Shrnutí předcházející přednášky • Monitory - princip práce, rozměry • Tiskárny - princip práce jehličkové, inkoustové a laserové tiskárny • Scanner, plotter, trackball • Optické rozpoznávání písma
KIT ČZU
1
Vnější paměti • slouží k trvalému uložení programů a dat • zvyšují celkovou kapacitu paměti počítače (GB) ⇒magnetické paměti −diskety −pevné disky −páskové jednotky ⇒optické paměti −CD −DVD ⇒magneticko-optické paměti KIT ČZU
2
Diskety pružný disk, floppy disk, FD magnetizovatelný povrch na pružném plastovém nosiči data se zapisují na obě strany diskety čtecí a záznamová hlava v přímém kontaktu s povrchem diskety
• fyzická struktura – informace uloženy v soustředných kružnicích - stopách – stopa rozdělena na sektory – sektor - 512 B pro data + informační pole (číslo stopy a sektoru) – vytvoření struktury příkazem FORMAT KIT ČZU
3
• logická struktura – systémová část • zaváděcí sektor (boot sektor) zaváděcí program u systémové diskety • struktura souborového systému (např. FAT1, FAT2) • hlavní (kořenový) adresář - root
– datová část Boot FAT1, Kořenový sektor FAT2 adresář
Datová část
Systémová část
KIT ČZU
4
Systém souborů podle FAT
Disk / disketa je blokové zařízení, není tedy možno přímo pracovat s jednotlivými byty, ale je nutno přečíst nebo zapsat celou skupinu bytů Nejmenší fyzicky dostupná oblast na disku se nazývá sektor (512 byte)
• Tento prostor je pro většinu dat příliš malý, proto se naskýtá myšlenka přidělovat prostor na disku po větších úsecích • Nejmenší logicky dostupná oblast na disku se nazývá cluster (jeden nebo několik sektorů) Ing. Richard Černý, KIT ČZU
5
Systém souborů podle FAT
Z praxe známe pojem adresář - jsou to jakási data spravovaná systémem, kde se udržují informace o uživatelských datech
• V případě správy souborů, založené na FAT, je při ukládání souboru vyhledán volný cluster a údaj o jeho poloze se zanese do adresáře. Pokud přidělené místo nestačí, je vyhledán další volný cluster a do FAT je poznamenána vazba mezi těmito clustery. • Poté, co je celý soubor uložen, je do adresáře zapsána jeho délka v bytech Ing. Richard Černý, KIT ČZU
6
• ochrana proti smazání – ochranný přepínač (otvor s páčkou) - prázdný
• rozměry a kapacita – 3.5“ - 1,44 MB – (dříve 5,25“ - 1,2 MB a 360 kB) – (a ještě starší 8“ ) • cluster – u 3.5“ diskety = sektor (512B) – nejmenší úsek, do kterého lze zapisovat
• pravidla pro skladování a manipulaci – nevyndávat z mechaniky, dokud svítí kontrolka! – nutno chránit proti • • • • •
dotyku v části pro čtení a zápis (kryt neodsunovat) magnetickému poli teplotám mimo 4-53oC vlhku znečištění ovzduší (cigaretový kouř) KIT ČZU
7
Pevné disky • hard disk, HD, (typu Winchester) • svazek několika disků (kotoučů) nad sebou • uzavřený v prachotěsném pouzdře • čtecí/záznamová hlava „plave“ těsně nad povrchem • válec (cylindr) - stopy se stejným průměrem Výrobci • Western Digital • Seagate • Compaq • Quantum KIT ČZU
8
Parametry • kapacita GB 4, 20, 40 , 60 , 80, 100, 120, 160, 180, 200 GB
• vyrovnávací paměť prostor pro swapování – část obsahu operační paměti se uloží na disk
• rychlost otáčení disku 5400-7200 a víc ot/min (minimálně 3000 ot./min - 10x větší než u disket)
• přístupová doba vyjadřuje rychlost disku (v ms, např. 9 ms)
• velikost cache paměti • průměr 3.5“ (5.25“, 8“, 1.8-14“) RAID (Redundant Array of Inexpensive Discs -Redundantní pole levných disků) redundance (nadbytečnost) zajišťuje spolehlivost (bezpečnost 9 uložených dat) i při poruše některého disku pole
Výměnné disky • ZIP mechanika – interní, externí – náhrada nebo rozšíření pevného disku – ZIP medium - 100 MB, 250 MB, 750 MB
• USB flashdisk – pro zasunutí do USB portu založený na principu Flash paměti, hmotnost v g – kapacita 128, 256, 512 MB, 1GB, 2GB
KIT ČZU
10
Pásková jednotka (streamer) • kazeta s magnetickou páskou • pro zálohování pevného disku (hlavně u serverů) • pomalé, velká kapacita
KIT ČZU
11
CD • Compact Disc (1982) (také Cimrmanův Disk ) • původně pro poslech hudby, později pro ukládání dat z počítače • velká kapacita (650-700 MB) – instalační programy, encyklopedie • levná výroba CD-ROM (CD Rom án jsem ještě nedokončil ) – lisováním horké plastové hmoty na skleněné negativní formě – potažení tenkou hliníkovou vrstvou – data ve spirále, která běží zevnitř ven (5 km) – ve stopě jamky (prohlubně, délka jako bakterie) - pit (2 biliony) – nosičem informace není stav, ale jeho změna (fotobuňka rozezná nejlépe přechody) posloupnost nul = stejnoměrné střídání „plocha (land) prohlubeň (pit)“ jednička = nepravidelnost v režimu změn KIT ČZU
12
• pravidla pro skladování a manipulaci – CD disk bereme za okraje – dáváme do ochranného obalu (prach) – nesaháme na záznamovou stranu disku – nenecháváme na slunci a mrazu – neohýbáme – čistíme jemným hadříkem – nepoužíváme rozpouštědla a chemikálie
KIT ČZU
13
CD-ROM mechanika Gerald Pienkowski, Vnitřní život mechaniky CD, Chip 1/97
• snímání – bezdotykově - laserovým paprskem s velmi krátkou vlnovou délkou – po dopadu na „land“ se laserový paprsek odrazí od hliníkové vrstvy a je hranolem vychýlen do fotodiody, která převede energii na elektrické napětí – po dopadu na „pit“se laserový paprsek odrazí jiným směrem nebo se rozptýlí a fotodiodu nezasáhne
• kapacita 650-700 MB (74-80 minut dat) • standardizace ukládání dat na CD – Duhové knihy Red Book - Blue Book
KIT ČZU
14
CD-ROM mechanika • otáčí se různou rychlostí (např. 200x za minutu na okraji, 530x ve vnitřní oblasti) metoda konstantní rychlosti snímání
• doba přístupu průměrná doba přesunu hlavy větší než u HD (snímací hlava obsahuje laser, fotobuňku, objektiv, zaostřovací jednotku - je několik g těžká) prach může optickou soustavu zašpinit – nutno odborně vyčistit
• přenosová rychlost původní 150 kB/s pro zvuková CD pro přenos dat pomalé dvourychlostní 300 kB/s atd. další označování 4x, 6x, 8x, 12x, … 24x, 36x, … 44x, 48x, 52x, 54x
• čelní panel konektor pro sluchátka, ovladač hlasitosti, kontrolka svítící při čtení dat z disku, tlačítko pro vysunutí mechaniky KIT ČZU
15
CD-RW mechanika - vypalovačka • liší se od CD-ROM mechanik a obyčejných přehrávačů • obsahuje speciální laser pro čtení nižší výkon pro zápis vyšší výkon pro docílení teploty 250 - 4000C
• umí číst CD-ROM, CD-R, CD-RW • umí zapisovat na CD-R, CD-RW • zápis dat je vždy pomalejší než čtení (je třeba počkat na zahřátí média) rychlost vypalování závisí na rychlosti mechaniky a na tom, jakou rychlost snese vypalovací médium KIT ČZU
16
Medium CD-R (Recordable) (www.cdr.cz)
• záznam na prázdný CD disk • skládá se ze čtyř vrstev – ochranný lak – reflexní fólie (zlato, stříbro) – organické (záznamové) barvivo předlisovaná vodící spirála pro vedení laseru – spodní krycí vrstva z polykarbonátu
• při vypalování se organické barvivo zahřeje – vytvoří se „kopeček“, který mění odrazivost od reflexní fólie (deformace barviva) ⇒ve starších CD-ROM mechanikách nešla číst vypálená CD
• pro zálohování velkého množství dat KIT ČZU
17
Medium CD-RW (Read - Write) • přepisovatelné CD • další vrstvy navíc proti CD-R vrstva pro záznam je z obou stran obklopena dielektrickou vrstvou
(sloučenina silikonu, kyslíku, zinku a síry) zvýšení účinnosti laseru pro dosažení vyšší teploty
• záznamové barvivo mění strukturu (sloučenina stříbra, india, antimonu, teluru) z krystalické formy - vysoce odrazivé (land) do amorfní formy - méně odrazivé (pit) krystalizace - nižší zahřátí a ochlazení amorfní stav - vyšší zahřátí (6000C) a ochlazení KIT ČZU
18
Formáty CD • CD
654 MB - 74 minut 702 MB – 80 min
• VCD Video CD • SVCD Super Video CD • XVCD Extended Video CD
jiná velikost sektorů, vejde se na ně víc dat, ale jsou náchylnější k chybám při čtení
• CD-DA, CD Extra, CD-ROM XA & Cd-I, Photo-CD, CD-Text
KIT ČZU
19
DVD Digital Video Disc, Digital Versatile Disc • vznik z podnětu filmového průmyslu 1995 • přenos dat je rychlý, obraz je plynulý a kvalitní • může obsahovat – video MPG-2 32 různých titulků, výběr záběru z více kamer (pokud je natočen), různé jazykové verze – digitální audio – data
KIT ČZU
20
• nová generace CD technologie • DVD
– má shodný průměr a tloušťku jako CD – menší prohlubně (0.4 mikrometrů místo 0.834) – menší vzdálenost prohlubní než u CD (0.74 místo 1.6 mikrometrů) – větší kapacita – záznam z jedné nebo obou stran – záznam v jedné nebo dvou vrstvách
DVD-5 DVD-9 DVD-10 DVD-18
Počet Počet Desít Hexade stran vrstev kově cimálně GB GB 1 1 4,7 4,38 1 2 8,54 8,1 2 2
1 2
9,4 18,1 KIT ČZU
8,8 15,8 21
G.Troisch:Druhá vrstva. CHIP 9/04
22
Formáty DVD • DVD-Video pouze pro čtení (read-only), pro filmy
• DVD-Audio • DVD-ROM read-only, lisované
• DVD+R (Recordable) write-once, read-many 4,7 GB (DVD+R9 8,5GB) tři fyzické formáty, • DVD+RW (write-many, read-many - až 1000x přepsání) které nejsou zcela • DVD-R (DVD-R9 8,5GB) kompatibilní • DVD-RW • DVD-RAM uložen v ochranném pouzdře dražší než média DVD+R/RW a DVD-R/RW, lze přepsat až 100 000x pro zálohování dat, použitelné i pro uložení filmu, práce jako s pevným diskem (s nainstalovaným speciálním ovladačem) v některých mechanikách nejdou přečíst (na mechanikách DVD-RAM a DVD-ROM musí být uvedeno, že umí číst DVD-RAM) http://www.cdr.cz/a/rejstrik Pecinovský, J. Vypalujeme DVD na počítači. Grada Praha 2004
23
DVD mechanika • DVD-ROM umí číst CD-ROM, CD-R, CD-RW (od 500 Kč – 2005)
• kombinovaná mechanika spojuje v sobě vypalovačku CD disků a DVD-ROM mechaniku Rychlosti čtení: DVD 16x, CD 52x Rychlosti zápisu: CD-R 52x CD-RW 32x
(např. CDWR/DVD LG GCC-4521 950 Kč – 2005)
• DVD vypalovačka
KIT ČZU
24
DVD vypalovačka
Např. HP dvd840e černá (2900 Kč – 2005) technologie LightScribe pro kreslení vypalovacím laserem na povrch speciálních médií ve stupních šedi na vhodném CD nebo DVD disku bez nutnosti vlastnit speciální drahou tiskárnu bez lepení potištěných etiket, které zhoršují čtení média stačí pouze vypálit obsah na médium, otočit ho a na vrchní stranu vypálit obrázek rychlosti zápisu: 16x DVD±R, 8x DVD+RW, 6x DVD-RW 8x DVD+R9, 4x DVD-R9 (dvouvrstvá media DVD) 5x DVD-RAM 40x CD-R, 32x CD-RW rychlost čtení: 16x DVD-ROM 40x CD-ROM kompatibilita médií: Zápis: CD-R, CD-RW, LightScribe CD-R, DVD±RW, DVD±R, DVD±R9, DVD+R, DVD-RAM Čtení: DVD-ROM, DVD±R, DVD±R9, DVD±RW, DVD-Video, DVD-RAM, CDROM, CD-R, CD-RW, VCD KIT ČZU
25
DVD v budoucnosti zřejmě nahradí CD a VHS kazety • výhody – velká kapacita – zpětná kompatibilita • DVD mechaniky mohou přehrávat existující audio CD, CD-ROM, CD-R a CD-RW
– vysoká kvalita obrazu a zvuku – interaktivita pro koncové uživatele – trvalá kvalita záznamu (vypalovaná DVD mají životnost asi 50 let)
• nevýhody – velké množství formátů – náchylnější k poškození než CD (škrábnutí, prach, otisk prstu)
KIT ČZU
26
Použití modrého laseru • místo červeného laseru modrý laser s kratší vlnovou délkou • zatím dva vzájemně nekompatibilní formáty v zapisovatelné a přepisovatelné verzi – Blu-ray (Sony a další japonské firmy, HP a Dell) stejná velikost jako DVD záznamová vrstva je umístěna na povrchu 1,1 mm silného substrátu a chráněna specielním povlakem v budoucnu má být výroba méně nákladná než HD-DVD kapacita 25 GB (jednovrstvé médium), 50 GB (dvě vrstvy) (cena média 23 dolarů, Blu-ray rekordér v Japonsku 2 7000 dolarů)
– HD-DVD (High-Definition DVD – Toshiba, NEC) rozšíření technologie červeného laseru, zpětná kompatibilita se současnými DVD záznamová vrstva je mezi dvěma vrstvami plastu o výšce 0,6 mm lze využít stávající zařízení pro výrobu DVD – levnější výroba kapacita 15 GB (jednovrstvé médium), 30 GB (dvě vrstvy) Computerworld 32/04
G.H.Anthes
27
Magnetooptický princip záznamu vrstva z materiálu, který má vysokou schopnost pojmout magnetickou informaci po zahřátí nad určitou teplotu (Curieův bod - kolem 1500C) zahřátí laserovým paprskem trvanlivost dat
KIT ČZU
28
Klasifikace počítačů • z historického hlediska – – – –
velké počítače (mainframe) minipočítače mikropočítače superpočítače
• z hlediska použitých operačních systémů – mainframe – pracovní stanice (UNIX) – osobní počítače • PC kompatibilní • Apple Macintosh • PowerPC KIT ČZU
29
• z hlediska typu použitého procesoru – počítače s procesory typu CISC – počítače s procesory typu RISC
• podle počtu procesorů – s jedním procesorem – multiprocesorové
KIT ČZU
30
Klasifikace počítačů (podle N. Žid a kol.)
• podle generací podle použité technologie 4. generece - integrované obvody s velmi vysokým stupněm integrace
• podle výkonu a oblasti použití – – – –
superpočítače střediskové počítače (mainframe) počítače střední třídy osobní počítače
KIT ČZU
31
– superpočítače • vysoký výkon (miliardy operací/s) • složitá architektura (paralelní činnost stovek procesorů) • složitá technologie • vysoká cena (miliony dolarů) předpověď počasí, kosmický, genetický výzkum – střediskové počítače (mainframe) • velký výkon • paralelní zpracování různých úloh • velký počet přídavných zařízení s vysokou kapacitou pro velké banky, velké průmyslové společnosti pro řízení informačních systémů (IBM) KIT ČZU
32
– počítače střední třídy servery, výkonné pracovní stanice 10-100 terminálů pro středně velké a menší firmy, školy, úřady CAD, GIS (Sun Microsystem, Hewlwtt-Packard (HP), IBM) – osobní počítače • stolní
PC kompatibilní (mikroprocesory Intel, AMD) Apple Macintosh (Motorola, PowerPC) • přenosné
malá obrazovka, zmenšená klávesnice, vyšší cena notebook, palmtop (Handheld PC), PDA • síťové
bez HD, programy a data ze sítě podpora komunikace v Internetu a intranetu (Oracle, Sun, MS, Intel, Compaq, HP) KIT ČZU 33
PDA (Personal Digital Assistant) nemají klávesnici, ovládají se perem • • • • • •
správa kontaktů, schůzek, poznámek přijímání a odesílání elektronické pošty a SMS přehrávání hudby uchování textu hraní her některá zařízení fungují i jako diktafon
synchronizace s PC seriové rozhraní, USB, infraport IrDA, bezdrátová komunikace Bluetooth výrobci – Palm (51% trhu), Compaq, HP, Nokia, Casio Zdroj Kapesní pomocníci, Chip březen 2002
KIT ČZU
34
