Устройства долговременного хранения данных на ПК

     DVD-R

     DVD-R ‒ формат однократной записи, разработанный компанией Pioneer. Устройства на базе этого формата были первыми, которые записывали на дисках DVD.

     На  диски DVD-R могут быть записаны как компьютерные данные, мультимедийные программы, так и видео/аудио информация. В зависимости от типа записанной информации диски могут быть прочитаны на других, совместимых с записанным форматом типах устройств, включая DVD-Video видеоплееры и большинство DVD-ROM приводов. Односторонние диски DVD-R вмещают 4,7 или 3,95 ГБ на сторону. Двусторонние диски выпускаются только общей емкостью 9,4 ГБ (4,7 ГБ на сторону). В настоящее время формат не поддерживает технологию записи в два слоя.  Они бывают двух типов: диски общего назначения (general purpose) и диски для авторинга (authoring). DVD-R общего назначения, в отличие от дисков для авторинга, содержат встроенную систему защиты от нелегального копирования. Диски общего назначения можно записывать на обычном DVD рекордере. Для записи авторинговых дисков используются специальные рекордеры. Записанные таким образом диски не содержат защиты от нелегального копирования и используются только для последующего тиражирования на заводах. Долговечность дисков DVD-R оценивается сроком более 100 лет.

     DVD-R(W)

     DVD-RW – это формат перезаписываемых DVD дисков. Один DVD-RW носитель можно  стирать и записывать до 1'000 раз.  Объем данного диска также  составляет 4,7 Гб.

     Спецификации  на указанные диски созданы организацией DVD Forum, в которую входят около 200 различных  компаний из Азии, Европы и Америки. Данной организацией разработаны спецификации на DVD-ROM, DVD-RAM и DVD-R(W) диски. 

     DVD+R(W)

     Эти диски разработаны организацией DVD+RW Alliance, в которую вошли несколько  известных компаний (например Sony, Philips и другие). Спецификации указанных  дисков появились в 2001 (RW) и 2002 (R) годах, т.е. значительно позже своих конкурентов. Это позволило разработчикам  спецификаций формата «плюс», создать  технически более совершенные носители.

     По  аналогии с форматом «минус» данные диски бывают однократно записываемыми (DVD+R) и перезаписываемыми (DVD+RW). Один носитель DVD+R(W) вмещает также 4,7 Гб информации. DVD+RW диски поддерживают до 1'000 циклов перезаписи.

     Следует отметить, что форматы DVD-R(W) и DVD+R(W) не совместимы. Однако считываться записанные диски могут в большинстве  современных DVD проигрывателей. Дело в том, что различия форматов сказываются, главным образом, на записи дисков, а не на их считывании.

     Единица скорости (1x) чтения/записи DVD составляет 1 385 000 байт/с (то есть около 1352 Кбайт/с = 1,32 Мбайт/с), что примерно соответствует 9-й скорости (9x) чтения/записи CD, которая  равна 9 × 150 = 1350 Кбайт/с. Таким образом, 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     HD DVD-диск 

     HD DVD (англ. High-Density DVD— DVD высокой ёмкости) — технология записи оптических дисков, разработанная компанией Toshiba, NEC и Sanyo. Первоначально формат назывался “Advanced Optical Disc” (AOD), но 19 ноября 2003 решением собрания DVD Forum был переименован в HD DVD. HD DVD (как и Blu-ray Disc) использует диски стандартного размера (120 миллиметров в диаметре) и голубой лазер с длиной волны 405 нм.

     HD DVD-R — High Density DVD Recordable — диск однократной записи HD DVD. Объём однослойного диска может достигать 15 Гб, двухслойного 30 Гб.

     HD DVD-RW — High Density DVD Rewritable — перезаписываемый диск HD DVD. Объём однослойного диска может достигать 15 Гб, двухслойного 30 Гб. Цикл перезаписи превышает 1000 раз.

     HD DVD-RAM — формат записи дисков HD DVD. Предлагается в качестве замены формату DVD-RAM. Метод основан на случайном доступе к медиа данным на оптическом диске, что позволяет увеличить объём записываемой информации до 20 Гб. Формат коммерчески не реализован.

     Противостояние  двух форматов HD DVD и Blu-ray, неофициально названное «Война форматов» разрешилась в пользу Blu-ray. Компания Toshiba (основной сторонник HD DVD) официально отказалась от данного формата и прекращает его производство. Важным аргументом в этом споре выступило то, что ряд голливудских киностудий и, в частности, Warner Bros. (последняя компания, выпускавшая свою продукцию в обоих форматах) отказалась от использования HD DVD в январе 2008 года в пользу Blu-ray. Однако записываемые и перезаписываемые диски данного формата ещё можно встретить в продаже.

     19 февраля 2008 года компания Toshiba объявила о прекращении поддержки технологии HD DVD в связи с решением положить конец войне форматов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Blu-Ray Disc

     Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray — синий луч и disc — диск; написание blu вместо blue — намеренное) — формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES), которая прошла в январе 2006 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.

     Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё  название от использования для  записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового)  лазера. Буква «e» была намеренно  исключена из слова «blue», чтобы  получить возможность зарегистрировать  торговую марку, так как выражение  «blue ray» является часто используемым  и не может быть зарегистрировано  как торговая марка.

     Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3/25/27 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6/50/54 или 66 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием четырёх и восьми слоёв соответственно. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырёхслойного диска объёмом 100 Гб.

     На  данный момент доступны диски BD-R (одноразовая запись) и BD-RE (многоразовая запись), в разработке находится формат BD-ROM. BD-R диски также могут быть LTH типа. В дополнение к стандартным дискам размером 120 мм, выпущены варианты дисков размером 80 мм для использования в цифровых фото- и видеокамерах. Планируется, что их объём будет достигать 15 Гб для двухслойного варианта.

     В технологии Blu-ray для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно (635 нм для DVD-R for Authoring). Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных.

     Более короткая длина волны сине-фиолетового  лазера позволяет хранить больше информации на 12 см дисках того же размера, что и у CD/DVD. Эффективный «размер пятна», на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с.

     Из-за того, что на дисках Blu-Ray данные расположены  слишком близко к поверхности, первые версии дисков были крайне чувствительны  к царапинам и прочим внешним  механическим воздействиям, из-за чего они были заключены в пластиковые  картриджи. Этот недостаток вызывал  большие сомнения относительно того, сможет ли формат Blu-ray противостоять  HD DVD — стандарту, который в то время рассматривался как основной конкурент Blu-ray. HD DVD, помимо своей более низкой стоимости, мог нормально работать без картриджей, так же как и форматы CD и DVD, что делало его более удобным для покупателей, а также более интересным для производителей и дистрибьюторов, которым было невыгодно нести дополнительные траты на изготовление картриджей.

     Решение этой проблемы появилось в январе 2004 года с появлением нового полимерного покрытия, которое дало дискам более качественную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis». Оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток, которые могут нанести повреждения CD и DVD. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Дискета

     Гибкий  магнитный диск (ГМД или дискета) представляет собой гибкую лавсановую пластинку, диск диаметром 3,5 дюйма, что примерно равно девяти сантиметрам (точнее 89 миллиметрам, 1 дюйм равен 2,54 сантиметра). Обычно такие диски называют трехдюймовыми. Пластинка покрыта с одной или двух сторон специальным веществом, хорошо сохраняющим состояние намагниченности (примерно таким же, какое нанесено на ленты бытовых магнитофонов). Стороны диска, на которые нанесено магнитное покрытие, называются рабочими поверхностями. У гибкого диска могут быть одна или две рабочие поверхности. Каждая рабочая поверхность имеет собственный номер.

     Для предохранения магнитного покрытия рабочих поверхностей диска от случайного разрушения пластина упаковывается  в жесткий пластиковый защитный чехол, который практически полностью  закрывают рабочие поверхности  диска (рис. 2.3). У нижнего торца  защитного чехла диска имеется  переключатель защиты от записи. В  нижнем положении переключателя (как  на рис. 2.3) включается защита диска  от записи. Это означает, что запись новой информации на диск невозможна. Кроме того, невозможно уничтожить (стереть) уже имеющуюся на диске  информацию. В верхнем положении  переключателя защита от записи выключена, могут производиться как запись, так и стирание информации. Защита от записи обычно включается для того, чтобы предотвратить случайное уничтожение хранящейся на диске важной информации, а также для защиты от компьютерных вирусов.

     Дискеты были изобретены в 1971 году для решения  задачи, с которой корпорация IBM столкнулась  при создании компьютера System 370. Проблема состояла в том, что программы, хранившиеся  в ее памяти на полупроводниках, стирались  всякий раз, когда отключалось питание  компьютера.

     В 1967 году специалисты лаборатории IBM из Сан-Хосе, занимавшейся разработкой  устройств хранения, пыталась создать  недорогое устройство, способное  хранить и передавать микропрограммы для процессоров, мэйнфреймов и  управляющих модулей. Цена устройства не могла превышать 5 долл., иначе  его нельзя было бы считать заменяемым. Поставка его не должна была вызывать сложностей, а надежность - сомнений.

     Хотя  Шугарта нередко называют отцом  дискеты, сам он считает настоящим  ее создателем Дэвида Нобла. Нобл был  старшим инженером лаборатории  в Сан-Хосе и стоически выносил  на своих плечах тяготы работы в  качестве единственного подчиненного Шугарта.

     Прежде  всего Нобл опробовал существовавшие тогда технологии. Но скоро стало  ясно, что надо искать принципиально  новые пути. Именно тогда и была предложена первая дискета.

     В течение года Нобл (группа которого уже значительно пополнилась) завершил работу над устройством, получившим в IBM название "диск памяти". Это  фактически и была дискета. Она представляла собой 8-дюймовый пластмассовый диск, покрытый закисью железа, обеспечивающий доступ только по чтению. Весил этот диск около 2 унций, емкость его составляла 80 Кбайт. Поворотным моментом в создании дискеты было изобретение защитного  футляра.

     "Мы  добились того, что наш диск  работал, но никак не могли  предложить для него хорошей  защитной оболочки, - вспоминал Шугарт. - Любая пылинка начисто уничтожала  данные. Процент ошибок был очень  велик". И разработчикам пришла идея поместить устройство в футляр из нетканого материала, который обеспечивал бы постоянную протирку поверхности дискеты в процессе ее вращения. Таким образом, поверхность всегда оставалась чистой.

     После всеобъемлющих испытаний дискета  была встроена в System 370; это произошло  в 1971 году. Кроме того, она использовалась для загрузки микропрограмм в  контроллер дискового пакета Merlin 3330 компании IBM.

     В 1973 году IBM представила новую версию дискеты, на этот раз для системы 3704 Data Entry System.

     "Формат  записи был совершенно иным, к  тому же дискета вращалась  в другую сторону", - пояснил  Портер. Она обеспечивала возможность  чтения и записи и позволяла  хранить до 256 Кбайт данных. У пользователей появилась возможность вводить данные с дискет, а не с перфокарт. Представители IBM утверждали, что новое устройство позволяет вместить такой же объем информации, как 3 тыс. перфокарт.

     Выпуск  новой дискеты стал своего рода выстрелом  стартового пистолета для производителей этих устройств. Даже сейчас некоторые  компании используют восьмидюймовые дискеты. Но в 1976 году, примерно тогда же, когда  появились первые персональные компьютеры, была разработана дискета размером 5,25 дюйма.