum 6 diska

� Kao u RAID0 podaci se dele, ali se uz podatke pamte pamte i sigurnosni kodovii sigurnosni kodovi

� Ukoliko se N diskova vezuju, efektivni kapacitet je NN--2 2 diskdiskaa

� Pritom, podaci su bezbedni ukoliko otkažu ne više od ne više od 2 diska2 diska

� RAID2, ... , RAID5, RAID 5+0, …

�� WWestern estern DDigitaligital Caviar Black 1TBCaviar Black 1TB

� Kapacitet 1TB=1012 B

� Interfejs : SATA II

� Keš (bafer) : 32MB

� Brzina rotacije : 7200rpm

DanaDanašnji hard diskovišnji hard diskovi

Informatika 26dr Marko Petković

� Brzina rotacije : 7200rpm

� Prosečno vreme pristupa : 4.2ms

� Masa 0.69kg

� Dimenzije 147 x 101.6 x 25.4 mm

� Garancija 5 god.

� Okvirna cena : 10000 din

�� WD Raptor 150 GBWD Raptor 150 GB

� Kapacitet : 150GB

� Interfejs : SATA II

� Keš : 16MB

� Broj obrtaja : 10000rpm

DanaDanašnji hard diskovišnji hard diskovi

Informatika 27dr Marko Petković

� Broj obrtaja : 10000rpm

� Prosečno vreme pristupa : 3ms

� Okvirna cena : 19000 din

�� WD My Book Home Edition 1TBWD My Book Home Edition 1TB

� Eksterni hard disk

� Kapacitet 1TB

� Interfejs : USB 2.0 (480 Mbit/s), 2 x

FireWire 400 (400 Mbit/s), eSATA (3

DanaDanašnji hard diskovišnji hard diskovi

Informatika 28dr Marko Petković

FireWire 400 (400 Mbit/s), eSATA (3

Gbit/s)

� Broj obrtaja : 7200rpm

� Okvirna cena : 15000 din

�� WD My Passport Essential WD My Passport Essential Edition 250GBEdition 250GB

� Mobilni hard disk koji se napaja

preko USB porta

� Kapacitet 250GB

DanaDanašnji hard diskovišnji hard diskovi

Informatika 29dr Marko Petković

� Kapacitet 250GB

� Interfejs USB 2.0

� Broj obrtaja : 5200 rpm

� Okvirna cena : 9000 din

Optički diskoviOptički diskovi

Informatika 30dr Marko Petković

Optički diskoviOptički diskovi

�� Plastični diskovi premazani Plastični diskovi premazani

slojem aluminijuma sa kojih slojem aluminijuma sa kojih

se podaci čitaju (upisuju) se podaci čitaju (upisuju)

pomoću laserapomoću lasera

� Vrste optičkih memorija

Optičke memorijeOptičke memorije

Informatika 31dr Marko Petković

� Vrste optičkih memorija

� CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW)

� DVD (DVD-ROM, DVD-R,

DVD-RW, DVD-RAM)

� HDDVD, Blu-Ray

� Tipovi CD diskova�� Audio diskAudio disk – kompakt disk koji je prvi ušao u upotrebu a koji služi

za reprodukciju muzike;�� CDCD--ROMROM – disk koji se može samo čitati a sličan je audio disku,

razlikuju se samo po načinu organizacije podataka;�� CDCD--R (CDR (CD--Recordable)Recordable) – disk koji se nabavlja prazan na koji se

CD-rezačem mogu samo jednom zapisati podaci;�� CDCD--RW (CDRW (CD--Re Writable)Re Writable) – disk kod koga se više puta može

CD (Compact Disc)CD (Compact Disc)

Informatika 32dr Marko Petković

�� CDCD--RW (CDRW (CD--Re Writable)Re Writable) – disk kod koga se više puta može zapisati na istu površinu.

� Kapacitet CD-a je od 650MB650MB--800MB800MB. Brzina prenosa podataka zavisi od elektromotora modela CD-uređaja, a kreće se od 2X do 52X, gde X odgovara minimalnoj brzini prenosa podataka od 150KB/s.

� Na CD medijumima se distribuiraju programi, enciklopedije, igre i drugi multimedijalni sadržaji, a CD-uređaji mogu da čitaju i audio-diskove.

� Istorijat� Philips i Sony su 1978 udružile snage da bi proizvele Audio CD� Proizvod se pojavio 1982 godine zajedno sa standardom (The

Redbook)� Propisani prečnik diskova od 120mm (4.72 inca) sa 15mm

otvorom u centru i debljina diska od 1.2mm su bili odabrani tako da na jedan disk može da stane Betovenova Deveta simfonija.

� Standard propisan ovom "knjigom" (Redbook) se naziva CD/DA

CD (Compact Disc)CD (Compact Disc)

Informatika 33dr Marko Petković

� Standard propisan ovom "knjigom" (Redbook) se naziva CD/DA (Compact Disc Digital Audio).

� Nastavkom saradnje izmedu Sonyja i Philipsa, 1985 godinepredstavljene su nove preporuke koje se ticu korišcenja CD tehnologije za smeštanje podataka sa racunara (CD ROM) (The Yellowbook, 1984) i koje su ukljucivale detekciju i korekciju grešaka (ECC).

�� Zvučni ili računarski podaci smeštaju seZvučni ili računarski podaci smeštaju se spiralnospiralno počevši počevši od unutrašnjeg poluprečnika od 25 mm (posle uvodnog od unutrašnjeg poluprečnika od 25 mm (posle uvodnog područja) do maksimalnog poluprečnika od 58 mm, gde područja) do maksimalnog poluprečnika od 58 mm, gde počinje izvodno područje.počinje izvodno područje.

Zapis podataka na CDuZapis podataka na CDu

Informatika 34dr Marko Petković

� Svi podaci su zapisani na jednoj spiralnoj pisti koja polazi od unutrašnjeg a završava se na spoljašnjem krugu.

� Podaci su predstavljeni pomoću brazdi (pits)brazdi (pits) i ravnih površina (lands)površina (lands)

� CD se sastoji od 3 sloja : sloja čiste plastične mase, sloja aluminijuma i sloja laka (plastike)

Zapis podataka na CDZapis podataka na CD--ROMu (CDu)ROMu (CDu)

Informatika 35dr Marko Petković

mase, sloja aluminijuma i sloja laka (plastike) koji štiti od ogrebotina i prašine

� U procesu izrade CD-ROMa, na plastičnu osnovu unosi se spirala sastavljena od brazdi i ravnih površina. Zatim se nanosi reflektujući sloj aluminijuma a zatim zaštitni sloj.

� CD-ROM uređaj za čitanje podatke sa diska (sa spiralne trake) koristi laser slabe snagelaser slabe snage. On generiše zrak koji prolazi kroz providan plastičan sloj i udara u metalni sloj.

� Reflektovana svetlost prolazi kroz prizmu i ulazi u fotosenzor - signal na njegovom izlazu je proporcionalan količini svetlosti na njegovom ulazu.

Princip rada CDPrincip rada CD--ROM uredjajaROM uredjaja

Informatika 36dr Marko Petković

količini svetlosti na njegovom ulazu.

�� Razlika u intenzitetu svetlosti odbijene sa brazde (pits) i Razlika u intenzitetu svetlosti odbijene sa brazde (pits) i intenzitetu svetlosti odbijene sa ravne površine (lands) intenzitetu svetlosti odbijene sa ravne površine (lands) se meri u fotoelektričnim ćelijama i pretvara u električne se meri u fotoelektričnim ćelijama i pretvara u električne impulse. impulse.

� Rezultat je da se nizovi brazdi i ravne međupovrši ("izbočine") interpretiraju kao nizovi nula i jedinicanula i jedinica.

Princip rada CDPrincip rada CD--ROM uredjajaROM uredjaja

Informatika 37dr Marko Petković

Princip rada CDPrincip rada CD--ROM uredjajaROM uredjaja

Informatika 38dr Marko Petković

� Kod CD ROM-ova se upis informacije vrši po jedinstvenoj spiralipo jedinstvenoj spirali.

Kao rezultat, sektori (blokovi) kod CD-ROM-a su iste dužine

nezavisno od toga gde su fizički na disku locirani.

� Svaki blok, osim podataka sadrži sinhronizacione podatke kao i

podatke vezane za detekciju i otklanjanje grešaka

� Pošto se blokovi citaju konstantnom brzinom od 75 blokova po

Tehnike zapisaTehnike zapisa

Informatika 39dr Marko Petković

Pošto se blokovi citaju konstantnom brzinom od 75 blokova po

sekundi brzina prenosa je 153600 bajta po sekundi ili tacno

150KB/s, što je oznaceno kao referentna, jednostrukajednostruka brzina 1Xbrzina 1X

� Npr. moderni 40X disk ima konstantnu brzinu rotacije (CAV) od

8900rpm i postiže brzine prenosa od oko 6MB/s (150KB/s*40) na brzine prenosa od oko 6MB/s (150KB/s*40) na

spoljnimspoljnim, odnosno oko 2.6MB/soko 2.6MB/s na unutrašnjim trakamana unutrašnjim trakama, a

srednja brzina iznosi oko 4.5MB/ssrednja brzina iznosi oko 4.5MB/s.

� Pojavio se krajem 1980-tih godina� Za razliku od CD-ROMa, na CD-R se u procesu proizvodnje ne ne

upisuju podaciupisuju podaci.. Umesto plastične mase koristi se organski fotosenzitivni sloj

� Podaci se kasnije upisuju i to je moguće uraditi samo jednom (WORM WORM –– Write Once Read ManyWrite Once Read Many)

� Disk ima spiralnu stazu koja se unapred oblikuje za vreme proizvodnje, na koju se kasnije upisuju podaci

CDCD--R (CDR (CD--Recordable)Recordable)

Informatika 40dr Marko Petković

proizvodnje, na koju se kasnije upisuju podaci� To obezbedjuje da uredjaj za upisivanje prati isti spiralni oblik kao i

CD-ROM i ima istu širinu od 0,6 mm i korak od 1,6 mm. Na diskove se upisuje počevši od unutrašnjosti, pa prema njihovoj periferiji

�� Prilikom upisivanja podataka, laserom se greju odredjeni delovi Prilikom upisivanja podataka, laserom se greju odredjeni delovi spiralne staze i usled povišene temperature ovi delovi prestaju da spiralne staze i usled povišene temperature ovi delovi prestaju da reflektuju svetlostreflektuju svetlost

� Umesto brazdi i dolina sada imamo delove spirale koji različito reflektuju svetlost. I pored toga, ovi diskovi su kompatibilni sa CD-ROM čitačima

CDCD--R (CDR (CD--Recordable)Recordable)

�� CDCD--R dozvoljava više sesija upisivanja na R dozvoljava više sesija upisivanja na različita područja na disku.različita područja na disku.� Ovaj princip upisa se naziva multisessionmultisession

� Posle upisa svake sesije moguće je zatvaranje diska

� Kada se disk zatvori, nema više naknadnih upisa

� Brzine upisivanja : 4x, 8x, 12x, … , 40x. Manja

Informatika 41dr Marko Petković

� Brzine upisivanja : 4x, 8x, 12x, … , 40x. Manja brzina obično znači bolji kvalitet upisivanja

� Vek trajanja CD-Ra i CD-ROMa� Gornja granica – 20god

� Realno trajanje – 3 do 5 godina

� Usled nepravilnog rukovanja, ovaj period se dodatno skraćuje

�� CDCD--RW omogućava više od jednog upisivanjaRW omogućava više od jednog upisivanja

� Umesto fotosenzitivnog sloja sada imamo novu supstancu koju okružuju 2 dielektrična sloja�� Ova supstanca ima osobinu da ukoliko se zagreje na Ova supstanca ima osobinu da ukoliko se zagreje na

temperaturu topljenja i nakon toga brzo ohladi, prelazi u amorfno temperaturu topljenja i nakon toga brzo ohladi, prelazi u amorfno stanje u kome ne reflektuje svetloststanje u kome ne reflektuje svetlost

�� Ako se zagreje na nešto višu temperaturu (temp. kristalizacije) i Ako se zagreje na nešto višu temperaturu (temp. kristalizacije) i

CDCD--RW (CDRW (CD--ReWritable)ReWritable)

Informatika 42dr Marko Petković

�� Ako se zagreje na nešto višu temperaturu (temp. kristalizacije) i Ako se zagreje na nešto višu temperaturu (temp. kristalizacije) i zadrži na istoj neko vreme, prelazi u kristalno stanje u kome zadrži na istoj neko vreme, prelazi u kristalno stanje u kome odlično reflektuje svetlostodlično reflektuje svetlost

� Ove osobine se redom koriste za upis podataka na disk i brisanje sa diska

�� Prilikom brisanja, briše se kompletan sadržaj diskaPrilikom brisanja, briše se kompletan sadržaj diska

� Ova tehnologija omogućava teorijski i do 1000 upisivanja

� Brzina upisa podataka je manja nego kod CD-R diskova (4x, 8x, 16x)

� Kapacitet CD-R diskova je 74 minuta ili 650 MB. Pošto svaki sekund audio vremena zauzima 75 sektora, ceo disk ima kapacitet od 74x60x75 = 333,000 sektora.

� Stvarni kapacitet tih 333,000 sektora zavisi od toga šta se na disk zapisuje, audio ili podaci.

� Tu postoje razlike, pošto je kapacitet audio sektora 2353 bajtova, nasuprot kapacitetu "data" sektora od 2048

Kapacitet medijumaKapacitet medijuma

Informatika 43dr Marko Petković

bajtova, nasuprot kapacitetu "data" sektora od 2048 bajtova (kod "data" diskova se veći deo podataka koristi za korekciju grešaka).

� Kao posledica toga, 74-minutni disk ima kapacitet od 746 MB za audio, a samo 650 MB za podatke (data).

� Kasnih 90-tih se pojavljuju mediji koji imaju kapacitet veći od 74 minuta, prvo oni od 80 minuta (703 MB), a kasnije i oni od 90 i 99 minuta (791 i 870 MB). Ovi mediji ponekad imaju probleme sa kompatibilnošću, pogoto oni od 90 i 99 minuta.

� Kapacitet DVD diskova (4.7GB-17GB)

� Za razliku od CD diskova, trake su smeštene bliže jedna drugoj (spirala je gušće pakovana), dozvoljavajući stoga više traka po disku. Smanjena je i veličina brazde.

DVD (Digital Versatile Disk)DVD (Digital Versatile Disk)

� Smanjeno rastojanje i veličina brazdi same po sebi daju četvorostruko

Informatika 44dr Marko Petković

daju četvorostruko povećanje kapaciteta DVD-a u odnosu na CD.

� Omogućen je zapis u dva dva nivoanivoa. Na ovaj način kapacitet jednostranog DVD diska je 8.5GB

� Takodje prave se i dvostrani medijumi čiji su kapaciteti (9.4GB i 17GB)

� Takodje postoje DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW medijumi kao kod CDa

� Postoji i DVD-RAM medijum koji omogućava pisanje i brisanje kao na hard disku. Ovi medijumi su skupi i prevazidjeni

DVD (Digital Versatile Disk)DVD (Digital Versatile Disk)

Informatika 45dr Marko Petković

� DVD diskovi se okreću sporije od CDova. Pritom Pritom je 1X brzina kod DVD diskova 1250 KBje 1X brzina kod DVD diskova 1250 KB/s/s, što je , što je više od 8 puta brže nego kod CDova,više od 8 puta brže nego kod CDova,

� Postoje i DVD+R, DVD+RW medijumi koji se razlikuju od DVD-R, DVD-RW medijuma po tehničkim detaljima.

� Optički diskovi velikih kapaciteta (25GB jednostrani, 50GB dvostrani 25GB jednostrani, 50GB dvostrani medijummedijum)

� Razvijani nezavisno od strane Toshibe (HDDVD) sa jedne i Sonyja i Pioneera (Blu-Ray) sa druge strane. U tom “ratu” formata,

HDDVD i BluHDDVD i Blu--RayRay

Informatika 46dr Marko Petković

strane. U tom “ratu” formata, pobedio je Blu-Ray. HDDVD je izbačen iz upotrebe

� Koristi laser mnogo manje talasne dužine čime je omogućeno mnogo gušće pakovanje podataka nego kod DVD diskova

� Prvobitna namena: snimanje HD snimanje HD filmovafilmova

� Kompatibilni sa prednodnim generacijama medijuma (npr. DVD recorder može da čita CD (CD-R, CD-RW), da upisuje na CD, čita DVD i da upisuje na DVD)

� Vezuju se najčešće na IDE (ATA) IDE (ATA) portport ili na SATA (SATA II)SATA (SATA II) port na matičnoj ploči

� Postoje i eksterni USB, odnosno

CD/DVD/BluCD/DVD/Blu--Ray uredjajiRay uredjaji

Informatika 47dr Marko Petković

� Postoje i eksterni USB, odnosno eSATA uredjaji

� Za svaki uredjaj se definiše maksimalna brzina kojom može da čita, odnosno upisuje odredjeni medijum

� Takodje definiše se i srednje vreme pristupa podacima (seek time) kao kod hard diska

� Pioneer DVDRW DVR-216D Black� Brzina čitanja CD 40x

� Brzina čitanja DVD 16x

� Brzina rezanja CD 40x(CD-RW 32x)

� Brzina rezanja DVD 20x(DVD+/-R 20x, DVD+RW 8x, DVD-RW 6x, DVD+/-R

Neki današnji optički uredjajiNeki današnji optički uredjaji

Informatika 48dr Marko Petković

DVD+RW 8x, DVD-RW 6x, DVD+/-R DL 12x)

� DVD+ : Da

� DVD- : Da

� DVD RAM : Da (čitanje / narezivanje 12x)

� Buffer : 2MB

� Cena : 2000din

� Samsung 20x Super Writemaster DVDRW SH-202 Lightscribe.� Data Transfer Rate Read CD: 7.2 MB/sec (48x)� Data Transfer Rate Read DVD: 21.6 MB/sec (16x)� Data Transfer Rate Write on DVD-R: 27.0 MB/sec (20x)� Data Transfer Rate Write on DVD+R: 27.0 MB/sec (20x)� Data Transfer Rate Write on DVD-RW: 8.1 MB/sec (6x)� Data Transfer Rate Write on DVD+RW: 10,800 KB/sec (8x)� Double Layer: 16.2 MB/sec (12x)� Data Transfer Rate Write on DVD-RAM: 16.2 MB/sec (12x)

Burst Transfer Rate PIO Mode 4: (16.7 MB/sec)

Neki današnji optički uredjajiNeki današnji optički uredjaji

Informatika 49dr Marko Petković

� Burst Transfer Rate PIO Mode 4: (16.7 MB/sec)� Burst Transfer Rate Ultra DMA Mode 2: (33.3 MB/sec)� Recording Capacity CD-RW Disc: 6 MB/sec (40x)� Recording Capacity CD-R Disc: 7,2 MB/sec (48x)� Average Seek Time DVD-ROM: 130ms� Average Seek Time CD-ROM: 110ms� Drive Type: Internal� Interface: ATA / ATAPI � Buffer Memory: 2MB� Supported Disc: DVD-RAM, DVD+R, DVD+R DL, DVD+RW, DVD-R, DVD-R

DL, DVD-RW, DVD-Video, DVD-ROM, CD-R, CD-RW, CD-ROM, CD-ROM/XA, CD-Audio, Video-CD, Photo CD, CD-I (FMV), CD-Extra, CD-TEXT

� Sony Optiarc BR-5100S-0B

� Brzina čitanja CD: 24x

� Brzina čitanja DVD: 8x

� Brzina čitanja BD (Blu-ray Disc): 2x (1x za

BD je 36Mb/s)

Neki današnji optički uredjajiNeki današnji optički uredjaji

Informatika 50dr Marko Petković

BD je 36Mb/s)

� Buffer: 4.5 MB

� Vreme pristupa: BD - 300 ms, DVD - 190

ms, CD - 190 ms

� Dimenzije: 148 x 42 x 190 mm

� Težina: 0,8 kg