Optische und Magnetische Speicher

Proseminar IT für Führungskräfte
Optische und Magnetische Speicher
Romana JANUSCHKE
Jiri MARIK
Michael POLLASCHAK
Thomas SUNDT
Mario ZAGICZEK
Übersicht
Mario ZAGICZEK
Optische Speicherplatten
Compact Disc
WORM
CD-Audio
CD-Read Only Memory
CD-Recordable
CD-Rewriteable
DataPlay
CD - Read Only Memory
Mario ZAGICZEK
Allgemeines
Verbreitetste Form der optischen Speicherplatten
Hervorgegangen aus der 1982 standardisierten Audio-CD
Reines Wiedergabemedium
Speicherkapazität von 650-700 MB
Datenübertragungsrate von ca. 5 MB/s
Durchschnittliche Zugriffszeiten zwischen 70 und 100 ms
CD - Read Only Memory
Mario ZAGICZEK
Industrielle Massenproduktion
Inhalte werden auf Digital Master Medium (Magnetband
oder Magnetplatte) geschrieben
Diese Informationen werden mittels Laser auf einen CD Rohling
gebrannt
Rohling wird versilbert (Leitfähigkeit)
Auf Basis dieser CD wird ein Negativ (Vater) angefertigt
Mittels Negativ Fertigung eines Positiv (Mutter)
Anschließend im Spritzgussverfahren Massenproduktion
CD - Read Only Memory
Technisches Prinzip
Spurbreite 0.6 Mikrometer
Spurabstand 1.6 Mikrometer
Pits 0.12 Mikrometer tief, 0.2 Mikrometer breit
Mario ZAGICZEK
CD - Read Only Memory
Mario ZAGICZEK
Lesevorgang
Schwacher Laserstrahl tastet CD ab
Phasenverschiebung kennzeichnet Pits/Lands
Photosensor registriert Hell-/Dunkelabfolgen
Für konstante Transferrate für innerste Spur min. 500 Umdrehungen
für äußerste min. 200 Umdrehungen erforderlich
CD - Read Only Memory
Mario ZAGICZEK
Standards
Standards wurden von Sony und Philips festgelegt.
Die sogenannten „bunten Bücher“ bauen aufeinander auf:
•
Red book: definiert wie Audio-Tracks (74 min) auf einer CD gespeichert werden
•
Yellow book: Spezifikation der CD-ROM zur Block- und Datenstruktur sowie
Fehlererkennung
•
Blue book: Kombination von Red book und Yellow book; Spezifikation einer Multisession
CD (Photo-CD)
•
Orange book: definiert wie die Daten einer einmal beschreibbaren CD (CD-R) gespeichert
werden
•
Green book: definiert wie die Daten auf CD-i gespeichert werden
•
White book: definiert wie 72 Minuten eines Videos in VHS-Qualität gespeichert werden
(basierend auf dem MPEG-1 Standard)
CD - Read Only Memory
Mario ZAGICZEK
Aktuelle Geräte
BENQ CD 656A
Geschwindigkeit 56x
Zugriffszeit 71 ms
Anschluss IDE
Preis 35,--
LG Electronics CRD-8520B
Geschwindigkeit 52x
Zugriffszeit 89 ms
Anschluss IDE
Preis 29,--
CD - Recordable
Mario ZAGICZEK
Allgemeines & technisches Prinzip
Einmal beschreibbar
Auch Multisession möglich
Plastikträger mit fotoempfindlicher Farbstoffschicht
Durch Hitzeeinwirkung wird Farbstoff lichtundurchlässig
Volle Kompatibilität mit herkömmlichen CD-ROM Laufwerken
CD - ReWriteable
Mario ZAGICZEK
Allgemeines & technisches Prinzip
Seit 1997 auf dem Markt
Bis zu 1000x beschreibbar
Verwendet duale Phasenwechseltechnik
Oberfläche wechselt zwischen reflektierenden amorphen und weniger
reflektierenden kristallinen Zustand
CD - Writer
Mario ZAGICZEK
Aktuelle Geräte
BENQ CRW4816P
Lesegeschwindigkeit 48x
Schreibgeschwindigkeit 40x
Wiederbeschreibg. 12x
Preis 74,--
PLEXTOR 4012TA
Lesegeschwindigkeit 40x
Schreibgeschwindigkeit 40x
Wiederbeschreibg. 12x
Preis 125,--
YAMAHA CRWF1
Lesegeschwindigkeit 44x
Schreibgeschwindigkeit 44x
Wiederbeschreibg. 24x
Preis 219,--
WORM
Mario ZAGICZEK
Allgemeines & technisches Prinzip
Können nur einmal beschrieben werden
In verschiedenen Speichergrößen und Aufzeichnungsformaten verfügbar
WORM = Write Once Read Many
Ablativ WORM
Optisches Schreibe-/Leseverfahren
CCW WORM
MO Speicherverfahren
Software-Schreibsperre
DataPlay-Platte
Mario ZAGICZEK
Allgemeines & technisches Prinzip
Einmal beschreibbare, optische Platte
Durchmesser von 32 mm
Kapazität von 250 bis 500 MB
Maximale Datentransferrate von ca. 1 MB/s
Haltbarkeit von über 100 Jahren
Phasenwechselverfahren mit hoher Aufzeichnungsdichte
Für mobile Geräte (PDA, Digitalkamera, Handy, Musikplayer)
THEMA
Michael Pollaschak
Optische Speicherplatten
Digital Versatile Disc
DVD-ROM
DVD-R
DVD-RAM
Magneto-Optische Disc
DVD
Michael Pollaschak
Allgemeines
DVD
DVD= “Digital Video Disk“ oder
“Digital Versatile Disk“
Optisch wie herkömmliche CD
Vorteil höheres Fassungsvermögen
durch neue Technologie
CD und Videobänder werden durch
DVD abgelöst
DVD
Unterschied CD/DVD
Michael Pollaschak
DVD
Michael Pollaschak
Vorteile
Große Kapazität (bis 17GB)
Bestens für Filme und Computer
geeignet
Höhere Datensicherheit
Bild und Ton in besserer Qualität
Bessere Kopierschutzmechanismen
DVD
Michael Pollaschak
Sorten
3 Sorten von DVD:
DVD-ROM
DVD-R
DVD-RAM (bzw. DVD+RW,
DVD/RW
DVD- ROM
Michael Pollaschak
Allgemeines
DVD-ROM
Kann wie CD-Rom nur gelesen werden
Zurzeit billigstes Produkt am Markt
Daten sind Spiralförmig angelegt
Ablesen der Daten durch Roten
Laser(640 nm Wellenlänge statt
Infrarotlaser mit 780nm)
Besteht aus 2 zusammen geklebten
Halbdisks (Jeweils 0,6mm dick)
DVD- ROM
Michael Pollaschak
Technologie
4 Arten von Speichervarianten der DVD- ROM:
DVD- ROM
Michael Pollaschak
Fazit
Anwendungsgebiete der DVD- Rom:
Als Datenträger für Computersoftware
(auch Spiele)
Als Abspielgerät für Filme und Musik
Backup Medium
Bzw. Allgemeines Speichermedium für
sehr große Datenmengen
DVD- R
Michael Pollaschak
Allgemeines
DVD-R
entspricht CD-R
Kann einmal beschrieben werden und
beliebig oft gelesen
Oberfläche> Gold statt Aluminium
Laufwerke zurzeit noch ziemlich
kostspielig
Abspielbar auf allen DVD-Playern
DVD- RAM
Michael Pollaschak
Allgemeines
DVD-RAM
Entspricht der CD-RW
Kann mehrfach beschrieben und beliebig
gelesen werden
Aufzeichnung durch Phase-Change
Verfahren
Noch kein einheitliches Format
(DVD+RW, DVD/RW oder DVD-RAM)
Bis dato nur DVD-RAM marktreif, noch
zu teuer
Magneto-Optische Speicher
Michael Pollaschak
Technisches Prinzip
Magneto-Optische Speicher
Kombination von Eigenschaften der optischen
und magnetischen Speicherung
Aufzeichnung durch erhitzen(ca.200°Celsius) und
Veränderung mit Hilfe eines Magnetfeldes
Präziser Laser notwendig
Magneto-Optische Speicher
Michael Pollaschak
Arten
5.25"
1 GB- 2.6 GB
5.25"(SMO von
Sony)
Max.5.2 GB
3.5"
128MB- 640MB
3.5"(GigaMO)
1.3 GB
Magneto-Optische Speicher
Michael Pollaschak
Fazit
Anwendungsgebiete der MO:
Als tertiärer Speicher (Datensicherung u.
Austausch großer Informationsbestände)
Backup
Datenarchivierung
Magneto-Optische Speicher
Michael Pollaschak
Fazit
Vor- und Nachteile
Optimal für
langfristige
Lagerung
Hohe
Datensicherheit
Relativ günstig
Geschwindigkeit
zu gering
Nur bedingt als
Arbeitsmedium
brauchbar
Für Video und
Ton unbrauchbar
Neue Geräte
zwar schneller,
aber doppelt so
teuer
Übersicht
Romana JANUSCHKE
optische Speicherkarten
Zukünftige Speichertechnologien
Holospeicher
HD ROM
Hybrid CD ROM
Proteinspeicher
Speicherkarten
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
SPEICHERKARTEN
= Plastikkarten ( 85,6 x 54 x 0,76 mm)
„
„
„
„
„
Datenspeicherung: implantierter Speicherbereich, wird
mittels Laser beschriftet
Nur 1 x beschreibbar, nicht löschbar
Kapazität: einige MB
Normen ISO/IEC 11693 + 11694
Anwendungsgebiet: Gesundheitswesen
Speicherkarten
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
„
Unterschied zu den Magnetstreifenkarten:
1) Kapazität wesentlich höher
2) optische Speicher nur einmal beschreibbar (=WORM)
Holospeicher
technisches Prinzip
HOLOSPEICHER
„
„
„
Laserstrahl wird in 2 Bündel
geteilt
Objektstrahl
Bezugsstrahl
Objekt- & Bezugsstrahl überlappen sich
Interferenzmuster
Lesen erfolgt durch Lichtquelle
mit denselben physik.
Eigenschaften des Bezugsstrahls
Romana JANUSCHKE
Holospeicher
technisches Prinzip
„
Durchgang durch das Hologramm:
Lichtstrahl wird zerlegt
Abbild
des Originalobjektes entsteht
Romana JANUSCHKE
Holospeicher
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
„
Holospeicher weist eine kompakte Laserquelle auf
Strahlenzersplitterer teilt die Laserstrahlen in getrennte
Daten- und Bezugsstrahlen
Strahlen werden auf Oberfläche eines Kristalls gesteuert
„
Datenseite kann gespeichert oder gelesen werden
„
„
Seitenhologramm
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
„
„
„
„
„
Wird aus mehreren Subhologrammen oder Seiten
zusammengesetzt
Getrennte seitenweise Speicherung von Daten
Seitenkomposer = elektrooptisches Schnittstellengerät
Kleiner Bereich des Objektes wird mit beiden Strahlen
angeleuchtet
Aufzeichnung des Hologramms in dem
Bereich
Leichte Veränderung der Richtung des Bezugsstrahls
nächste Seite kann aufgezeichnet werden.
Holospeicher
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
„
„
„
Verwendungsstärke:
hohe Kapazität, aber wichtiger: hohe Bandbreite der
Übertragung der Daten von Holospeicher zum Arbeitsspeicher
oder direkt in den Prozessor
Einsatzgebiet:
bewegte Videobilder (20MB/sec.)
Fernsehhochtechnologie – HDTV (50-60 Bilder/sec.)
Hauptspeicher, Hochleistungsspeicherersatz,...
Fazit:
schnellere Aufzeichnung & schnellere Auslesung großer
Datenmengen
HD ROM
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
HD ROM
= Nachfolgertechnologie der CD ROM
„
„
„
„
„
Ionenstrahltechnik als Speichermethode
Stahlstifte als Speichermedium
Speicherdichte: 200mal höher als bei CD ROM
5000 Jahre Daten aufbewahren
Anwendungsgebiete:
- billige Dauerarchivierung wichtiger Daten
- Messdaten von Satellitenmissionen
- Konservierung alter Filme
HD ROM
Romana JANUSCHKE
Vergleich
Medium
Strahl, Dichte Kapazität pro
Diskette
CD ROM
800 nm
0,65 GB
DVD
350 nm
4,7 GB
HD ROM
50 nm
165 GB
Hybrid CD ROM
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
HYBRID CD ROM
= CD ROM für MAC & DOC Windows PCs
„
„
„
integrierte Online Verbindung, Texte, Bilder, Videoclips
Vorteil:
- schnellerer Zugriff
- permanente Aktualität der online Verbindung
Anwendungsgebiete:
- Versandhauskataloge
- Nachschlagewerke + Verzeichnisse
- Computersiele im Netz
- Software + Lernprogramme
Proteinspeicher
Romana JANUSCHKE
technisches Prinzip
PROTEINSPEICHER
= nichtflüchtiger Massenspeicher
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„
„
„
„
2 Polymerschichten, dazwischen eine Schicht aus
Proteinen
Chromophor absorbiert Licht best. Wellenlängen
Zugriffszeit zw. 5 und 50 ns
Dicke des Speichermediums: 350 nm
170 TB auf einer Chipkarte
Übersicht
Thomas Sundt, Jiri Marik
Magnetische Speicherplatten
Disketten (5,25“, 3,5“, ZIP u.a.)
Festplatten
Magnetbandlaufwerke
Streamer, DAT
Kassetten
Magnetband, Diskette
Thomas Sundt, Jiri Marik
Aufbau magnetischer Datenträger
Source: http://iseran.rs.uni-siegen.de/cs_spt/pdf_files/13_magnetspeicher_c.pdf
Geräte
Abbildungen von Geräten
Jaz- Laufwerk
Speicherkapazität:
1 – 2 GB
Festplattenschrank
mehrere Festplatten verwaltet.
Einsatzgebiet:Großrechneranlagen bzw. Netzwerke ab 50
User, um genügend Ressourcen zur Verfügung zu stellen.
Streamer
Bandlaufwerk
auswechselbaren, in Gehäusen geschützte Bänder
dienen als tertiäre Speicher
zur Sicherung und Ablage von Daten für nicht
vernetzte Arbeitsplatzrechner und für lokale Netze.
Thomas Sundt, Jiri Marik