ZÁZNAMOVÁ MÉDIA PRO UCHOVÁNÍ DAT, OD POČÁTKU PO SOUČASNOST

Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informační technologie

ZÁZNAMOVÁ MÉDIA PRO UCHOVÁNÍ DAT, OD POČÁTKU PO SOUČASNOST Bakalářská práce

Autor:

Ondřej Povolný Informační technologie, MPIS

Vedoucí práce:

Praha

Doc. Ing. Horný Stanislav, CSc.

Duben, 2010

Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem předloženou bakalářskou práci vypracoval samostatně a použil jen pramenů, které cituji a uvádím v seznamu použité literatury.

V Sokolově dne 12. 04. 2010

……………………………………. Ondřej Povolný

Poděkování Chtěl bych poděkovat vedoucímu práce Doc. Ing. Hornému Stanislavovi, CSc. za pomoc při zhotovení, úpravách a korekcích této bakalářské práce a za jeho trpělivost a vstřícnost vůči mé osobě. Stejně jako děkuji mé rodině za podporu a pomoc v rámci celého studia.

Anotace Cílem této bakalářské práce je komplexně zanalyzovat problematiku týkající se záznamových médií a uchovávání dat od počátku jejich vývoje až po dnešní masové využití ve společnosti a v IT. Celkové seznámení se záznamovými médií, která byla možno využívat v minulosti, stejně jako s těmi, která jsou k dispozici dnes. Snaha zasvěcení a pochopení problematiky, nedílně spjaté se záznamovými médii, jako jejich kompatibility, životnosti a kapacity. Konečné shrnutí a zhodnocení faktů z daných problémů vyplývajících a případný návrh možného řešení či vylepšení.

Klíčové pojmy:

Záznamové médium, magnetické médium, optický disk, elektronické médium, kapacita, životnost, kompatibilita, hard disk, SSD, CD, DVD, HD-DVD, BLU-RAY, flash, paměťová karta, médium, disk, disketa.

Annotation The aim of this thesis is to provide a comprehensive analysis of recording media and data storage since they were first developed until the present day, where they are used en-masse in society and in information technology. It presents a

general

overview

of

the

recording

media

which

were

available

in the past as well as the different types that are in use today. The thesis tries to introduce and understand the issues integrally linked to recording media, such as compatibility, durability and capacity. Final it summarizes and evaluates the facts and, where applicable, suggests possible solutions or improvements. Key words Recording medium, magnetic medium, optical disc, electronic medium, capacity, service life, compatibility, hard disc, SSD, CD, DVD, HD-DVD, BLU-RAY, flash, memory card, medium, disc, floppy.

OBSAH Úvod....................................................................................................................................... 7 1.

Historie záznamových médií a uchování dat .............................................................. 8

2.

Uchování dat v současnosti....................................................................................... 15

2.1. Magnetická média ....................................................................................................... 16 2.1.1. HDD (hard disk drive) ............................................................................................. 16 2.2. Optická média ............................................................................................................. 24 2.2.1. CD ( Compact Disc) ................................................................................................ 25 2.2.2. DVD (Digital Video Disc) ....................................................................................... 29 2.2.3. HD-DVD (High Definition DVD) ........................................................................... 33 2.2.4. BD (Blu-ray Disc) .................................................................................................... 34 2.3. Elektronická média ..................................................................................................... 37 2.3.1. Paměťové karty ........................................................................................................ 39 2.3.2. Flash disky ............................................................................................................... 44 2.3.3. SSD disky ................................................................................................................ 46 3.

Řešení problematiky kapacity, životnosti a kompatibility záznamových médií ...... 49

3.1. Problematika kapacity................................................................................................. 51 3.2. Problematika životnosti .............................................................................................. 55 3.3. Problematika kompatibility......................................................................................... 58 Závěr .................................................................................................................................... 62 Seznam použité literatury .................................................................................................... 64 Seznam obrázků, grafů a zkratek ......................................................................................... 66

Úvod Záznamová média provázejí lidstvo již od samotného vzniku výpočetní techniky a stala se tak nedílnou součástí nejen počítačů, ale i většiny techniky, kterou každodenně používáme a bez které si již život nedokážeme ani představit. Dnes se již kontaktu se záznamovými médii nelze vyhnout a jen málokdo může tvrdit, že za svůj život nepřišel se žádným médiem do styku. Svět, jak ho známe, se bez záznamu dat již nemůže obejít, jelikož drtivá většina elektroniky bez vyhrazeného úložiště ani nemůže pracovat. Druhů a nejrůznějších formátů záznamových médií, od jejich zrodu až po současnost, také výrazně přibylo, čímž se uživatelům nabízejí nepřeberné možnosti při volbě adekvátního média, které by vyhovovalo přesně jejich požadavkům. Zaměříme se tedy na celkové zmapování záznamových médií, se kterými jsme se mohli nejen v minulosti, ale i současnosti setkat. Zmíníme rozdíly mezi nimi, stejně jako jejich klady a zápory a pokusíme se stanovit závěr, která záznamová média je v současné době nejvhodnější pro konkrétní účel použít a naopak, která média nejsou příliš vhodná. Detailně si popíšeme a rozebereme každý typ zvlášť a vysvětlíme si, na jakých technologiích jsou založeny a jak vlastně pracují. V neposlední řadě se pokusíme detailně rozebrat tři hlavní problémy, tedy problémy kapacity, životnosti a kompatibility, které jsou se záznamovými médii spjaty a které se při výrobě nových a zdokonalování stávajících médií musí řešit. Na závěr sjednotíme fakta, zhodnotíme dosažené závěry a pokusíme se odhadnout následný budoucí vývoj záznamových médií.

7

1. Historie záznamových médií a uchování dat Pojďme se nejprve poohlédnout na samotný počátek záznamových médií, objasnit si, jaké možnosti uchování dat byly v minulosti a jaká média jsme měli na výběr. Pojďme si tedy rozdělit záznamová média, která byla v minulosti (některá přetrvala i dodnes) k dispozici. Rozdělení záznamových médií -

Děrné štítky

-

Děrné pásky

-

Magnetické pásky

-

Magnetické disky (diskety)

-

Optické disky

-

Elektromagnetická média

Již v prvopočátku vzniku prvních počítačů lidstvo cítilo potřebu uchovávat zpracovávaná data, a tudíž docházelo k postupnému vývoji nejen u počítačů, ale i v oblasti záznamových médií, z hlediska velikosti dochází ke značnému zmenšování fyzických rozměrů záznamových médií a růstu kapacity záznamových médií. Za nejstarší záznamové médium lze zcela určitě označit děrné štítky a děrné pásky, které postupně nahradila magnetická jádra, magnetické pásky, diskety, optické disky a elektromagnetická média. Pramáti všech datových nosičů, děrné štítky, vznikly již mnohem dříve než samotné počítače. Byly vyrobeny z tenkého kartonu o velikosti 184,4 x 82,5 x 0,18 mm a informace se prezentovala dírkou na určité pozici. Místa pro otvory byla uspořádána do matice a data byla zaznamenávána pomocí skutečné perforace štítků v různých částech. Neukládala se však binárně, ale v systému písmen a čísel a abeceda byla zredukována na základní písmena a znaky, neboť kapacita štítku se počítala na 80 znaků (systém Hollerith), někdy 90 (systém Powers) sloupců a 12 řádků. Jako první přišel s 8

elektromagnetickým třídícím počítacím strojem pro vyhodnocování děrných štítků syn německého vystěhovalce inženýr Hermann Hollerith (zakladatel společnosti Tabulating Machine Company, později nazvané IBM).1 V roce 1805 francouzský konstruktér Josephe Marie Jacquard za pomoci děrných štítků zajistil automatické tkaní složitých vzorů, vyražených podle čtvercového rastru na štítcích u tkalcovských stavů na hedvábí. Později bylo pole působnosti děrných štítků rozšířeno i do oblasti paměti a záznamy bylo možné číst pomocí stroje. Herman Hollerith v roce 1890 použil tuto metodu vyhodnocování děrných štítků při řešení problému pravidelného sčítání lidu ve Spojených státech. Po předchozích zkušenostech se sčítáním lidu v roce 1880, které bylo dokončeno až za sedm let, tj. v roce 1887, a s ohledem na opodstatněnou obavu z neustálého růstu počtu obyvatel se domníval, že další pravidelné sčítání lidu by mohlo trvat i celá desetiletí. V tomto konkrétním případě byl děrný štítek vlastně prvně nositelem informací. Děrné štítky používal k programování například i Charles Babbage, profesor matematiky v Oxfordu, kdy na děrných štítcích byly zakódovány pracovní instrukce o kapacitě jednoho tisíce až padesátimístných čísel, které umožňovaly skládání instrukcí v různém pořadí, a zároveň zde bylo už napojeno i výstupní zařízení k tisku konečných výsledků. Děrnoštítkové stroje byly použity ještě i ve 40. letech 20. století v projektu Manhattan, kde se podílely na výpočtech průběhů reakcí při vývoji atomové bomby. Poslední známé použití děrných štítků bylo v roce 2000 při volbách samotného prezidenta USA. V tomto případě bohužel nastaly spory ohledně výsledků v důsledku údajného nepřesného vyznačování děr na štítcích.2

1

HOBZA, Otakar. EMag [online]. 10.7.2007 [cit. 2010-6-07]. EMag. Dostupné z WWW: . 2

KOLÁČEK, Michal. OXy Online s.r.o [online]. 01.8.2008 [cit. 2010-06-30]. Svět Hardware. Dostupné z WWW: . ISSN 1213-0818.

9

Obrázek 1: Příklad děrného štítku

Zdroj: eMag, technologický magazín ISSN 1802-4238 [online]. Paměťová média: Děrné štítky, 2007 [cit. 2010-6-07]. Dostupná z WWW: .

Děrné štítky svou hustotou záznamu neodpovídaly zvýšeným požadavkům a potřebám množství zpracovávaných dat, a tak vývojáři přišli s náhradou děrných štítků tzv. děrnou páskou.3 Používáním děrných pásek došlo k razantnímu zvýšení rychlosti zápisu i čtení, pásky měly 7 až 9 řad. Děrná páska se používala například i v terminálech a dálnopisech. Hustota záznamu informace na děrných páskách bývala okolo 1,5, až 2 znaky na 1cm2. Data se na pásek ukládala sekvenčně a kontrola bezchybného děrování byla mimo jiné prováděna pomocí liché a sudé parity. Jednalo se zprvu o papírový nosič, který byl občas pod vlivem nevýhod nahrazen i páskou kovovou. V 80. letech sloužily děrné pásky hlavně pro vkládání dat u sálových počítačů, rovněž tvůrce počítačů Konrád Zuse je používal pro naplnění svého počítače Z1.

3

HOBZA, Otakar. EMag [online]. 10.7.2007 [cit. 2010-6-07]. EMag. Dostupné z WWW: .

10

Obrázek 2: Příklad děrné pásky

Zdroj: eMag, technologický magazín ISSN 1802-4238 [online]. Paměťová média: Děrné pásky, 2007 [cit. 2010-6-07]. Dostupná z WWW: .

Děrná páska, stejně jako děrný štítek, byla převážně papírovým nosičem, a tudíž měla mnoho nevýhod. Hlavním problémem byla skutečnost, že program zpracovaný na děrných štítcích zabíral mnoho místa, páska nebyla vícekrát použitelná, velmi snadno podléhala vlhkosti, hlodavcům a celkovému znehodnocení.4 Obrázek 3: Schéma děrné pásky

Zdroj: eMag, technologický magazín ISSN 1802-4238 [online]. Paměťová média: Děrné pásky, 2007 [cit. 2010-6-07]. Dostupná z WWW: .

Další vývoj v oblasti záznamových médií téměř 10 let stagnoval a posléze nejen snížení výše uvedených rizik, ale hlavně další vývoj v oblasti zvýšení kapacity a rychlosti čtení vedl k nahrazení děrných pásek záznamem dat na elektronky a následně na magnetická 4

HOBZA, Otakar. EMag [online]. 17.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: .

11

jádra, což byly malé koblížky ferritového materiálu protkané drátky, které měly za současného přísunu elektrické energie schopnost zaměnit či přečíst momentální stav magnetizace na kterémkoli místě jádra. Magnetická jádra zvýšila kapacitu paměti, rychlost i spolehlivost, bohužel to bylo na úkor velmi vysoké ceny. Díky této značné ceně byla nahrazena novým vynálezem, magnetickou páskou. Původně se tedy magnetické pásky používaly jen pro nahrávání zvukových záznamů a teprve později pronikla i k počítačům jako záložní média. Informace byly na magnetické pásky nahrávány ve dvojkovém kódu s různou intenzitou signálu 0 a 1. Jako první se oblastí uchování dat pomocí magnetického záznamu zabýval americký inženýr Oberlin Smith. Na výsledky jeho práce navázal v roce 1898 dánský vynálezce Valdemar Poulsen, když sestrojil přístroj nazývaný Telegraphone sloužící k nahrávání telefonních zpráv. Na klasickou, pozdější magnetickou pásku se vešlo přibližně 5 MB informací, délka pásky byla okolo 400 metrů a šíře něco mezi 1,5 a 2,5 cm. Magnetická páska se používala nejprve u sálových počítačů a později se rozšířila i do domácností. Původní velké pásky postupně nahradily kazety, což značně ulehčilo manipulaci. Samotné zařízení pracující s magnetickou páskou bylo velice složité a vyžadovalo neustálé seřizování. Vyhledávání informací uložených na magnetických páskách bylo velmi zdlouhavé a při každé jednotlivé změně zápisu na magnetickou pásku se musela celá páska kompletně přepsat. Samotná magnetická páska byla většinou vyrobena z polyesterové fólie, na kterou se z jedné či obou stran nanesla magnetická vrstva, vytvořená například z práškového oxidu železitého rozpuštěného v epoxidové pryskyřici. Páska se pohybovala při čtení či zápisu dat konstantní rychlostí pod čtecí či zápisovou hlavou. Záznam na magnetické pásce může v ideálních podmínkách vydržet i několik desítek let.5 Při vývoji dalších médií byl kladen hlavní důraz na zachování výhod magnetických pásek a na minimalizaci jejich nevýhod. V roce 1967 vyvinula společnost IBM první floppy disk, jehož prvotním účelem bylo zdokonalení distribuce aktualizací programů a dat pro zákazníky IBM. Zpočátku představili impozantní formát v podobě čtrnácti palcové diskety, vzápětí osmipalcové, na svou dobu s enormní úložní kapacitu 80KB 5

HOBZA, Otakar. EMag [online]. 24.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: .

12

(kapacita asi 1000 děrných štítků), které ovšem v první verzi nebylo možné přepisovat. Magnetické disky se skládaly z několika, maximálně deseti, od sebe oddělitelných talířových disků, přesně odměřených mezer, ve kterých se pohybovaly „hřebenové“ zuby se zapisovacími a čtecími hlavami. Hlavy se musely dostat co nejblíže k povrchu disku, ale nesměly se dotknout. Kvůli nebezpečí zanesení hlav nečistotami ze vzduchu byly tyto paměťové magnetické disky umístěny v klimatizovaných místnostech. Výpadek klimatizace byl stejně obávaný jako výpadek celého počítače. Kapacita těchto disků o rozměrech běžné ledničky byla necelých 70MB. Výhodou těchto disků oproti páskám byl především náhodný přístup k datům, tudíž mohla být kterákoliv informace nalezena během několika milisekund místo několika minut či hodin, jak tomu bylo u magnetické pásky. Pokrok a vývoj šel neustále dopředu a záhy se objevily výměnné disky. Za vynálezce diskety je považován David Noble a za vynálezce disketové mechaniky Alan Shugart. První diskety byly bez jakéhokoliv obalu a byly zcela ohrožovány vším okolním prachem, teprve později byly uloženy v plastové obálce s tkaninou uvnitř a ta zajišťovala snížení tření mezi kotoučem a pouzdrem a zároveň sbírala i nečistoty. První nepřepisovatelná disketa byla 8´´ a měla paměť pouhých 80kB a měřila 20 cm. První přepisovatelná disketa byla vynalezena až v roce 1972 v Memorexu a byla dražší než samotný počítač. Některé diskety měly rovněž výřez pro ochranu dat proti zápisu, v základním provedení jednostranného s jednoduchou hustotou záznamu měly neformátovanou kapacitu 400kB a v provedení jednostranné s dvojitou hustotou záznamu měly kapacitu 80kB. 8´´ disketa byla později nahrazena disketou menších rozměrů, a to 5,25´´ s kapacitou 125kB. Postupně se přešlo z jednostranného záznamu k oboustrannému zápisu a kapacita diskety vzrostla až na 500kB a formátovaná na 360kB.6 S dalším vývojem disket přišla v roce 1980 firma SONY. Disketa 3,5´´ byla silnější (až 1,6 MB) a pružnější než klasické, do té doby známé diskety. Byla vybavena pružinkou pro automatické zavírání čtecího okénka při vložení do mechaniky. Další předností bylo pouzdro z tvrdého plastu a ochranný kovový pohyblivý kryt v otvoru pro přístup hlavy. Na trhu se rovněž objevily i další diskety s kapacitou 2,88 MB a dále výměnné kotouče pevného disku, tzv. SyQuest, opět od společnosti SONY, které představovaly přechod 6

KOLÁČEK, Michal. OXy Online s.r.o [online]. 01.8.2008 [cit. 2010-06-30]. Svět Hardware. Dostupné z WWW: . ISSN 1213-0818.

13

mezi pružnými a pevnými disky.

Průměr tohoto disku byl 3,5´´ a kapacita

se pohybovala mezi 105 MB až 270 MB, bohužel nebylo možné tyto disky zapsané na jedné mechanice číst na jiné, apod. Významnou roli v tomto období hrálo paměťové médium, tzv. ZIP, vyráběné společností Iomega. Byl to vlastně jednoduchý záznam provedený na magnetickou vrstvu prostřednictvím zapisovacích hlav, které dosedaly přímo na povrch média. Mechaniky pro ZIP disky se vyráběly v interním i externím provedení. Interní mechaniky se připojovaly standardně přes EIDE (PIO 3 a PIO 4) s rychlostí 11,1 a 16,7 MB/s . Pro externí mechaniky byl určen paralelní port. Společnost Iomega se podílela i na výrobě JAZZ disků, které pracovaly na podobném principu jako dnešní disky. Obdobné disky vyráběla i společnost SyQuest pod názvem SyJet, měly však menší kapacitu. Podobné ZIP médiím byly i LS120ky, na které bylo možné uložit 120MB dat a v jejich mechanice bylo na rozdíl od ZIP disků možné používat i běžné 3,5´´ diskety.78 Diskety byly postupem času nahrazeny optickými disky (CD, DVD, HD-DVD, BLURAY), které na rozdíl od disket používají k záznamu laserový paprsek a ukládají velké množství dat do jedné dlouhé spirály. CD mají průměr 12 cm a tloušťku 1,2 mm. DVD jsou v podstatě stejná jako CD, ale disponují vyšší kapacitou.

7

KOLÁČEK, Michal. OXy Online s.r.o [online]. 01.8.2008 [cit. 2010-06-30]. Svět Hardware. Dostupné z WWW: . ISSN 1213-0818. 8

HOBZA, Otakar. EMag [online]. 31.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: .

14

2. Uchování dat v současnosti V současnosti je již mnoho možných variant, jakým způsobem a na jaká média můžeme svá data uchovávat. Ne vždy tomu tak ale bylo. Není tomu ještě tak dávno, co technické možnosti a ne příliš rozmanitý trh mohl plně uspokojit veškeré uživatele, toužící po kvalitním a bezpečném zachování důležitých dat. Ať už se jednalo o jednotlivce či domácnosti, jejichž požadavky spočívaly především v uchování zachycených životních momentů na fotkách či videu bez nutnosti obávat se, že nenahraditelná data z velké části citové hodnoty budou nenávratně ztracena, malé a střední firmy, které potřebují uchovávat většinou data účetního charakteru, nebo velké firmy SW průmyslu, jejichž prvotními požadavky je uchování důležitých firemních dat SW typu, na kterých je celý jejich business založen a bez kterých by hrozily vysoká ztráty nebo i úpadek celé firmy. Samozřejmě jsou zde i firmy, jejichž obchod je založen a z 99% i závislý na záznamových médiích, pomocí kterých mohou uchovávat obrovské množství dat, jako jsou například databáze různých „share“ serverů, datová úložiště pro webové stránky či poskytování ať už on-line nebo offline zálohy a uchovávání dat pro velké, střední a malé firmy. Všechny tyto subjekty mají v oblasti uchování dat hodně společného a jistě společným požadavkem, na který při práci s datovými soubory všichni kladou velký důraz, bude především co možná nejdelší životnost a kvalita uchování jejich dat bez nežádoucího poničení či jejich ztráty. Dle těchto (nebo i jiných) požadavků, které jsou na záznamová média kladena, uživatelé vybírají nejvhodnější variantu pro jejich konkrétní a specifické použití. A opravdu je v dnešní době již z čeho vybírat. Na trhu se nabízí velká škála médií, která můžeme použít k dosažení co největší spokojenosti vzhledem k nárokům, které na záznamová média klademe. Na trhu jsou v současnosti k dostání magnetická média (pevné disky), optická média (CD, DVD, HD-DVD, BLU-RAY) a elektronická média (veškeré druhy flash pamětí bez pohyblivých částí). Samozřejmě jsou ještě stále, i když již v podstatně menším množství a s řidším výskytem, k dostání starší typy médií, jako diskety a ZIP média, avšak o těchto již dosti zastaralých médiích se vzhledem k jejich velmi malé četnosti použití zmiňovat dále nebudeme. Nepodstatnou kapitolou jsou po nás i magneto-optická média, která měla nahradit diskety. Pojďme si tedy detailněji rozebrat v současnosti běžně používaná média, která jsou na trhu k dispozici.

15

2.1. Magnetická média Pod pojmem magnetické médium si především starší generace ihned představí dříve hodně používané diskety, magnetické pásky a MC audio či VHS video kazety. Mladší generaci, již se éra disket, floppy mechanik, videorekordérů a audio kazet moc nedotkla, spíše napadne zejména pevný disk HDD, který dnes v osobním PC používá naprosto každý. Všechna tato média se do kategorie magnetických opravdu řadí a všechny možnosti jsou tedy správné. V dnešní době však použití magnetických médií (kromě HDD) není tak rozšířené a trend se spíše ubírá k jejich úplnému vyřazení z trhu záznamových médií. V minulých letech vysoce klesla poptávka, tím pádem i celková výroba a distribuce MC, VHS a floppy disket. Troufnu si tedy tvrdit, že média tohoto typu jsou již minulostí a není třeba se o nich v návaznosti na současnou dobu zmiňovat. Zaměřme se tedy plně na jediné magnetické médium, v současnosti nejvíce používané, a to pevný disk. 2.1.1. HDD (hard disk drive) Pevný disk můžeme označovat mnoha názvy. V počítačovém slangu se můžeme setkat s nejčastějším označením „hadr“, ke kterému se většinou přidává pro účely upřesnění dovětek dle rozhraní „hadru“, o kterém mluvíme, tedy IDE nebo SATA. Toto označení pevného disku s oblibou používám i já sám. Originální označení pevných disků je však zkratkou HDD, která v originále znamená hard disk drive. Po rozložení a přeložení této zkratky zjistíme, že české označení „pevný disk“ je vlastně jejím volným překladem. Hard = tvrdý, pevný Disk = disk, kotouč Drive = pohon Pevný disk je tedy záznamové médium pro uchování dat, které po jejich zapsání nepotřebuje elektrickou energii pro jejich uchování. Na opačném principu pracují například paměti typu RAM či NAND FLASH, u kterých se po odpojení od elektrického proudu data ztratí. Pevný disk obsahuje diskové plotny, kotouče, na které se dříve data zapisovala díky železnému oxidu, v dnešní době již především pomocí

16

magnetického substrátu slitiny kobaltu (tzv. tenkého filmu, Thin Film).9 Tyto prvky se nacházejí na povrchu jednotlivých ploten a zápis na ně probíhá prostřednictvím speciálních hlaviček pro čtení a zápis, které zároveň umožňují zápis na obě strany ploten. Materiálem, ze kterého jsou nejčastěji plotny vyrobeny, je pak sklo, keramika, plast a dříve také hliník. Na každou plotnu je možno zapisovat různé množství dat a platí, že čím více dat na ni zapíšeme, tím většího výkonu dosáhneme. Plotny jsou poháněny pomocí elektromotorů, díky kterým se plotny roztáčejí na dané otáčky. Rychlost otáčení ploten je udávána v RPM (Revolutions Per Minute), tedy v otáčkách za minutu. Na trhu jsou dnes pevné disky s různými rychlostmi, jako například 4200 RPM, 5400 RPM, 7200 RPM, 1000 RPM či 15000 RPM. 4200 RPM je dnes nejnižší hodnota pro rychlost otáčení ploten disků, se kterou se můžeme setkat. Používá se zejména u disků určených pro levnější low-end notebooky. Hodnotou 5400 RPM oplývají především hard disky umístěné ve standardních noteboocích, netboocích a podobných přenosných zařízeních. Konečně se dostáváme k hodnotě 7200 otáček za minutu. Touto rychlostí se otáčejí plotny pevných disků nejčastěji. Disky o rychlosti 7200 ot. / min. se nejvíce používají ve stolních počítačích, media centrech nebo menších domácích serverech. Nejrychlejší jsou však disky používané ve velkých serverech nebo pro náročnější uživatele, a to o rychlosti až 15 000 otáček za minutu. S vyššími otáčkami se však samozřejmě zvyšuje jak hlučnost samotného disku, tak jeho teplota, tím pádem rostou i nároky na chlazení, které není radno podceňovat, a to zejména u vysokorychlostních disků. Každá strana plotny, ze které data čteme a zapisujeme, musí disponovat samostatnou čtecí a zapisovací hlavou. Všechny hlavy jsou pak umístěny na jednom společném ramenu poháněném motorkem, díky kterému se čtecí hlavy lineárně pohybují nad jednotlivými plotnami, ze kterých jsou data čtena/zapisována. Čím větší kapacita disku, tedy i větší hustota záznamu na plotně, tím níže musí být hlava od plotny vzdálena. Vzhledem k tomu, že se jedná, jak jsme si již řekli, o médium s pohyblivými komponenty a čtení z ploten probíhá velmi blízko, stává se pevný disk v chodu velmi křehkým a vůči otřesům či nárazům náchylným zařízením. Tato globálně známá skutečnost je u pevných disků velkou nevýhodou a výrobci se tak snaží tento problém 9

Svět Hardware [on-line]. Příbram: Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků, 2009 [cit. 2010-512]. Dostupný z WWW: .

17

odstranit nebo při nejmenším co nejvíce eliminovat. S jedním z možných řešení přišla již firma Samsung, která představila a dnes již v pevných discích běžně používá technologii „ImpacGuard“, která za pomocí ochranných polštářků, umístěných na čtecích hlavách, umožňuje větší ochranu plotny v případě nečekaného otřesu, při kterém by se čtecí hlava dotkla plotny. Před vynalezením technologií, jako je tato, znamenala podobná situace nevratné poškození plotny, tím pádem nepoužitelnost celého disku, v lepším případě jen poškození plotny a určitých sektorů na disku. Obrázek 4: Technologie ImpactGuard spol. Samsung

Zdroj: Svět Hardware [online]. Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků, 2009 [cit. 2010-528]. Dostupná z WWW: .

K otáčkám disku a hlavičkám jsou zároveň vázány dva důležité pojmy, a to rotation delay, což je prodleva, za kterou se pod hlavu dostane daný sektor na plotně, a seek time, který určuje čas, za který se přemístí čtecí/zapisovací hlava na požadované místo. Rotation delay bychom mohli přeložit jako rotační prodlevu nebo zpoždění a pojem seek time bychom nejlépe vystihli překladem doba vyhledávání. U obou těchto pojmů platí, čím menší jsou jejich hodnoty, tím větším výkonem pevný disk disponuje. Průměrná hodnota seek time činní 8ms, stejně jako maximální prodleva otáčení plotny rotation delay, která je ale průměrně pouze 4ms. Na úkor rychlosti prohledávání disku však existuje technologie s názvem AAM (Automatic Acoustic Management), kterou některé pevné disky disponují a která dokáže snížit jejich hlučnost.

18

Magnetický povrch plotny nemůţe na disku zůstat bez organizace; musí mít svůj pevný řád daný rozdělením disku na stopy, sektory a cylindry.10 Stopa – v originále „track“ je soustředná, očíslovaná kružnice, po které hlavička vyhledává požadované místo k čtení/zápisu Sektor – nejmenší adresovatelná jednotka na pevném disku11 Cylindr – slouží k rovnoměrnému využití hlav pevného disku za účelem dosažení co nejvyššího výkonu Obrázek 5: Struktura pevného disku

Zdroj: Wikipedia Commons [online]. Cylindr-Hlava-Sektor, 2008 [cit. 2010-5-28]. Dostupná z WWW: .

10

Svět Hardware [on-line]. Příbram: Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků, 2009 [cit. 2010-512]. Dostupný z WWW: . 11

Svět Hardware [on-line]. Příbram: Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků, 2009 [cit. 2010-512]. Dostupný z WWW: .

19

Souhrnně se tato organizace magnetického povrchu ploten disku nazývá CSH (Cylinder Head Sector). Do češtiny se tento název překládá jako stopa-hlava-sektor nebo válecpovrch-výseč. Jedná se však o starší a dnes již zřídka používaný způsob adresování sektorů, který byl nahrazen adresováním typu LBA (Logical Block Addressing). Adresování typu CSH mělo význam především u starších disků, jejichž kapacita byla výrazně nižší než v současnosti, do velikosti 8 GB, kdy geometrie disku odpovídala tomuto typu adresování. Dnes můžeme říci, že jsou pevné disky konstruovány bez konstantního počtu sektorů na stopu za účelem lepšího využití plochy disku. U adresování typu LBA je již bezvýznamná znalost geometrie disku, jelikož číslování sektorů v tomto případě probíhá lineárně. LBA je v informatice metoda, při které se ve vnější paměti jednotlivé logické bloky s daty číslují lineárně (postupně) od 0 (nuly). Jeden logický blok (někdy téţ sektor) má v pevných discích velikost 512 bajtů, avšak SSD disky jej mají 1024 bajtů a optická média 2048 bajtů (CD-ROM, DVD).12 Další logickou jednotkou, kterou je potřeba zmínit a kterou již využívá operační systém, který z ní data čte či na ni zapisuje, je tzv. cluster. Clustery jsou tvořeny vysokoúrovňovým formátováním a seskupují v sobě různé množství sektorů. Počet těchto sektorů se liší vzhledem k použitému souborovému systému (NTFS, FAT, UFS, ZFS apod.). Každý souborový systém umožňuje použití různé velikosti clusteru, která může být u formátu NTFS 8 B až 64 KiB. Velikost použitého clusteru závisí pouze na individuální volbě každého uživatele, který má v tomto případě možnost výběru z celého rozsahu, který daný souborový systém nabízí. Pokud tedy budeme na disk zapisovat spíše velké soubory, nejlepší volbou pro nás bude použití velkých clusterů, čímž zároveň docílíme rychlejšího vyhledávání na disku a celkově znatelně rychlejší práci s daty. Naopak, ukládali bychom na disk zejména malé soubory, nevyplatí se nám tvořit zbytečně velké clustery, jelikož například při vytvoření clusterů o velikosti 60 KiB a zápisu menších souborů o velikosti 5 KiB přijdeme zbytečně o 55 KiB prostoru. Na výběr ale máme z více souborových systémů. Windows nám dává na výběr z NTFS a FAT (případně ISO 9660 pro zápis na CD/DVD). Linux má výběr již pestřejší, a to ext2, ext3, ext4, ReiserFS, JFS, XFS a další. DOS oplývá podporou pouze FAT a

12

Wikipedie [online]. Logical Block Addressing, 2010 [cit. 2010-05-28]. Dostupný z WWW:

20

zmíněného ISO 9660 u CD a DVD.13 A konečně Solaris, který z těch nejznámějších, podporuje především UFS a ZFS. Nejrozšířenějším a nejpoužívanějším souborovým systémem je v dnešní době NTFS, využívaný zejména u všech druhů pevných disků, na kterých jsou vzhledem k jejich kapacitě uchovávány především větší soubory. Těsně za formátem NTFS stojí formát, nejvíce používaný u flash pamětí (především flash disky a paměťové karty), a to FAT32, vhodný pro zápis většího množství malých souborů. Souborový systém FAT32 ovšem omezuje limitací maximální velikosti souboru, který lze na disk s tímto systémem zapsat; 4 GiB. Celý princip čtení a zápisu na pevné disky závisí na hlavách, díky kterým můžeme data na každou plotnu zapsat. Každá hlava je v podstatě pouze soustava cívek, navinutých na jádrech, které jsou v blízkosti datové plotny přerušeny úzkou štěrbinou. Prochází-li tedy cívkami elektrický proud, vytvoří se magnetický tok, uzavírající se na zmíněné štěrbině, čímž pak ovlivňuje vrstvu, na kterou data zapisujeme. Principem celého zápisu je v podstatě tzv. magnetická rezervace, tedy místa, ve kterých se mění směr magnetizace. Tato magnetická místa se vytvářejí díky různému směru toku proudu v magnetických cívkách na zapisovací hlavě. Princip čtení dat se ale od zápisu podstatně liší. Jak jsme si řekli, na plotnách se po zápisu dat nachází určité magnetické rezervace, na které při pohybu hlaviček nad jednotlivými plotnami cívky reagují a dále ho zpracovávají, jako elektrický impulz přídavnou řídící elektronikou disku. Konkrétní způsob uložení magnetických rezervací určuje typ kódování dat určený výrobcem. Příkladem nám může být nejznámější FM (Frequency Modulation), tedy frekvenční modulace nebo MFM (Modified Frequency Modulation), tedy modifikovaná frekvenční modulace. Poslední důležitou částí pevného disku, kterou bychom jistě neměli opomenout, je parkování hlaviček (Land zone). Jedná se o velmi důležitou komponentu pevného disku, která po vypnutí disku nebo odpojení od elektrického proudu umožňuje pevné uchycení hlavičky na jednom místě, což částečně zabraňuje možnosti poškození ploten při manipulaci s diskem. Dříve měl každý uživatel možnost volby, kde se budou hlavičky parkovat. Dnes je tato volba již pouze na výrobcích, kteří určují, ve které pozici se budou hlavičky parkovat. Většina dnešních disků parkuje hlavičky úplně mimo plotny, což v podstatě ještě více eliminuje možnost jejich poškození následkem nárazu disku z velké výšky či jiného možného poškození. 13

Zdroj: Wikipedie [online]. Souborový systém, 2008 [cit. 2010-5-28]. Dostupná z WWW: .

21

Pevné disky jsou konstruovány na technologii kolmého zápisu, která byla v posledních letech kvůli vzrůstajícím nárokům uživatelů na kapacitu disků zdokonalena. Originální označení této technologie se označuje názvem Perpendicual Recording Technology, ale českému překladu se spíše podobá používané označení PMR (Perpendicular Magnetic Recording). Standard typu Longitudal, používaný hlavně dříve u nízkokapacitních pevných disků, tedy dnes nahradil již zmiňovaný typ Perpendicular. Jak jsme si již popsali, záznam probíhá zmagnetizováním povrchu ploten, kde zmagnetizovaný prostor určuje, zda se jedná o binární hodnotu 0 nebo 1. U standardu Longitudal je povrch ploten magnetizován podélně s jejich povrchem, avšak u novějšího standardu Perpendicular, jak již samotný název napovídá, probíhá zmagnetizování ploten kolmo vůči povrchu. Tento nový standard orientace zmagnetizování ploten tedy umožňuje dosažení několikanásobně vyšších kapacit u pevných disků založených na tomto standardu. Obrázek 6: Schéma srovnání standardů od firmy Cornice

Zdroj: PC Tuning [online]. Pevné disky – principy a technologie, 2006 [cit. 2010-5-29]. Dostupná z WWW: .

22

Rozhraní pevných disků Na trhu jsou v současnosti k dostání tři základní typy rozhraní, pomocí kterých můžeme pevný disk k počítači nebo jinému zařízení připojit. Pokud bychom počítali i rozhraní externích pevných disků, celkově by se jednalo o čtyři různá rozhraní. Zaměřme se ale především na interní pevné disky, u kterých máme na výběr mezi starším rozhraním IDE neboli PATA, které se již ve velké míře přestává používat, dále zaběhnuté a nyní nejvíce používané rozhraní SATA a konečně hodně se rozšiřující rozhraní eSATA. Advanced Technology Attachment (ATA) je standardní počítačová sběrnice pro připojování zařízení k uchovávání dat, jako jsou pevné disky. Pro standard existuje synonymum IDE. ATAPI je rozšíření tohoto protokolu, které umoţňuje přenášet příkazy SCSI přes ATA řadič a ATA kabel, pouţívá se k připojení CD-ROM nebo vysokokapacitních disketových jednotek. Po zavedení standardu Serial ATA byl původní ATA přejmenován na Parallel ATA (PATA). ATA se dále rozvíjelo aţ do podoby ATA/ATAPI8. Poslední verze ATA umoţňuje přenos rychlostí aţ 133 MB/s. Dnes je vytlačováno připojenímSATA (sériovým ATA).14 PATA – Jedná se o první známý formát připojení počítačové sběrnice, označovaný také jako IDE nebo ATA. PATA = Paralel ATA, tedy paralelní rozhranní. Rychlost 1,5 Gbit/s SATA – Nejpoužívanější současné rozhraní pro připojení vysokokapacitních zařízení (pevných disků, optických mechanik). SATA = Serial ATA, tedy sériové rozhranní. Rychlost u nejnovější verze až 3 Gbit/s. eSATA – Možná náhrada USB pro externí připojení interních pevných disků. Rychlejší než sběrnice USB, stejná rychlost a podpora jako u SATA

14

Wikipedie [online]. ATA, .

2010

[cit.

23

2010-05-29].

Dostupný

z

WWW:

2.2. Optická média Jak již samotný název „optická média“ napovídá, jedná se o média, založená na principu zápisu pomocí laserového paprsku nebo elektromagnetických vln blízkých světelnému spektru. Zápis na média tohoto druhu probíhá za pomoci mechanik k tomu určených. Existují však mechaniky, které neumožňují záznam na optické disky zaznamenat, ale pouze data na nich uložená přečíst. V mechanikách určených pouze pro čtení disků není potřeba silnější, laser než 5 mW, zatímco u zapisovacích mechanik je laser podstatně silnější a to až 225 mW v impulzech.15 Všechny mechaniky jsou také zpětně kompatibilní, počínaje diskem CD, neboť se tato skutečnost stala jakýmsi standardem. Více však o samotné kompatibilitě v samotné kapitole řešení problému kompatibility. Samotné

disky

tedy

zpravidla

dělíme

na

zapisovatelné

a

nezapisovatelné.

Nezapisovatelné disky jsou disky, které byly vytvořeny především pro velké společnosti k jednosměrné distribuci velkého množství kusů směrem od distributora k zákazníkovi. Jelikož se nejedná o vypalování dat na disky, ale o jejich lisování na velkých strojích, jejichž pořizovací náklady byly značné, vyplatil se tento způsob výroby pouze při větších počtech kusů, jejichž cena pak ovšem byla velmi malá. Lisované disky byly vytvářeny především za účelem distribuce audio alb a v podstatě tak nahradily dříve používané gramofonové desky a MC kazety, videa, tedy produkty filmového průmyslu nebo dat, tedy produkty softwarového průmyslu (programy, hry apod.). Menší společnosti, které si takto nákladná zařízení pro lisování disků nemohla dovolit, však neměla možnost svá data jiným způsobem na disky zaznamenat. Poptávka rostla nejen od menších firem, ale i soukromníků, kteří kladli požadavky na možnost zálohy svých dat. Na trh se tak dostal nový způsob záznamu na disky za použití zapisovatelných disků, a tedy i mechanik, které záznam na tyto disky umožňovaly. Zapisovatelná média i mechaniky byly vzhledem k jejich ceně velmi dostupné, a na trhu se tak objevil nový a cenově dostupný způsob zálohy dat. Každý typ optického disku nabízí jak média zapisovatelná, tak stále ve velké míře používaná lisovaná média, nazývaná nezapisovatelná. Rozeznáváme tyto typy

15

Zdroj: Wikipedie [online]. Optická mechanika, 2008 [cit. 2010-5-29]. Dostupná z WWW: .

24

optických disků: CD, DVD, HD-DVD a BLU-RAY. Pojďme si tedy každý typ detailněji rozebrat a vzájemně porovnat. 2.2.1. CD ( Compact Disc) Pod zkratkou CD, v originále compact disc, v Čechách slangově označováno jako „cédéčko“, nehledejme nic jiného, než jeden z nejznámějších optických disků, proslavený především na počátku 90. let, kdy jeho nástup znamenal velkou revoluci. Jedná se o první médium svého druhu, které je v dnešní době i přes mnohé zdokonalení v podobě disků DVD a BLU-RAY stále masově používané především k distribuci v hudebním průmyslu jako lisované médium s audio záznamem. Ve světě videa a filmu nemělo lisované médium moc dlouhou tradici a můžeme říci, že opravdový průlom v distribuci filmů započalo až zdokonalení v podobě vynalezení disku DVD. Pro uchování videa se disk CD používal spíše jako zapisovatelné médium pro osobní použití a zálohu filmů ve formátech AVI či MPEG. Dosti byla také rozšířena distribuce všemožného softwaru právě na onom disku CD, na kterém velké SW firmy šířily například programy, drivery k zařízením, hry a podobně. Kompaktní disk je optický disk určený pro ukládání digitálních dat. Data jsou uloţena ve stopách na jedné dlouhé spirále začínající ve středu média, která se postupně rozvíjí aţ k jeho okraji. Kaţdá stopa můţe obsahovat digitální zvukovou nahrávku (tzv. audio CD) nebo (počítačem čitelná) data (CD-ROM). Příčný odstup stop je 1,6 μm. Pro čtení kompaktních disků se pouţívá laserové světlo s vlnovou délkou 785 nm.16 Rozdíl oproti ostatním typům médií představuje v tom, že datová stopa na disku CD představuje dlouhou spirálu, jejíž začátek je ve středu média a pokračuje až na samotný okraj, kde končí. U tohoto typu disku představuje zapisovací, datová, vrstva pouze jednu, spodní, stranu disku. Data na spirále zapsaná jsou konstantní a délka celé spirály se pohybuje kolem 6 kilometrů. CD se vyrábějí ve dvou rozměrech. Především je to 12 cm médium, avšak existují i menší verze o rozměru polovičním, 8 cm. CD bylo postupem doby a rozšiřujícím se způsobem využití rozděleno do kategorií, označených dle anglických knihoven různých barev takto:

16

Wikipedie [online]. Kompaktní disk, 2010

25

[cit.

2010-05-29].

Dostupný z

WWW:

 Červená kniha (red book) – Audio CD  Ţlutá kniha (yellow book) – CD-ROM – pro záznam dat, pouze pro čtení  Zelená kniha (green bok) – CD-I – interaktivní CD  Oranţová kniha (orange book) – CD-R - („zapisovatelné CD“; vyrábějí se prázdná, lze zapsat jednou na kaţdé místo, tzn. je moţné např. nejdříve zapsat jen jednu stopu a dopsat další později, pokud je médium ponecháno „otevřené“) a CD-RW („přepisovatelné CD“; lze zapisovat opakovaně)  Bílá kniha (white book) – Video CD  Modrá kniha (blue book) – Enhanced CD, CD plus a CD-G  Béţová kniha (beige book) – Photo CD  Šarlatová kniha (scarlet book) - SACD17 Pro zápis dat na CD je nejvíce používán ustálený souborový systém ISO 9660, zatímco u přepisovatelných disků CD-RW již novější UDF. Maximální kapacita je u lisovaných disků CD pouhých 650 MB. Disky CD-R Zapisovatelné kompaktní disky jsou samozřejmě produktem následného vývoje od lisovaných disků, ze kterých se v podstatě důsledkem čeho jiného, než znovu stále rostoucí poptávky vyvinuly. Jejich původní označení bylo CD-WO (CD Write-Once), čímž bylo naznačeno, že lze na disk zapsat pouze jednou. Později se toto označení změnilo na dodnes ustálené a používané CD-R (CD-Recordable). Jedná se o disky typu WORM (Write Once Read Many) umožňující jedno zapsání a relativně neomezený počet čtení. Relativní proto, že samozřejmě závisí na životnosti záznamu a samotného disku. Rozměry byly zachovány stejné jako u lisovaných médií, a to 12 a 8 cm, stejně jako struktura dat, způsob kódování, formát záznamu i vzdálenost datové vrstvy, a to kvůli zpětné kompatibilitě vůči CD-ROM a CD-DA. Deklarovaná kapacita ve většině případů dosahuje 700 MB, existují však disky, u kterých za použití technologie Yellow 17

Zdroj: Wikipedie [online]. Kompaktní disk, 2008 [cit. 2010-5-29]. Dostupná z WWW: .

26

Book kapacita dosahuje 790 nebo 870 MB. Kompaktní disky s touto použitou technologií ale nemusí být podporovány běžnými čtecími zařízeními CD-ROM. Prázdný disk CD-R obsahuje na své předdefinované datové vrstvě značky ATIP (Absolute Time in Pregroove), sloužící pro zaměření hlavy laseru a dodržení konstantní rychlosti zápisu dat. Značky ATIP také určují různé informace, jako je kapacita disku, výrobce, parametry laseru, apod. Jelikož tyto značky zůstávají na disku uchovány i po zápisu, můžeme informace v nich uložené využít k detekci originality disku. Snadno tak zjistíme, zda se jedná o disk originální, nebo jeho kopii. Zápis na CD-R disky probíhá tak, že zapisovací hlava laseru sleduje předdefinovanou stopu ve tvaru spirály za současného točení disku, který dle potřeby mění rychlost otáčení k dosažení konstantní rychlosti zápisu. Data uložená ve značkách ATIP koordinují společně s elektronikou mechaniky navádění a načasování hlavy. Laser působí na datovou vrstvu tak, aby bylo možné dosáhnout úměrného zvýšení teploty a trvale tak modifikovat vlastnosti organického barviva, které změní sovu odrazivost. Čtení disků CD-R probíhá stejným způsobem jako u lisovaných disků. Čtecí/zapisovací hlava osazená laserem je při čtení nastavena na nižší výkon tak, aby nebylo dosaženo změny vlastností organické vrstvy, jak je tomu u zápisu dat na disk, ale pouze poměrně k účelu čtení dříve zapsaných dat. Laser následuje dříve zapsanou datovou stopu, ze které rozdílnou intenzitou odrazu vyhodnocuje zapsané informace. Části, které nevykazují změnu intenzity odrazu laseru, znamenají logickou nulu, zatímco části s odlišnou intenzitou odrazu logickou jedničku. Data jsou na disk zapisována v kódu Eight-To-Fourteen, kde každý byte, tedy 8 bitů je rozšířen na 12 bitů. V podstatě tedy laser přímá informace dle odrazu od organické vrstvy, od které se paprsek odráží buď s nízkou, nebo vysokou intenzitou, respektive místa, kde je vyzařovaný laserový paprsek zcela propuštěn až na reflexní vrstvu, a místa, kde je naopak více utlumen.

27

Obrázek 7: Příčný řez optickým médiem CD-R s vyznačením vrstev a způsobem záznamu

Zdroj: Root.cz [online]. Následovníci lisovaných kompaktních disků, 2008 [cit. 2010-5-29]. Dostupná z WWW: .

Disky CD-RW Dalším vývojem zapisovatelného disku CD-R je optické médium označkované zkratkou CD-RW, ReWritable, tedy přepisovatelné. Princip přepisovatelných médií je částečně shodný s disky CD-R, jelikož čtení i zápis probíhá pomocí laseru, avšak způsob zapisování dat i materiál, ze kterého je datová vrstva disku vyrobena, se podstatně liší. Struktura datové vrstvy je vyrobena ze slitiny, která umožňuje za předpokladu použití odlišných teplot laseru libovolně strukturu měnit z krystalické na amorfní. Pokud je tedy struktura datové vrstvy amorfní, jsou na disku data zapsána a lze provést jejich čtení. Jestliže je ale struktura krystalická, data byla z disku vymazána a médium je připraveno pro opětovný zápis. Zápis dat probíhá tím způsobem, že zapisovací laser zahřeje materiál na teplotu tání materiálu, čímž může být uskutečněna změna fáze z krystalické na amorfní, kdy datová vrstva změní odrazivost. Pokud budeme chtít data na disku zapsaná smazat, laserový paprsek působící na datovou vrstvu sníží teplotu vyzařování tak, aby nedošlo k tání materiálu, a dojde k opětovné změně struktury na krystalickou. Tento proces je u kompaktních disků možné opakovat zhruba 1000x do doby, kdy nastane úplná 28

degenerace datové vrstvy. V závislosti na materiálu, ze kterého je datová vrstva vyrobena, je poměr výkonů laseru při psaní a zápisu přibližně 10:1. Formát zápisu na disk CD-RW může probíhat buďto dle Red book (CD-DA) nebo dle ISO 9660 (CDROM), ale pouze současně na celý disk (Disk at Once) nebo celou stopu (Track at Once). Takto zapsaná data je vhodné použít zejména pro záznam většího množství dat s výhodou možnosti užití v běžných přehrávačích podporující čtení formátů CD-DA nebo CD-ROM, tedy v podstatě všechny vyráběné přehrávače. V některých případech je přepisovatelné médium využito jako náhrada diskety či pevného disku a je tak požadován paketový zápis dat. Obrázek 8: Příčný řez optickým médiem CD-RW s vyznačením vrstev a způsobem záznamu

Zdroj: Root.cz [online]. Následovníci lisovaných kompaktních disků, 2008 [cit. 2010-5-29]. Dostupná z WWW: .

2.2.2. DVD (Digital Video Disc) Ustálený překlad zkratky DVD, Digital Video Disk, který byl zároveň prvním neoficiálním překladem, však není přesným označením, které by pro zkratku DVD, vzhledem k jeho víceúčelovému využití, mělo být. Přesný překlad tedy je Digital Versatite Disc. Někteří distributoři (zejména filmového průmyslu) u svých titulů stále 29

neoficiální název, stejně jako velká část populace běžně používají. DVD média vyrobená z plastu, jako tomu je u disků CD (datová vrstva pro zápis je samozřejmě jiná), o průměru 12 cm a tloušťce 1,2 mm, vznikla zejména jako náhražka disků CD, která v mnohých kritériích nevyhovovala uživatelským potřebám. Primárně bylo DVD vyrobeno jako optická alternativa VHS, jelikož první optický disk CD neměl k tomuto účelu dostatečnou kapacitu. Faktor, jímž byl úspěch prosazení disku DVD dosti ovlivněn, spočíval ve zpětné kompatibilitě s disky CD. Tato kompatibilita byla zachována, tím pádem není problém disky CD přehrát v libovolném přehrávači či mechanice určeném ke čtení disků DVD. Optické disky DVD dělíme na čtyři možné konfigurace, které zároveň rozeznáváme i podle jejich kapacity. Jejich přehled spolu s názornými rozdíly vyplývá z následující tabulky. Obrázek 9: Konfigurace optických DVD nosičů

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Optická evoluce: Blu-Ray vs. HD-DVD, 2005 [cit. 2010-529]. Dostupná z WWW: .

30

Existuje ještě konfigurace, označovaná jako DVD-14, u které je možný jednovrstvý zápis data na straně jedné a dvouvrstvý zápis na straně druhé. Disk disponuje kapacitou 13,2 GB (12,3 GiB), avšak v praxi se s touto konfigurací vůbec nesetkáme, protože není používaná. V zásadě lze DVD disky rozdělit na tři různé používané formáty. DVD-R/RW, DVD+R/RW a DVD-RAM. Pokud byste hledali rozdíly mezi prvními dvěma formáty, které se jistě již mnoho lidí marně najít snažilo, dojdete k závěru, že vlastně žádné podstatné nejsou. Pojďme si tyto formáty podrobněji rozebrat a porovnat. DVD-R/RW (DVD-Recordable, DVD-ReWritable) - první zapisovací formát, se kterým přišlo oficiální konsorcium nazvané DVD Forum. Verze DVD-R 1.0 měla kapacitu 3,95 GB, ta ale poté narostla na současných 4,7 GB, je definován i dvouvrstvý zápis (DVD-R DL). Přepisovatelná média DVD-RW na tom byla zpočátku hůře s kompatibilitou (odlišný logický formát) a s odrazivostí (jen asi 15-30%), ale v současnosti je jiţ vše bezproblémové. Přepis funguje na principu fázové změny, počet cyklů je aţ 1000. DVD+R/RW - druhý formát, označovaný jako "plusový", je zaloţen na podobné technologii jako CD-RW a představila ho DVD+RW Alliance. Jako první byl představen právě formát DVD+RW, jeho ţ kapacita je také 4,7 GB a celkově se od -RW příliš neliší (fázová změna, počet cyklů, občas niţší kompatibilita). DVD+R bylo představeno v roce 2002 a jako první se dočkalo reálného pouţití dvouvrstvého vypalování. Výrobcům optických mechanik se naštěstí podařilo "minus" a "plus" formáty technologicky sloučit.

DVD-RAM (DVD-Random Access Memory)- posledním, ne jiţ tak běţně pouţívaným formátem, je DVD-RAM, který byl taktéţ uveden DVD Fórem. První specifikace určovala kapacitu 2,6 GB na jednu stranu média, v současnosti se pouţívají 9,4 GB oboustranné disky. DVD-RAM je přepisovatelný formát, který sice funguje také na principu fázové změny, ale počet přepisovacích cyklů by měl být aţ 100 000, coţ z něj

31

činí ideální zálohovací médium. DVD-RAM se prodává v ochranné cartridge, ze které se před vypalováním vyndá.18 S nástupem formátu DVD+RW přišla i možnost zápisu na dvouvrstvá média, což u DVD-R doposud možné není. Podstata zápisu ve dvou vrstvách na jednom disku není tak složitá. Každý DVD+R DL neboli DVD+R 9 disk obsahuje dvě vrstvy (L0 a L1) organického původu pro záznam dat, oddělené 60 mikronovou průhlednou vrstvou. Obě záznamové vrstvy musí obsahovat odrazivou vrstvu, přičemž v případě L0 musí tato vrstva být poloodrazivá. Data jsou na disk zapisována nejprve do první vrstvy L0, která je blíže laseru a na níž probíhá zápis postupně od středu média až po okraj. Po dokončení zápisu do vrstvy L0 následuje přeostření a zápis do vrstvy L1, u které je směr zápisu oproti L0 opačný, počínaje okrajem disku a jeho středem konče. Rychlost zápisu na dvouvrstvá média je 4x overspeed, navzdory certifikaci pouze na 2,4x. Obrázek 10: Princip záznamu na dvouvrstvý disk DVD+R DL

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Optická evoluce: Blu-Ray vs. HD-DVD, 2005 [cit. 2010-530]. Dostupná z WWW: .

18

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Optická evoluce: Blu-Ray vs. HD-DVD, 2005 [cit. 20105-30]. Dostupná z WWW: .

32

2.2.3. HD-DVD (High Definition DVD) O jednom z optických disků třetí generace, HD-DVD, nemáme příliš informací v porovnání s druhým diskem BLU-RAY, o kterém je k dispozici velké množství informací. Nedostatek informací o tomto disku způsobil zejména jeho úplný zánik, který po dlouhých bojích mezi HD-DVD a BLU-RAY nastal 19. února 2008. Tyto disky byly vyvíjeny společnostmi Toshiba, NEC a Sanyo, které se domnívaly, že jimi vyvíjený formát optického disku bude představovat revoluci a s počáteční velkou podporou filmových studií dosáhne výhradního použití pro záznam a následnou distribuci filmů ve vysokém HD rozlišení. Velkou podporu disku vyjadřovalo i DVD Fórum, které po celou dobu vývoje prosazovalo výhradní použití HD-DVD jako nástupce disků DVD. Prvotní název, pod kterým mělo být HD-DVD prezentováno, představoval zkratku AOD (Advanced Optical Disc) založenou jak jinak než na technologii použití modrého spektra laseru stejně jako u BLU-RAY, kde již samotný název napovídá využití této technologie. Kapacita lisovaných disků typu SL/SS, jednovrstvého zápisu na jedné straně, je maximálně 15 GB, dvouvrstvý zápis pak 30 GB. Zajímavostí, která není příliš obvyklá, je kapacita přepisovatelného disku, která činí 20 GB u jednovrstvého a 32 GB u dvouvrstvého média. Disky měly disponovat možností využití až tří vrstev na jedné straně, čímž mohla být dosažena kapacita až 45 GB na jednu stranu disku. Jestliže vezmeme v úvahu možnost využití oboustranného disku, kapacita vzroste dokonce na 60 GB. Záznamová vrstva se nachází 0,6 mm pod povrchem disku, numerická apertura čočky se zvětšila z 0,60 na 0,65. Hustota záznamu se oproti DVD výrazně zvýšila, protoţe vzdálenost drah klesla ze 740 na 400 nm, nejmenší délka pitu ze 400 na 204 nm a jeho šířka se zmenšila z 350 na 250 nm. To vše je samozřejmě dáno pouţitím laseru o vlnové délce 405 nm. Disky mají v průměru 12 cm, stejně jako CD, DVD nebo Blu-ray Disc.19 HD-DVD podporuje různé druhy komprese a kodeků, zejména pak nejvhodnější pro zápis High Definition videa. Disky samozřejmě podporují klasickou kompresi MPEG-2, využívanou zejména u DVD, v dnešní době také zejména pro kódování video signálu digitálního televizního vysílání DVB-T a DVB-S, disponující rychlostí kolem 10 Mbps

19

Wikipedie [online]. Hd DVD, 2010 [cit. 2010-05-30]. Dostupný z WWW:

33

a rozlišením 720 x 576, který ovšem pro video ve vysokém rozlišení není dostačující. Proto vzniky další dva druhy komprese, více vyhovující požadavkům pro uchování High Definition videa, za jejímž účelem bylo HD-DVD vyvinuto, a to především MPEG-4 a WMV9. MPEG-4 umožňuje větší kompresi než MPEG-2 za současného malého datového toku při kódování videa a zahrnuje například DivX a XviD kodeky. Novinku pak představovalo rozšíření MPEG-4 o kompresi videa v podobě H.264, označované také jak MPEG-4 AVC, které prezentuje v současnosti nejpoužívanější druh komprese a jehož jedinou nevýhodou je snad jen vysoké zatížení CPU při dekódování se zatížením i 3 GHz. Nakonec tedy ještě pár slov k WMV9 (Windows Media Video 9), označované také jak VC-1, což je komprese, vyvinutá společností Microsoft určená především pro systém Windows, která vychází z komprese WMV a přináší mnoho problémů, díky kterým není využívána tolik jako H.264. Komprese MPEG-4 AVC, tedy H.264 a WMV9, umožňují rozlišení1280x720 (720p), ale samozřejmě především1920x1080 (1080p a 1080i) při 60 snímcích za minutu a bitrate kolem 28 Mbps, dokonce v některých případech až do velikosti 54 Mbps.20 Komprese zvuku, použitá na discích HD-DVD, představuje zejména Dolby Digital + (AC3) a nejnovější, stále se rozvíjející kompresi Dolby TrueHD a DTS-HD Master. 2.2.4. BD (Blu-ray Disc) Druhým, rozšířenějším druhem třetí generace optických disků je tzv. BLU-RAY disk, určený pro uchování digitálních dat, zejména pak filmů v HD (High Definition). Jak již bylo zmiňováno u HD-DVD, vedly spolu při zrodu třetí generace optických disků disky BLU-RAY a HD-DVD velký konkurenční boj o výhradní postavení a použití na trhu. BD byl vyvinut spoluprací firem Matsushita a Sony, které rok po jeho představení založily konsorcium nazvané Blu-ray Disc Association, jehož členy je dnes již přes 70 společností z oblasti elektronického průmyslu, jako například Dell, HP, LG, Samdung, Panasonic a další, kteřé společně určují směr, jímž se Blu-ray bude ubírat. Název Bluray, odvozený od použitého modrého laseru pro čtení/zápis, mohl být použit, jelikož Blu-ray Disc Association byla prvním, kdo tuto technologii modrého laseru začal používat. Jedná-li se o pojmenování dle použité technologie, nabízí se spíše logicky odvoditelný název „Blue-ray“, který doslovně přeloženo znamená právě modrý laser a

20

Wikipedie [online]. Hd DVD, 2010 [cit. 2010-05-30]. Dostupný z WWW:

34

který by většina z nás jistě slyšela raději. Důvodem konečného pojmenování „Blu-ray“ namísto „Blue-ray“ je nemožnost užití běžně používaných názvů jako registrovanou značku a poroto tedy zůstal finální, registrovaný název Blu-ray. Velkou výhodou oproti HD-DVD také bylo použití Blu-ray mechaniky, jakožto standardního vybavení v herní konzoly Play Station 3, která při svém uvedení na trh představovala nejlevnější zařízení schopné přehrávat disky Blu-ray, oproti standardním stolním přehrávačům a PC mechanikám, jejichž cena byla výrazně vyšší. Rozhodujícími faktory v pomyslné válce optických médií třetí generace byla zejména podpora filmových studií, filmových distributorů a firem z oblasti výpočetní techniky, kdy většina z nich nakonec přehodnotila možnosti Blu-ray disku a přiklonila se k jejich využívání namísto disků HD-DVD.21 Tím pádem se Blu-ray Disc stal jediným v současnosti používaným médiem třetí generace. Specifikace Blu-ray Disk jsou následující: Kapacita: 23,3, 25 nebo 27 GB (jednovrstvý disk) Vlnová délka: 405 nm (modro-fialový laser) Numerická apertura: 0,85 Hloubka záznamové vrstvy: 0,1mm Přenosová rychlost: 36 Mbps Vzdálenost drah: 320 nm Délka pitu: 138, 149 nebo 160 nm Průměr disku: 120mm Tloušťka disku: 1,2mm Záznamová metoda: fázová změna Modulace signálu: 1-7PP Způsob zápisu: on-groove Metoda adresování: wobble

21

Zdroj: TV Freak [online]. Příbram: Vývoj technologie videodisků, 2008 [cit. 2010-5-30]. Dostupná z WWW: .

35

Formát videa: MPEG-2, MPEG-4 H.264/AVC a VC-122

Zásadní změnou oproti disku DVD je změna umístění záznamové vrstvy, která se nachází 0,1 mm pod povrchem a byla provedena díky menšímu zkreslení laseru. Za použití dvojice optických čoček bylo možné také dosáhnout zmenšení numerického apertura na 0,85, bez něhož by nebylo možné na zmenšenou vrstvu zaostřit. Na BD můžeme zapisovat způsobem nazývaným on-groove, kdy jsou pity vytvářeny nad povrchem drážek označovaných jako „groove“. Hustota média se díky zmenšení vzdálenosti mezi drážkami na 320 nm zvýšila. Běžně se dnes používají a na trhu nejčastěji vyskytují dvě základní verze Blu-ray disků BD SL (jednovrstvé Blu-ray disky) o kapacitě 25 GB a BD DL (dvouvrstvé Blu-ray disky) o kapacitě 50 GB, které disponují délkou jednoho pitu 149 nm, délkou channel bitu 74,5 nm, délkou data bitu 111,75 nm a rychlostí 4,92 m/s. Vzhledem k dvěma dalším provedením by se však mohlo na trhu objevit až šest verzí tohoto média, a to disky o kapacitě 23 GB a 27 GB v SL režimu spolu s jejich DL verzemi v podobě 46 GB a 54 Gb disku. Princip DL záznamu, do dvou vrstev, probíhá naprosto stejně jako u DVD+R DL, tedy postupným zápisem, nejprve do L0, následně do druhé vrstvy L1. Aby takový záznam mohl být uskutečněn, musí být samozřejmě stejně jako u DVD+R DL vrstva L0 polopropustná. V případě Blu-ray disků je ale možné, a již taková vize byla představena, teoreticky zapisovat do ještě více vrstev než pouze dvou a dosáhnout tak média o kapacitě přesahující 200 GB. Rozeznáváme tři základní typy Blu-ray disků, a to BD-ROM, BD-R, BD-RE. BD-ROM (Blu-Ray Read Only Memory), disk určeny pouze pro čtení, BD-R (Blu-ray Recordable), disk určený k jednorázovému zápisu, a BD-RE (Blu-ray REwritable), přepisovatelný disk. Rozdíl mezi nimi je s DVD také shodný. Záznam na BD-ROM probíhá lisováním, na BD-R záznamem na organickou vrstvu a u BD-RW změnou fáze.

22

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Optická evoluce: Blu-Ray vs. HD-DVD, 2005 [cit. 20105-30]. Dostupná z WWW: .

36

Blu-Ray disky jsou vzhledem k uložení záznamové vrstvy velmi blízko k povrchu média dosti náchylné na poškrábání a znečištění disku, na což je třeba si dát dobrý pozor. Specifikace BD-RE ve verzi 1.0 počítalo s využitím cartrige na povrchu média, která

by

této

náchylnosti

zabránila

nebo

ji

alespoň

snížila.

Díky snahám Blu-ray Disk Association byla ale vyvinuta technologie hard-coating, která přidává na povrch tenkou, ale velmi odolnou vrstvu, díky níţ nebude nutné od BDRE v1.1, BD-R v1.0 a BD-ROM v1.0 cartridge pouţívat.23 Z hlediska použití disku Blu-ray pro záznam obrazu, chcete-li videa ve vysokém rozlišení, odpadají dříve používané standardy PAL a NTSC, používané u DVD, a rozeznáváme pouze módy s označením 720p a 1080p/i, jako je tomu u HD-DVD, přičemž mód 1080p/i umožňuje rozlišení 1920x1080 bodů, zatímco 720p oproti 1080p/i pouhých 1280x720 bodů. Zvukový záznam nabízí u disku Blu-Ray až osm kanálů (7.1) společně s kompresními audio formáty Dolby Diginal Plus, Dolby TrueHD a DTS HD Master nové generace, speciálně vyvinuté pro účely použití společně s video signálem ve vysokém rozlišení.

2.3. Elektronická média Elektronická média, která spíše známe pod názvem paměti typu flash nebo jednoduše flash paměti, rozdělujeme především na paměťové karty, flash disky a SSD disky. Flash paměti sice samozřejmě obsahují i paměti typu RAM a ROM, avšak tyto typy pamětí nejsou z hlediska uchovávání dat, kterému se zde věnujeme, podstatné, proto o nich mluvit nebudeme. Flash paměť (nebo jen flash) je nevolatilní (semipermanentní) elektricky programovatelná (zapisovatelná) paměť s libovolným přístupem. Paměť je vnitřně organizována po blocích a na rozdíl od pamětí typu EEPROM, lze programovat kaţdý blok samostatně (obsah ostatních bloků je zachován).24

23

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Optická evoluce: Blu-Ray vs. HD-DVD, 2005 [cit. 2010-530]. Dostupná z WWW: . 24

Zdroj: Wikipedie [online]. Flash paměť, 2010 [cit. 2010-6-04]. Dostupná z WWW: .

37

Princip zápisu a čtení u flash pamětí Data jsou ukládána v poli unipolárních trazistorů s plovoucími hradly, zvaných „buňky“, kaţdá z nich obvykle uchovává 1 bit informace. Jedno hradlo je ovládací (CG - control gate), druhé je plovoucí (FG - floating gate), izolované od okolí vrstvou oxidu. Protoţe je FG izolované, všechnyelektrony na něj přivedené jsou zde „uvězněny“. Tím je uloţena informace. Kdyţ jsou na FG elektrony, modifikují (částečně ruší) elektrické pole přicházející z CG, coţ modifikuje prahové napětí (Ut) buňky. Buňka je čtená umístěním určitého elektrického napětí na CG, elektrický proud tranzistorem pak buď teče, nebo neteče, a to v závislosti na Ut buňky, které je závislé na počtu elektronů na FG. Tato přítomnost nebo nepřítomnost elektrického proudu je přeloţena na 1 a 0, představující uloţená data. Flash buňka je naprogramovaná (nastavená na specifickou hodnotu) spuštěním toku elektronů ze zdroje do odvodu. Přivedení velkého napětí na CG pak poskytne dostatečně silné elektrické pole pro jejich vysátí na FG. Pro vymazání flash buňky je velký napěťový rozdíl přiveden mezi CG a zdroj, coţ odvede elektrony pryč skrz kvantový tunel. Současné flash paměti jsou rozdělené do vymazatelných částí nazývaných buď bloky, nebo sektory. Všechny paměťové buňky v rámci jednoho bloku musí být vymazány současně.25 Obrázek 11: Princip zápisu a čtení na flash paměť

Zdroj: Wikipedia Commons [online]. Aufbau einer FLASH-RAM-Speicherzelle, 2007 [cit. 2010-605]. Dostupná z WWW: .

25

Zdroj: Wikipedie [online]. Flash paměť, 2010 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

38

Dnes je tato technologie využívána především u malých MP3 či video přehrávačů, které díky jejich velikosti naprosto vytlačily staré walkmany a diskmany. 2.3.1. Paměťové karty Jedná se o záznamová média, která se používají zejména u přenosných zařízení, jako jsou mobilní telefony, digitální fotoaparáty, PDA, GPS navigace, u kterých je zapotřebí dodržet co nejmenší rozměr média za současné malé spotřeby. Z menší části se paměťové karty využívají i u notebooků nebo netbooků, u kterých se někteří uživatelé snaží tímto médiem elegantně doplnit malou základní kapacitu vestavěného disku. Takto použité karty se pak v prostředí Microsoft tváří jako plnohodnotné pevné disky, se kterými lze i stejně pracovat. Kapacita je u paměťových karet udávána stejně jako u jiných záznamových médií v megabajtech (MB) nebo gigabajtech (GB). V dnešní době již karta s kapacitou pod 1 GB začíná být minulostí, jelikož požadavky stále se zdokonalujících přenosných zařízení, stejně jako například změna formátů a požadavků na kvalitu u fotek pořízených digitálními fotoaparáty, rostou a paměťové karty s nižšími kapacitami přestávají být použitelné. Rychlost je udávána také v megabajtech, ovšem za časovou jednotku, kterou je zde jedna sekunda, tedy megabajt za sekundu (MB/s). Samozřejmě platí známé pravidlo, čím větší hodnota, tím větší rychlost. Bohužel i seberychlejší karta může být limitována řadičem, který s ní spolupracuje. Většinou se rychlost udává označením 133X, 266X apod. Toto označení je stejné jako u optických médií a jedná se o násobky základních rychlosti, kde 1x = 150 kB/s. Pokud budeme tedy mít paměťovou kartu o rychlosti 266X, lehce si spočteme, že 266 * 150 = 39 900 kB/s, tedy 39,9 MB/s.

39

Tabulka 1: Rychlostní značení paměťových karet

Označení Možná rychlost v MB/s 40X

6,0

66X

9,9

80X

12,0

133X

20,0

233X

35,0

266X

39,9

300X

45,0

333X

50,0

350X

52,5

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Standardy paměťových karet, 2008 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

U paměťových karet rozlišujeme velké množství druhů, které je dáno především výrobci, který daný typ karty vyrábějí a kteří stejného typu dále využívají ve svých zařízeních. CompactFlash (CF) Memory Stick (MS) Multimedia card (MMC) Secure Digital (SD) Smart Media (SM) xD-Picture card (xD) Compact Flash (CF) Jedná se o standardizovaný formát paměťových karet, který vynalezla firma SanDisk a který dále používají především firmy A-Data, Kingston a Pretec. První vynalezená paměťová karta byla právě tohoto formátu. Rozměr CF karet je stanoven na 43 x 36 mm s hmotností zhruba 30 gramů. Tloušťka karty je závislá na daném typu, které rozlišujeme na typ I a typ II. Typ I má tloušťku 3,3 mm, zatímco typ II 5mm. Čtecí zařízení, podporující typ II, umí zpětně pracovat s typem I, ne však opačně. Tento 40

standard má mnoho přívlastků, jako například Speedy, Ultra II a Turbo.26 Rychlosti se pohybují v rámci standardní uváděné škály od 40x do 350X. Kapacita je většinou řádově několik GB, nejvíce však v desítkách GB. V rámci standardu Compact Flash najdeme ještě jednu zvláštnost, v podobě Micro Drive (MD), což je v podstatě hard disk malých rozměrů, uložený v pouzdře Compact Flash II karty. Vyznačoval se však nevýhodami v podobě vyšší spotřeby, náchylnosti na vnější vlivy a pomalým provozem. Proto se tento typ moc neuchytil a dnes o něm jen těžko najdeme zmíňky. Memory Stick (MS) Tento formát vyrobila roku 1998 firma Sony, která je také dodnes největším propagátorem tohoto formátu, který používá ve svých produktech dodnes. Samotná karta má rozměry 50 x 21,5 x 2,8 mm. Postupný rozvoj tohoto formátu způsobil mnoho různých druhů, které u MS rozeznáváme. Karty Memory Stick vynikají vysokou přenosovou rychlostí a jsou určeny pro moderní zařízení s vysokými nároky na kapacitu a rychlost čtení i zápisu, která je dána přidáním podpory paralelního přenosu dat ke stávajícímu sériovému přenosu. Opět se u tohoto standardu můţeme setkat s přivlastky jako Ultra II, Extreme III, High Grade atp.. Standard typu MS dosahuje kapacit typicky aţ 8 GB a rychlosti čtení aţ 10 MB/s, rychlost zápisu je menší (není to však podmínka a hodnoty mohou být v závislosti na přívlastku karty vyšší).27 Memory Stick Pro, která se vyznačuje navýšením kapacity a rychlosti při zachování stejného rozměru, jako tomu bylo u Memory Stick. Memory Stick Duo je zmenšením standardu MS na velikost 31 x 20 x 1,6 mm. Navzdory menšímu rozměru lze pomocí redukce dosáhnout kompatibility se standardem Memory Stick.

26

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Standardy paměťových karet, 2008 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: . 27

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Standardy paměťových karet, 2008 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

41

Memory Stick Pro Duo je stejných rozměrů jako předešlá MS Duo, avšak rychlost a kapacita se zvýšila a je tak přizpůsobena moderním zařízením, jako jsou mobilní telefony, fotoaparáty apod. Stejně jako u Memory Stick Duo lze díky redukci dosáhnout zpětné kompatibility. Memory Stick Pro Duo High Speed je formátem s rozměry 31 x 20 x 1,6 mm (stejně jako u Memory Stick Duo a Pro Duo) a hmotností 2 g určena zejména k použití u zařízení, pořizující video ve vysokém rozlišení. Memory Stick Pro HG Duo, vyráběná pouze v kapacitách 1 až 4 GB, umožňuje rychlost přenosu až 30 MB/s. Memory Stick Micro (M2), označovaná také jako paměťová karty typu Low Voltage, díky dvěma úrovním napájení, a to 3,3 nebo 1,8 V, bývá používána pro mobilní telefony, zejména pak značky Sony Ericsson, kde je Low Voltage vyžadováno. Rozměry byly zmenšeny na 15 x 12,5 x 1,2 mm a zpětná kompatibilita standardně při použití vhodné redukce zajištěna na formát Memory Stick Pro. Multimedia Card (MMC) Tento standard byl roku 1997 vyvinut spoluprací firem San Disk a Siemens AG. MMC karta vyuţívá technologii NAND flash pamětí, která je patentem společnosti Toshiba. Tím se liší od standardu CompactFlash společnosti Intel, jenţ pouţívá technologii NOR flash pamětí. Díky tomuto rozdílu je u standardu MMC dosaţeno menší fyzické velikosti karet. Rozměry jsou 24 x 32 x 1,4 mm a hmotnost je udávána do 2 g, přesněji 1,5 g.28 Jedná se o jeden z nejrozšířenějších standardů paměťových karet, která se využívá v různých druzích přenosných zařízení. Vzhledem ke stejnému rozměru s kartami SD je také kompatibilní s většinou zařízení určených pro SD. Tento standard je používaný velkým spektrem výrobců, jako jsou JVC, Canon, Sharp, Panasonic, Nokia, Siemens, HP-Compaq, Sharp, Thomson, Minolta a další. Rozlišujeme dva druhy možných přívlastků jako Plus a Turbo Plus a také mnoho verzí. MMC Plus se svými rozměry nijak neliší od klasické MMC, pracuje pod napětím 3,3 i 1,8 V a dosahuje vyšších rychlostí, řádově v desítkách MB/s. 28

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Standardy paměťových karet, 2008 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

42

RS-MMC (Reduced Size Multimedia Card) je svými rozměry (24 x 16 x 1,4 mm) konstruována pro použití v mobilních telefonech, za pomoci vhodné redukce možno použít i v zařízeních podporujících MMC. DV RS-MMC (Dual Voltage Reduced Size Multimedia Card) je vylepšená varianta RS-MMC, která umožňuje použití dvojí voltáže (1,8 nebo 3,3 V) za účelem snížení spotřeby elektrického proudu při užití v mobilních telefonech. Neoficiálně se také zažilo označení MMCmobile. MMCmicro je posledním formátem MMC, který byl zatím představen. Došlo ke zmenšení oproti RS-MMC na velikost 12 x 14 x 1,1 mm, kterou standardně za použití vhodné redukce můžeme změnit na MMC. Secure Digital (SD) Tyto karty, vyrobené dle standardu MMC, disponují stejnými rozměry 32 x 24 x 2,1 mm a hmotností 2 g. SD byla vyrobena za spolupráce firem Panasonic, San Disk a Toshiba, oproti MMC byla obohacena o mechanickou pojistku proti zápisu, díky které můžeme zabránit nechtěnému přepisu či změně dat na médiu uložených. Kapacita se u SD karet pohybuje řádově v jednotkách GB, rychlost od 40X do 150X dle přívlastku karty (Ultra II, Extreme III, Elite a Ultimate). Stejně jako u ostatních standardů karet, i zde rozlišujeme jednotlivé varianty. miniSD karty o rozměrech 21,5 x 20 x 1,4 mm měly být určeny zejména pro mobilní telefony, mají nízkou spotřebu a díky redukci, která je většinou součástí balení, umožňují zpětnou kompatibilitu s SD kartami. microSD je zatím nejmenší verze SD karty, která má rozměry pouhých 15 x 11 x 1 mm a její hmotnost se pohybuje kolem 0,5 g. Následkem malých rozměrů a váhy však byly omezeny některé ochranné prvky. Původním záměrem při nasazení standardu SD bylo vytlačení formátu MMC z trhu, což se bohužel nepodařilo. Následným krokem tak bylo nasazení rozšířeného formátu SDHC (Secure Digital High Capacity), který oproti SD umožňuje zvýšení kapacity karet z limitujících 2 GB u SD karet následkem použití formátování typu FAT16 až na desítky GB díky využití formátování za pomoci FAT32. SDHC karty však potřebují speciální čtecí mechaniky, rozdílné od těch pro čtení SD karet, tudíž není možné tyto 43

karty přečíst ve starších SD čtečkách, avšak zpětná kompatibilita z SDHC čteček na SD zůstala zachována. Zmenšené verze miniSD a microSD, které jsme si popisovali výše, jsou nyní k dostání i ve formátu SDHC. Smart Media Karty typu SM se vyznačovaly kapacitou v řádu desítek MB, horní hranice byla 128 MB. Nástupcem standardu SmartMedia jsou karty standardu xD-Picture Card. Hlavním rozdílem (krom vyšší kapacity) je, ţe karty SM obsahují vestavěný řadič, zatímco karty xD nikoli.29 xD-Picture Card (xD) Standard uvedený na trh roku 2002, vyvinutý spoluprací firem Olympus a Fujifilm, má rozměry 25 x 20 x 1,7 mm a hmotnost do 3 g. Postupně byly xD karty zdokonalovány označením typu S, M a H. Vyznačují se vysokou rychlostí záznamu u typů M a H a jejich použití je především ve fotoaparátech značek Olympus s Fujifilm. Nevýhodou byla velmi nízká rychlost u typu S a špatná kompatibilita jednotlivých typů, zejména u starších zařízení. 2.3.2. Flash disky Flash disky (slangově flešky), označované především s prefixem USB, pocházejícím od použité sběrnice, sloužící k propojení s PC nebo jiným zařízením, disponujícím tímto rozhraním, slouží jako novodobá náhrada disket, které byly před několika lety využívány stejně jako dnes flashky. Jako ostatní flash média pracují na základě použití paměti typu flash, na kterou se data zaznamenávají. Flash disky pracují se sběrnicí USB 1.0, novější 2.0, avšak nedosahují plné rychlosti rozhraní USB 2.0, které je 480 Mbit/s. Limitem se v tomto případě stává technologie pamětí (NAND), na které jsou založeny. Jejich rychlost závisí na použitém čipu a je omezena na maximálních 60 MB/s. Běžná rychlost ale ve většině případů nepřesáhne ani 30 MB/s. U starších Full speed flash disků byla maximální rychlost omezena na pouhý 1 MB/s. Kapacita běžně používaných flash disků bývá okolo 8 GB, avšak v prodeji nalezneme i média o kapacitě 256 GB.

29

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Standardy paměťových karet, 2008 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

44

Výhodou je především kompaktní rozměr, odolnost proti poškození (díky použité flash paměti), malá spotřeba elektrické energie, nejsou potřeba ovladače pro komunikaci s PC a velká kapacita. Nevýhodou je omezený počet přepisů, který se pohybuje kolem stovek tisíc přepisů, u velkých kapacit cena, oproti stejně velkým přenosným pevným diskům roste, a také není zajištěna kompatibilita se staršími operačními systémy typu Windows 98 a nižší. Samotný flash disk tvoří pouzdro, chránící vnitřek disku před působením vnějších vlivů, a integrovaný obvod, osazený USB konektorem, čipem pro komunikaci s PC, flash pamětí, na kterou jsou data ukládána, a krystalovým oscilátorem, podporujícím 12 MHz hodinový signál. Dále se na integrovaném obvodě vně flash disku mohou vyskytovat přídavné části, jako je jumper, LED dioda a zámek. Zvenku může být obohacen o doplňky na přenos, jako jsou obaly, klíčenky apod. a krytkou vystupujícího USB konektoru, která zabraňuje fyzickému poškození a konektor chrání před statickou elektřinou.

45

Obrázek 12: Popis vnitřku USB Flash Disku

Zdroj: Wikipedia Commons [online]. The internal components of a typical keydrive, 2005 [cit. 20106-05]. Dostupná z WWW: .

Na výběr máme dnes již velké množství USB flash disků jak s nejrůznějšími barevnými odstíny a grafickými úpravami, tak především široké spektrum různých variací provedení samotného obalu těchto disků, které je v některých případech i velmi kuriózní. Příkladem můžeme uvést kuriozity jako flash disk v podobě zlaté cihly, zvířete nebo třeba tužkové baterie. 2.3.3. SSD disky Solid State Drive, tedy SSD, disky byly vytvořeny jako alternativa k dosud masově používaným pevným diskům. Po přeložení anglického názvu „Solid State“ zjistíme, že se vlastně jedná o polovodičové disky založené na nezávislých flash pamětech, osazené na destičce tištěného spoje. Aby bylo možné dodržet kompatibilitu s jejich předchůdci, 46

tedy pevnými disky, vyrábí se ve stejných rozměrech (1,8“, 2,5“ a 3,5“), rozhraní, kterými se SSD v PC připojují, byla také zachována a zejména se používají typy SATA nebo starší PATA. Dokonce se vyrábějí i ve verzi Express Card k použití jako přídavné a rychle vyjímatelné médium u notebooků. SSD byly vyvinuty jako budoucí náhražka klasických pevných disků, kterým se také velmi podobají, a jediný rozdíl mezi nimi tedy je v použité technologii, která je u SSD samozřejmě dokonalejší a řeší mnohé problémy, které u klasických pevných disků nastávaly. Použité technologie také umožňuje plynulý a úměrný nárůst ceny se zvyšující se kapacitou, jak tomu však není u pevných disků, kde je především velmi nákladná výroba disku a se vzrůstající kapacitou se cena neúměrně zvyšuje. Výhod SSD oproti HDD je však více. Základním rozdílem mezi těmito disky je absence pohyblivých částí u SSD, a tudíž celkově vetší odolnost proti otřesům a poškození. Jelikož se veškerá data ukládají na flash paměti, odpadá také hlučnost, které se bohužel žádný HDD nevyhnul a která se s přibývajícími lety stále zvyšovala. Třetí výhodou pak je menší náročnost na spotřebu elektrického proudu, díky čemuž můžeme ušetřit nemalé peníze za jejich provoz. Avšak ani přes tato velmi podstatná a pro většinu uživatelů jistě zásadní vylepšení zatím HDD nebyly SSD nahrazeny, a to na úkor jejich vysoké ceně, která zatím neumožňuje konstrukci tak vysokých kapacit, jako je tomu u HDD. Ovšem ani jejich životnost není příliš velká, jelikož je počet cyklů omezen na 100 tisíc. Ukládání na pole flash pamětí, umístěných vně SSD, probíhá zápisem do paměťových buněk dvěma způsoby. Bity se mohou do jednotlivých buněk ukládat buďto způsobem SLC (single level cell), tedy jeden bit do jedné buňky, nebo způsobem MLC (multi level cell), kde jak už logicky vyplývá, probíhá zápis více bitů do jedné buňky. Rychlost zápisu u SLC je 21,4 MB/s a čtení 31,6 MB/s, zatímco u MLC je rychlost zápisu 14,4 MB/s a čtení 43,1 MB/s. Hodnoty udávaných rychlostí se však mohou dle výrobce a modelu lišit.

47

Obrázek 13: Porovnání zápisu SLC a MLC

Zdroj: svět Hardware [online]. Příbram: Vše, co jste chtěli vědět o SSD, 2009 [cit. 2010-6-05]. Dostupná z WWW: .

Dnes jsou SSD disky zejména součástí mini notebooků, tablet PC a většiny zařízení, u kterých je důraz kladen na dlouhou výdrž v pohotovostním režimu a malé rozměry přístroje.

48

3. Řešení problematiky kapacity, životnosti a kompatibility záznamových médií Nejpodstatnějšími problémy u záznamových médií, se kterými se výrobci, ale i běžní uživatelé již od počátku jejich výroby potýkají a které se ať už méně úspěšně či úspěšněji snaží řešit, jsou problémy s kapacitou, životností a kompatibilitou. Tyto základní problémy jsou s výrobou médií svázány již od samotného počátku jejich výroby a distribuce a je velmi složité je komplexně vyřešit a eliminovat. Vzhledem k neustálému shonu dnešní společnosti a masivní poptávce po tomto typu zboží přichází i stále vyšší požadavky a nároky zákazníků na kapacitu a životnost médií, ale i na její kompatibilitu s nejnovějšími druhy technologií, které se také rozvíjí závratnou rychlostí. Tento úkol však není pro tvůrce nijak snadný, mnohdy nejsou schopni vysoké nároky uživatelů plně uspokojit a dostatečně realizovat. Pokusme se tedy tyto základní problémy u záznamových médií zanalyzovat a hlouběji je pochopit. Na začátku bychom si měli především objasnit pár pojmů, které jsou s kapacitou médií svázány.

Rozměry disků - rozměr uváděný dle USA standardu v palcích, označující průměr ploten disku (1¨, 2,5¨, 3,5¨ atd.) Tabulka 2: Přehled velikostí disků a jejich použití

označení délka a šířka

výška disku

použití

1,8"

85,6 x 54 mm 5 mm

2,5"

100 x 70 mm 8,5/9,5/12,7/15/17/ mobilní počítače (notebooky) 19 mm

3" 3,5" 5,25"

? 146 mm

PDA, palmtopy, digitální fotoaparáty atd.

10,5 mm x

Western Digital pro notebooky (Portfolio)

101 25,4 nebo 41,5 mm stolní aplikace 41,5 nebo 83 mm

staré pevné disky

Zdroj: SOFTEX NCP, s.r.o. [online]. Most:Lexikon - Pevné disky, 2004 [cit. 2010-5-13]. Dostupný z WWW: .

49

Kapacita disků – „vyuţívá se SI soustava, tedy 1 MB = 1.000.000B; oproti tomu 1 MiB = 2^20 = 1.048.5768B“ [1] Tabulka 3: Přepočet jednotek

1b

bit = 0 nebo 1

1B

Bytes = 8 b

1 KB

Kilo = 1024 B

1 MB Mega = 1024 KB 1 GB

Giga = 1024 MB

1 TB

Tera = 1024 GB

1 PB

Peta = 1024 TB

1 EB

Exa = 1024 PB

1 ZB

Zetta = 1024 EB

Zdroj: pc-help.cz [online]. Havlíčkův Brod: Forum – největší HDD, 2007 [cit. 2010-5-13]. Dostupný z WWW: < http://www.pc-help.cz/viewtopic.php?f=44&t=20691 >.

Rychlost disků - jedná se o rychlost otáčení ploten disku označovanou v otáčkách za minutu a určuje celkový výkon disku (5 400, 7 200, 10 000, 15 000 atd.) Tabulka 4: Rozhraní pevných disků

otáčky

doba jedné otáčky

typické použití

3600 ot/min 16,66 ms

Compact Flash disky

3800 ot/min 15,79 ms

starší pevné disky 2,5"

4000 ot/min 15,00 ms

starší pevné disky 2,5"

4200 ot/min 14,26 ms

pevné disky 2,5"

4500 ot/min 13,33 ms

starší pevné disky 3,5"

4900 ot/min 12,25 ms

pevné disky 2,5"

5400 ot/min 11,11 ms

levné pevné disky 3,5"

7200 ot/min 8,33 ms

rychlé pevné disky 3,5"

10000 ot/min 6,00 ms

velmi rychlé pevné disky 3,5"

15000 ot/min 4,00 ms

nejrychlejší pevné disky 3,5"

Zdroj: SOFTEX NCP, s.r.o. [online]. Most:Lexikon - Pevné disky, 2004 [cit. 2010-5-13]. Dostupný z WWW: < http://kurz.softex.cz/lexikon/hdd.html >.

50

Rozhraní disků – „dnes se můţete setkat s dvěma druhy rozhraní – SATA (serial) a starší PATA (paralelní)“ [2] Tabulka 5: Rozhraní pevných disků

UltraDMA 33 ATAPI-4 (UltraATA-33) 33MB/s UltraDMA 66 ATAPI-5 (UltraATA-66) 66MB/s UltraDMA 100 ATAPI-6 (UltraATA-100) 100MB/s UltraDMA 133 ATAPI-7 (UltraATA-133) 133MB/s SATA 1 SATA (SATA/150) 150MB/s SATA 2 SATA II (SATA/300) 300MB/s

Zdroj: itlevne.cz [online]. Ostrava: Rádce HDD, SSD pevné disky, 2009 [cit. 2010-5-13]. Dostupná z WWW: < http://www.itlevne.cz/zbozi/hdd-ssd-pevne-disky/seznam.aspx?p=k:101412 >.

3.1. Problematika kapacity Problém kapacity záznamových médií je hned po problému jejich životnosti tím nejdůležitějším. Již krátce po samotném vynalezení záznamových médií (tehdy prvních děrných štítků) se začínaly místnosti plnit velkým množstvím těchto médií, které vzhledem k jejich malé kapacitě bylo nutné stále rozšiřovat a množství potřebných štítků se začalo násobit, což také vedlo k nutnosti vymýšlet dokonalejší média, ktera by zároveň disponovala i větší kapacitou, množstvím uchovávaných dat by se zvýšilo a množství médií by se tím snížilo. Bylo a stále je nutné neustále zdokonalovat a rozšiřovat záznamová média za účelem uspokojení nejen uživatelských, ale především softwarových nároků na kapacitu, kterou s sebou nese i zdokonalování technologií a hardwaru. Rychlý vývoj aplikací od základního kancelářského přes profesionální grafický až po herní SW svými nároky na instalační kapacitu závratně roste a nutí uživatele k neustálému upgradu diskových kapacit. Budeme-li vycházet z toho, že aktuální trend zvyšování nároků na kapacitu bude stále vzrůstat, může tento neřízený jev dosáhnout neúnosné hranice, kdy již nebude možné dále rozvíjet stávající známé technologie pro uchovávání dat. Záznamová média, jak je dnes známe, úplně zaniknou a budou plně nahrazena dosud neznámými, naprosto novými technologiemi, jejichž vývojem se v současné době zabývá nemálo počítačových firem. 51

Pokusme se tedy sjednotit informace, které doposud známe. Nebudeme-li se omezovat pouze na záznamová média vztahující se především k samotným počítačům a výpočetní technice, zjistíme, že problém kapacity je řešen ve všech odvětvích lidské činnosti, ať už se jedná o pořizování fotografií, poslech hudebních a video souborů na přenosných přehrávačích nebo vysokokapacitní multifunkční zařízení, na kterých je dnes možné přehrát skoro cokoli. Je tedy nutné nejenom rozšiřovat kapacitu úložných médií, ale i jejich rychlost, snížit hlučnost, ale především zredukovat jejich velikost tak, aby vyhovovala dosavadním a nastupujícím standardům a požadavkům uživatelů, kteří kladou důraz nejen na kvalitu, ale i rozměry samotných koncových zařízení, jako jsou přenosné multimediální přehrávače, telefony či fotoaparáty. Vraťme se ale k samotnému problému kapacity. V současné době jsou na světovém trhu k dostání již HDD disky o kapacitě až 37,5 terabytes (neboli 300 terabites), které ovšem běžný uživatel nemá šanci zakoupit, a pokud by je přece jen sehnat dokázal, cena bude závratná, a jak už to u nových výstřelků bývá, velice neúměrná. Na českém trhu jsou již běžně k dostání desktop a externí HDD s rozhraním SATA II o kapacitě 2 TB s rychlostí 7200 otáček/min. a až 1 TB HDD s rychlostí 10000 ot./min. za cenu této kapacitě odpovídající. Můžeme si tedy vybrat nejen z pestré škály kapacity počínaje 80 GB, rychlostí 5400, 7200 či 10000, ale i samotnou paticí od IDE přes SATA a SATA II až po SATA 6Gb/s, která je v současné době nejmodernější a nejrychlejší, která je běžně v České republice v prodeji. I když se spektrum nabízených kapacit jeví celkem rozsáhle a mohlo by se tedy zdát, že nabízená kapacita bude dostatečná pro většinu uživatelů, není tomu tak. Vezměme si tedy zmiňovaný 2 TB HDD, který se dá pořídit v každém obchodu s počítači či elektronikou a je to zároveň kapacitně největší nabízený hard disk na českém trhu. Ani tato zprvu se jevící vysoká kapacita, kterou evokuje již samotný přívlastek TB, tedy 1024 GB (v tomto případě dokonce 2048 GB) mnohdy nestačí a uživatelům nezbývá nic jiného, než rozšiřovat svá disková pole větším počtem disků, čímž se dostáváme zpět k problému, který byl již u zrodu záznamových médií a provází je do dnes. Tuto skutečnost však výrobci rozhodně nepodceňují, a jak se již můžeme z minulosti přesvědčit, nenechávají nic náhodě a snaží se zejména u médií pro přenosná zařízení menších rozměrů zredukovat jejich velikost při současném zachování kapacity. K těmto účelům byly vyrobeny především SSD (Solid State Disk) s kapacitou atakující 1 TB a 52

velikostí pouhých 1,8¨, 2,5¨ a 3,5¨ pro použití zejména u notebooků a netbooků, u kterých by standardní desktop disk znamenal značnou limitaci v rozměrech, a nebylo by tak možné nikdy docílit malých a tenkých přenosných počítačů, které výrobci s hrdostí propagují. Jedinou podstatnou a všude zmiňovanou nevýhodou SSD je omezený počet přepsání jednotlivých buněk, který v řádech milionů zapsání sice na první pohled evokuje jakousi nedosažitelnou hodnotu, zdání však klame a bohužel oněch několik milionů zapsání vyčerpáme rychleji, než si dokážeme představit. Naštěstí technologie konstrukce těchto médií již značně pokročila a většina současných SSD si již umí sama hlídat počet zápisů a dokonce umožňuje automatické odstavení segmentu či využití jiného na místo zápisy vyčerpaného. Hlavní výhodou Solid State disků je jejich konstrukce malých rozměrů, která je založena na flash pamětech, a tudíž absence pohyblivých částí, stejně jako je tomu u paměťových karet, které uživatelé rádi využívají jako relativně levné a cenově dostupné rozšíření diskové kapacity především u netbooků, kde kromě samotné výměny interního disku počítače, která je ovšem značně nákladná, není vzhledem k absenci CD/DVD mechanik u takto malých zařízení jiná možnost rozšíření záznamové kapacity. U paměťových karet máme sice na výběr ne mnoho velikostí (pokud nebudeme zmiňovat již nepoužívané kapacity pod 1 GB) a to 2, 4, 8, 16, 32 a 64 GB. Jelikož je limit paměťových karet opravdu jen oněch zmiňovaných 64 GB, nemůžeme z hlediska kapacity mluvit o rovnocenném soupeři pro SSD disky a již vůbec ne pro HDD. Výhodou u SSD a pamětových karet oproti klasickým HDD nám ale bude zmiňovaná konstrukce, u které odpadá nutnost opatrného zacházení a obavy o velmi pravděpodobnou ztrátu dat při neopatrné manipulaci. Nevýhodou zejména paměťových karet však může být hlavně u SD a MicroSD karet jejich oblíbená miniaturizace, kdy MicroSD karty o velikosti 1 cm, nejvíce používané v mobilních telefonech, uživatel snadno ztratí. Samotná velikost zařízení však nedává výrobcům na výběr a neustálé miniaturizaci paměťových médií se nedá vyhnout. Dalším z problémů vztahujícím se k problematice kapacity záznamových médií je pro většinu uživatelů, kteří se ve světě výpočetní techniky velmi neorientují, skutečná kapacita zakoupených disků. Ať už se jedná o pevné disky, SSD, paměťové karty či pro většinu lidí nejpoužívanější a nejznámější média typu CD/DVD/Blu-Ray, u všech narazíme na stejné dilema s reálnou kapacitou média. Na první pohled se hodnota udávaná výrobci zdá vysoká, ale každý po určité době zjistí, že ona hodnota přeci neodpovídá velikosti dat, které na disk mohu uložit. Marně se ale budeme dovolávat 53

spravedlnosti, když vše je pouhý a léta známý problém s přepočtem jednotek, který nám u vysokokapacitních médií, jako jsou například 2 TB hard disky, ubírá z uváděné kapacity 2 TB skoro 30 GB. Jednotliví výrobci většinou nepoužívají přepočtových standardů, na které jsme v počítačovém světě zvyklí. Jakýmsi reklamním trikem, který bohužel s oblibou používá většina výrobců těchto zařízení, je přepočet nebo chcete-li zaokrouhlení směrem dolů při přepočtu mezi jednotkami. Rozlišujeme tedy dva druhy jednotek. IEC (binární soustava) a SI (desítková soustava). Tabulka 6: Porovnání rozdílů jednotek v soustavě IEC a SI

Desítková soustava (SI)

Binární soustava (IEC)

Rozdíl

1 kbit = 103 bit = 1 000 bit

1 Kibit = 210 bit = 1 024 bit

24 bit

1 kB = 103 B = 1 000 B

1 KiB = 210 B = 1 024 B

24 B

1 MB = 106 B = 1 000 000 B

1 MiB = 220 B = 1 048 576 B

48 576 B

1 GB = 109 B = 1 000 000 000 B

1 GiB = 230 B = 1 073 741 824 B

73 741 824 B

Zdroj: Wikipedie [online]. Byte, 2010 [cit. 2010-5-13], vlastní úpravy. Dostupná z WWW: < http://cs.wikipedia.org/wiki/Byte >.

Neplatí tedy fakt, že 1 MB = 1024 KB, ale pouze 1000 KB. Pro příklad: HDD Seagate Barracuda o kapacitě 40 GB se hlásí v operačním systému jako 37,2 GB, ovšem jeho skutečná kapacita je 40 007 729 152 bajtů (40 x 230 B - IEC). Uváděná kapacita je prezentována jako 40 x 109 B (SI).30 Reálná kapacita média se tím pádem snižuje v některých případech dokonce až o 7%. Následuje také problém formátování, který má vliv, byť jen malý, na výslednou kapacitu, která se u naformátovaného disku oproti disku nenaformátovanému liší. Disk, který není ještě naformátovaný, má samozřejmě menší kapacitu než disk formátovaný, a to o formátovací značky.

30

SOFTCOM.cz [online]. Praha: Návod na instalaci storage devices, 2007 [cit. 2010-5-13]. Dostupný z WWW: .

54

Obrázek 14: Porovnání udávané a reálné kapacity HDD

Zdroj: Photobucket [online]. Omara86 album [cit. 2010-5-13]. Dostupná z WWW: < http://i13 0.photobucket.com/albums/p242/omara86/HDDSize.jpg >.

3.2. Problematika životnosti Samotný problém životnosti záznamových médií je tím největším a nejpodstatnějším problémem, se kterým se v oblasti záznamových médií můžeme setkat a nepochybně se s ním každý z nás již nejednou setkal. Data jsou na médiích uložena v podstatě stále v numerické podobě a nejinak tomu bylo i dříve. V minulosti, kdy technologie nebyly ještě tak dokonalé a média byla teprve u zrodu, existovaly pouze nosiče na principu magnetických pásek a disků. Pokud opomeneme úplně první média (děrné štítky), u kterých vzhledem k použité technologii uchování dat a materiálu, ze kterého byla vyrobena, představovalo jediné riziko jejich poničení, tím pádem i ztráty dat, mechanické poničení štítku vzniklé nadměrným používáním média nebo časový rozklad materiálu při jejich archivaci, nabízí se pouze média, jako magnetické pásky, diskety, ZIP či kazety VHS. Tato média, u kterých se data zapisovala na magnetické pásky, měla zásadní vadu v citlivosti na elektromagnetické vlny, které dokázaly data na disku zapsaná poškodit nebo v horším případě i zcela odstranit. Z toho důvodu byly pásky vyráběny ze speciálního trvanlivého papíru, který měl umožnit dlouhou životnost, minimálně 100 let. S odstupem času můžeme dnes objektivně konstatovat, že oněch zmiňovaných 100 let, po které měla data na magnetických páskách vydržet, bylo poněkud optimistické. Skutečná výdrž většiny magnetických pásek byla, a jelikož se 55

tato technologie již nerozvíjí, stále je, okolo 20 let. Proto se v současné době dlouhodobé uchování dat na těchto páskách nejeví nejen z hlediska krátké životnosti uchovaných dat, ale také kvůli zastaralé a již skoro nepoužívané technologii příliš vhodné. S nástupem nových technologií a zavedením nových formátů a standardů ve světě záznamových médií přišly i nové problémy s jejich životností. Nástupcem médií založených na ukládání na magnetické pásky se tak staly CD, později DVD a nyní HDDVD a Blu-ray disky, které se od sebe z hlediska životnosti příliš neliší. Každý z formátů je sice založen na jiné technologii zápisu, což ovšem nijak neovlivňuje dobu, po kterou jsou zaznamenaná data schopna na disku setrvat. Jestliže tedy vyloučíme aspekt samotného zápisu na disk, jako možný vliv ovlivňující životnost dat na médiu uložených, a média podrobíme důkladnější analýze, zjistíme, že možných aspektů je zde hned několik. Výrobci sice uvádějí, že životnost CD a DVD médií je okolo 100 let31, není to však tak jednoznačné, jak by se na první pohled mohlo zdát. Vlivů ovlivňujících dobu, po kterou je médium schopno data zachovat v neponičené podobě, je mnoho. Počínaje způsobem uskladnění32, manipulací, způsobem zacházení až po četnost použití, která má na životnost média nemalý vliv. S každým použitím nosiče se jeho výsledná životnost snižuje, což při častém používání může vést k rapidnímu snížení životnosti až o několik procent. Životnost každého média je však odlišná a nedá se přesně určit, jaká bude u konkrétního média. Dalším důležitým faktorem je formát, ve kterém jsou data na nosiči uložena. Tento problém se však netýká disků DVD, na kterých jsou data zapisována vždy ve stejném formátu, ať už se jedná o video stopu DVD video, DVD audio nebo nejrůznější datové formáty DVD data s jednotnou technologií pro opravu chyb.33 U CD nosičů je tomu ale jinak. CD nosiče mají pro každý formát specifickou úroveň chybové korekce a množství formátů, které lze na CD zapsat, je také větší. Například při čtení dat z média, které je zapsáno jako datové, probíhají procedury pro detekci a opravy chyb, zatímco u hudebního CD nikoliv.

31

Při testech prováděných ve speciálních laboratorních podmínkách

32

Výrobci přesně uvádějí, jakým způsobem a v jakém prostředí by mělo být médiu uskladněno

33

CD-R server s.r.o. [online]. Sobotka: Verbatime odpovídá na otázky ţivotnosti CD a DVD nosičů, 2007 [cit. 2010-05-14]. Dostupný z WWW: < http://www.diit.cz/clanek/verbatim-odpovida-naotazky-o-zivotnosti-cd-a-dvd-nosicu/22849/0 >.

56

Samotná data však nesehrávají ţádnou roli.34 Jak už tomu bývá u jakéhokoliv výrobku, záleží také hodně na kvalitě nejen nosiče, ale i mechaniky, pomocí které data na nosič zapíšeme (vypálíme). Pokud nebude zapisovací mechanika kvalitně zkonstruovaná, nepomůže nám ani sebekvalitnější médium od prestižního výrobce, za které zaplatíme třeba i dvojnásobek ceny obyčejného média. Ne jinak tomu bude i v případě opačném, kdy se budeme snažit zapsat kvalitní mechanikou na levné, nekvalitní médium. Tabulka 7: Porovnání životností jednotlivých médií

Magnetické nosiče Disketa

20 let

Audio a videokazety

10 až 30 let

Magnetická páska

50 let

Bankovní karta

10 let

Pevný disk

10 až 20 let

CD-ROM, DVD Minidisk

50 let

CD-ROM

20 až 100 let

CD-RW

10 let

CD a DVD (novější materiál) Až 100 let

Zdroj: Internetový časopis Oko [online]. Ţivotnost CD DVD a dalších záznamových médií, 2009 [cit. 2010-5-14]. Dostupná z WWW: .

Nabízí se tedy alternativní volba záznamového média. Pokusme se najít médium, které by svými rozměry bylo podobné nosičům CD, DVD a Blu-Ray. Jistě se nabízí tzv. USB flash disk, paměťová karta či SSD. Malý rozměr, mechanická odolnost, absence pohyblivých části. Všemi těmito parametry se jistě CD, DVD a Blu-Ray nosičům přibližují, a můžeme tedy říci, že k nim mají patrně nejblíže. Bohužel však již zprvu narazíme na zásadní problém životnosti pro uchování konstantních dat bez jejich modifikace, průběžné obnovy či přepisu. Ta je u USB flash disků a paměťových karet stanovena na hodnotě 10 let. Limitující hodnotou u záznamových médií založených na flash pamětech je ale především počet zápisů (přepisů), které je možné na flash paměť 34

CD-R server s.r.o. [online]. Sobotka: Verbatime odpovídá na otázky ţivotnosti CD a DVD nosičů, 2007 [cit. 2010-05-14]. Dostupný z WWW: < http://www.diit.cz/clanek/verbatim-odpovida-naotazky-o-zivotnosti-cd-a-dvd-nosicu/22849/0 >.

57

uskutečnit. Omezeni tedy jsme řádově na stovkách tisíc přepisů. Pokud bychom tedy uvažovali, že data budeme pravidelně každých 10 let na médiu přepisovat a k dispozici máme stovky tisíc možných přepisů, dosáhli bychom teoreticky mnohonásobné životnosti oproti optickým diskům. Jedná se však jen o teorii, kterou nikdo v praxi realizovat nebude. Média s flash pamětí tedy z hlediska dlouhodobého uchování konstantních dat nejsou vhodná. Poslední možnou variantou média pro dlouhodobé uchování dat zůstává médium s pohyblivými částmi, a to pevný disk, který je aktuálně i médiem nejpoužívanějším. Po srovnání s ostatními médii, která se v současné době na trhu nabízejí a která bychom tedy mohli pro dlouhodobé uchování dat použít, vychází pevný disk jako nejvhodnější varianta. S přihlédnutím na nevýhody spojené s disky obsahujícími pohyblivé části, které jsou především nadměrná citlivost na mechanické poškození, kterými nás však při dlouhodobém uchování dat, kdy většinou s médiem nijak nadměrně nemanipulujeme, nemusí příliš trápit, můžeme říci, že se jedná o médium pro dlouhodobé uchování dat nejvhodnější. U pevných disků vyjadřujeme životnost jednotkou MTBF (Mean Time Between Failure), která stanový hlavní čas mezi poruchami. Dříve byly pevné disky konstruovány s životností pohybující se kolem 40 tisíc hodin, dnes je však u moderních disků uváděna hodnota mezi 300 tisíce až jedním milionem hodin. Pokud vezmeme v úvahu, že pevný disky vydrží provoz po dobu jednoho milionu hodin, měli bychom vystaráno bezmála na 116 let, čímž jsme si potvrdili, že v současné době neexistuje médium, na kterém bychom mohli data uchovávat déle než právě na pevném disku neboli HDD.35

3.3. Problematika kompatibility Konečně se tedy dostáváme k třetímu, a tudíž poslednímu z hlavních problémů, se kterými se záznamová média potýkají. Jedná se o problém s kompatibilitou, který je bohužel nedílně spjat s nástupem nových nebo vylepšováním stávajících technologií. Ve snaze pokročit ve vývoji technologií směrem kupředu vniká nežádaný jev, kterému se bohužel nejspíše nikdy nevyhneme, a to nekompatibilita starých a nových technologií. Tento jev vzniká nejen s nástupem technologií nových, ale nedá se úplně eliminovat ani

35

Softex NCP [online]. Most: Pevné disky, 2007 [cit. 2010-05-17]. Dostupný z WWW: .

58

při rozvoji technologií stávajících, jak by se zprvu mohlo zdát. Každá technologie se rozvíjí směrem kupředu z určitého důvodu. Ať už jde o nutný rozvoj z hlediska morální zastaralosti, či snaha uspokojení masivní poptávce uživatelů po zdokonalení výsledných produktů (v našem případě záznamových médií). Jistě jsou i aspekty, které v zásadě nezmění médium natolik, aby přestalo být kompatibilní s předchozími modely, ale takových aspektů je málo a jedná se především pouze o nepatrné změny či vylepšení. Většinou také u nových technologií, které mají ještě velké rezervy, a nebylo dosaženo maximálního možného potenciálu média. Jedná se především o technologie, na kterých jsou založeny pevné disky či záznamová média bez pohyblivých částí, kde značnou roli hraje i miniaturizace, která při zachování dosavadní velikosti umožní například zvýšení kapacity či rychlosti. Jinak je tomu však u optických médií, které stále procházejí rozvojem, ale u kterých současné technologie neumožňují takové inovace bez vlivů na jejich kompatibilitu jako u pevných disků a flash pamětí. Optická média jsou již od svého vzniku založena na stejném principu čtení i zápisu za pomocí laseru, díky kterému se na disk vypalují informace do jedné či více vrstev. Rozdíl je pouze v typu laseru, který se pro zápis na disky používá. Při srovnání CD a DVD typ laseru zůstává stejný, tedy laser červený, rozdílné je pouze zaostření laseru jak při zápisu, tak i při čtení, které je v případě DVD dvakrát přesnější oproti CD. Také vlnová délka laseru, pomocí kterého čteme a zapisujeme na DVD, je kratší oproti laseru, použitému u CD diskům. Vlnová délka se tedy změnila ze 780 nanometrů u CD na 650 nanometrů u DVD (chráněné DVD disky mohou mít i 635 nanometrů). Tato podstatná změna kratší vlnové délky měla velký vliv na vývoj DVD média, u kterého tak mohlo být docíleno zmenšení pitů a zúžení datové stopy, a vedla tudíž nevyhnutelně i ke změně laserů v mechanikách, které se pro čtení i zápis na média používají, a nová média DVD média tak samozřejmě přestala být s původními CD kompatibilní.

59

Obrázek 15: Typy laserů a složení pitů u CD, DVD, Blu-Ray

Zdroj: Root.cz [online]. Vývoj optických pamětí: od DVD k Blu-Ray, 2008 [cit. 2010-5-24]. Dostupná z WWW: .

Zpětná kompatibilita ale zůstala zachována. Podobně tomu bylo i v případě Blu-Ray disků, kde se již musela upravit i vyzařovaná barva laseru u použitých laserových diod, která se zbarvila z červené na modrou a bylo tak umožněno dosažení ještě kratší vlnové délky na 405 nanometrů. Zvýšila se tak samozřejmě kapacita média, která vzrostla v případě jednovrstvého média pětinásobně, ale podstatnou změnou laserové diody muselo dojít ke změně čtecích a zapisovacích mechanik. U kompaktních disků CD, DVD a Blu-Ray naštěstí prozatím nehrozí ztráta zpětné kompatibility, která u ostatních záznamových médií není tak častá. Problém s kompatibilitou u kompaktních disků nastal hlavně při zrodu a vývoji DVD médií, a to pouze kvůli rozdílným formátům, které se v případě DVD následkem vysoké ceny prvního formátu DVD-R začaly vyvíjet. S nástupem DVD médií tak přišly dva základní rozdílné formáty, a to DVD-R a DVD+R, které způsobily mnoho zmatků nejen mezi uživateli, ale i některými, především méně známými výrobci vyrábějícími méně kvalitní mechaniky a různé druhy přehrávačů. Uvádí se, že 20 až 30 procent starších přehrávačů a přehrávačů od zmíněných méně kvalitních výrobců má problém při čtení formátů DVD+R, DVD+RW a zejména pak DVD-RAM. Problém v kompatibilitě optických disků tedy nespočívá v nekompabilitě samotných disků, ale pouze ve formátu vyráběných a již léta ustálených formátů. I přes dva existující formáty, které se od sebe liší jen minimálně, 60

nepřestal se ani jeden z nich dodnes používat, což musí brát v potaz výrobci přehrávačů dodnes. Samostatnou kapitolou pak jsou jedny z nejstarších médií na principu magnetických pásek, které vzhledem k rozdílné konstrukci každého média ztrácely kompatibilitu mezi sebou úplně. Porovnáme-li si jakákoliv dvě média, obsahující magnetické pásky, zjistíme, že jsou vůči sobě naprosto odlišná jak tvarově, velikostně, tak i způsobem a umístěním čtecího otvoru. Vezměme si například velmi známou a v minulosti hodně používanou Floppy disketu o rozměru 31/2″ a porovnejme ji byť i pouze s Floppy disketou o něco větší, a to 51/4″. I když se jedná o dvě zdánlivě velmi podobná média, i zde lze spatřit velký rozdíl mezi nimi. Jedná se o přesný příklad miniaturizace v době, kdy ještě byla u zrodu. Jako první byla zkonstruována disketa velikosti 51/4″, jejíž největší kapacita při hustém záznamu byla 1,2 MB, a teprve poté, jako vylepšený nástupce, vznikla disketa 31/2″, která při hustém záznamu umožňovala ukládání dat až do velikosti 1,44 MB. Z tohoto příkladu je tedy patrné, že i přes zmenšení samotné úložné části média bylo možné dosáhnout větší kapacity. Avšak i touto relativně malou změnou, kdy podstata média byla zachována a médium bylo pouze zmenšeno, jsme dosáhli ztráty kompatibility s původními čtečkami, Floppy disketovými mechanikami a čtecí média pro nově vyrobenou Floppy disketu musela být nahrazena. Velký rozdíl pak můžeme pozorovat při srovnání Floppy diskety s MC nebo VHS kazetou. Nejedná se sice o naprosto stejnou technologie, ale princip zápisu na magnetickou pásku je v podstatě totožný. U Floppy diskety, jak už název napovídá, je záznamová část média konstruována jako disk a čtecí otvor orientován v přední části média s možností čtení a zápisu z obou stran. U MC a VHS kazet je tomu ale jinak. Záznamová část je magnetická páska, jejíž větší část je namotaná na jednom z rotujících bubnů. Záznam na tuto pásku sice probíhá z obou stran, tedy podobně jako u Floppy diskety, ale čtecí otvor je u těchto kazet umístěn zpravidla na levé straně kazety. Těchto pár základních rozdílů již jasně říká, že kompatibilita mezi těmito druhy médií nemohla být nikdy dosažena už jen proto, že každé z těchto médií bylo vytvořeno pro záznam odlišných dat. U disket bylo hlavní využití v počítačovém světě za účelem ukládání dat, zatímco kazety měly sloužit k zapisování audio a video stop pro použití v hudebním a filmovém průmyslu.

61

Závěr Závěrem si shrňme základní fakta, se kterými jsme se v této práci měli možnost seznámit a pokusme se sjednotit dosažené výsledky. Záznamová média jsou nedílnou součástí výpočetní techniky (ale nejen jí) již od samého začátku výroby počítačů a celkově od chvíle, kdy člověk začal mít potřebu data uchovávat, a provázejí nás až dodnes. Za léta svého vývoje prošla záznamová média nejrůznějšími modifikacemi, vylepšeními a modernizací, avšak jejich vývoj zdaleka neskončil. S příchodem nových technologií, a tudíž nepřebernými možnostmi spojenými s jejich dalším rozvojem, nás vývoj, který si málokdo z nás dokáže představit, teprve čeká. Troufnu si říci, že se lidstvo nikdy nevzdá potřeby úchovy dat, která bude spíše v nejrůznějších požadavcích vzrůstat, a záznamová média, ať už pro uchování dat ve světě PC, záloze neopakovatelných momentů v lidském životě zachycených či záznamu hudebních a video souborů již vyrábět a zdokonalovat nepřestanou. Poptávka po nich tu bude vždy. Je to tedy jedno z témat, které se probíralo již před desítkami let, a za dalších sto let probírat bude. Již dnes však máme na výběr poměrně velkou škálu médií, ze kterých můžeme vybírat to pravé pro svou potřebu, a další druhy se stále vyvíjejí. Je tedy již opravdu málo uživatelů, které by nabídka trhu v dnešní době neuspokojila. Vývoj záznamových médií se dnes snaží ubírat zejména směrem ke všeobecnému zmenšování médií za současného zvyšování jejich kapacity. Domnívám se, že tento trend bude pokračovat i nadále a vývoj médií se bude ubírat zejména tímto směrem. Z hlediska problematiky kapacity, životnosti a kompatibility záznamových médií z mého pohledu nelze navrhnout komplexní řešení, které by dokázalo kompletně eliminovat veškeré nežádoucí faktory. Samozřejmě nesmíme zapomenout na to, že se některé požadavky uživatelů postupem času mění a tak dnes zdánlivě markantní problém může být za několik let zcela zanedbatelný. Pokud se zaměříme konkrétně na každou jednotlivou problematiku, zjistíme, že nároky kladené na kapacitu médií budou vždy vzrůstat a není možné docílit konečného řešení v této oblasti. Životnost médií je zejména závislá na technologii, na které je daný typ média založen. Proto je jen otázkou času, kdy bude vyvinuta taková technologie, která by dokázala životnost několikanásobně zvýšit nebo dokonce umožnit trvalé zachování dat po neomezenou dobu. Věřím, že tohoto stavu lze reálně dosáhnout a v budoucnosti jistě dosaženo bude. Kompatibilita je, řekl bych, nejméně podstatným problémem, který je v podstatě zpětně 62

ve většině případů podporován, a jedná se tak pouze o kompatibilitu mezi různými formáty různých typů médií, ať už na stejné úrovni nebo z hlediska historického vývoje. Zde by sice jistě šla vyrobit jakási mechanika, kompatibilní se všemi existujícími záznamovými médii, avšak jednalo by se o tak finančně a technologicky náročnou mechaniku, že se o podobné variantě nevyplatí ani uvažovat, jelikož poptávka po tomto zařízení by byla mizivá.

63

Seznam použité literatury Knižní publikace 1) BĚLOHLÁVEK, Andrie. Osobní počítač. Olomouc : Rubico, 1994. 176 s. ISBN 80-85839-03-2. 2) BLÁBOLIL, Roman. PC pro školy ovládání programů. České Budějovice : KOPP, 1996. 89 s. ISBN 80-7232-000-9. 3) FRANCŮ, Marie. Základy pro moderní PC. 1. vydání. Brno : Brno : CCB, 1999. 228 s. ISBN 80-85825-37-6(brož):bc. 4) KMOCH, Petr. Informatika a výpočetní technika. Brno : COMPUTER PRESS, 1997. 220 s. ISBN 80-251-0376-5.

Elektronické zdroje 1) CD-R server s.r.o. [online]. Sobotka: Verbatime odpovídá na otázky ţivotnosti CD a DVD nosičů, 2007 [cit. 2010-05-14]. Dostupný z WWW: < http://www.di it.cz/clanek/verbatim-odpovida-na-otazky-o-zivotnosti-cd-a-dvd-nosicu/22849/0 >. 2) HOBZA, Otakar. EMag [online]. 10.7.2007 [cit. 2010-6-07]. EMag. Dostupné z WWW: . 3) HOBZA, Otakar. EMag [online]. 17.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: . 4) HOBZA, Otakar. EMag [online]. 24.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: . 5) HOBZA, Otakar. EMag [online]. 31.7.2007 [cit. 2010-06-30]. EMag. Dostupné z WWW: . 6) Itlevne.cz [online]. Ostrava: Rádce HDD, SSD pevné disky, 2009 [cit. 2010-513]. Dostupný z WWW: . 7) KOLÁČEK, Michal. OXy Online s.r.o [online]. 01.8.2008 [cit. 2010-06-30]. Svět Hardware. Dostupné z WWW: . ISSN 1213-0818. 8) SOFTCOM.cz [online]. Praha: Návod na instalaci storage devices, 2007 [cit. 2010-5-13]. Dostupný z WWW: . 64

9) Softex NCP [online]. Most: Pevné disky, 2007 [cit. 2010-05-17]. Dostupný z WWW: . 10) Svět Hardware [on-line]. Příbram: Funkčnost, rozhraní a technologie pevných disků, 2009 [cit. 2010-5-12]. Dostupný z WWW: http://www.svethardware.cz/ art_doc-D35E78C6C3B894FFC125727F005BE243.html. 11) Wikipedie [online]. ATA, 2010 [cit. 2010-05-29]. Dostupný z WWW: . 12) Wikipedie [online]. Hd DVD, 2010 [cit. 2010-05-30]. Dostupný z WWW: . 13) Wikipedie [online]. Kompaktní disk, 2010 [cit. 2010-05-29]. Dostupný z WWW: . 14) Wikipedie [online]. Logical Block Addressing, 2010 [cit. 2010-05-28]. Dostupný z WWW: .

65

Seznam obrázků, grafů a zkratek Seznam obrázků Obrázek 1: Příklad děrného štítku .................................................................................. 10 Obrázek 2: Příklad děrné pásky ...................................................................................... 11 Obrázek 3: Schéma děrné pásky ..................................................................................... 11 Obrázek 4: Technologie ImpactGuard spol. Samsung ................................................... 18 Obrázek 5: Struktura pevného disku ............................................................................... 19 Obrázek 6: Schéma srovnání standardů od firmy Cornice ............................................. 22 Obrázek 7: Příčný řez optickým médiem CD-R s vyznačením vrstev a způsobem záznamu .................................................................................................................. 28 Obrázek 8: Příčný řez optickým médiem CD-RW s vyznačením vrstev a způsobem záznamu .................................................................................................................. 29 Obrázek 9: Konfigurace optických DVD nosičů ............................................................ 30 Obrázek 10: Princip záznamu na dvouvrstvý disk DVD+R DL ..................................... 32 Obrázek 11: Princip zápisu a čtení na flash paměť......................................................... 38 Obrázek 12: Popis vnitřku USB Flash Disku ................................................................. 46 Obrázek 13: Porovnání zápisu SLC a MLC ................................................................... 48 Obrázek 14: Porovnání udávané a reálné kapacity HDD ............................................... 55 Obrázek 15: Typy laserů a složení pitů u CD, DVD, Blu-Ray ....................................... 60

Seznam tabulek Tabulka 1: Rychlostní značení paměťových karet.......................................................... 40 Tabulka 2: Přehled velikostí disků a jejich použití ......................................................... 49 Tabulka 3: Přepočet jednotek ......................................................................................... 50 Tabulka 4: Rozhraní pevných disků ............................................................................... 50 Tabulka 5: Rozhraní pevných disků ............................................................................... 51 Tabulka 6: Porovnání rozdílů jednotek v soustavě IEC a SI .......................................... 54 Tabulka 7: Porovnání životností jednotlivých médií ...................................................... 57

66

Seznam zkratek ZIP - Zone Improvement Plan FDD - Floppy Disk Drive CD - Compact Disc CD-RW - Compact Disk ReWritable CD-WO - CD Write-Once CD-R - CD-Recordable WORM - Write Once Read Many CD-ROM - Compact Disc Read-Only Memory ATIP - Absolute Time in Pregroove DVD - Digital Versatile Disc či Digital Video Disc DVD-R - Digital Versatile Disc Recordable DVD-RW - Digital Versatile Disc Rewritable DVD-RAM - DVD-Random Access Memory AOD - Advanced Optical Disc HD-DVD – High Definition Digital Versatile Disc BD-ROM – Blu-Ray Read Only Memory BD-R - Blu-ray Recordable BD-RE - Blu-ray Rewritable PAL - Phase Alternating Line NTSC - National Television System(s) Committee HD – High Definition MC - Music Cassette VHS - Video Home Systém HDD – Hard Disk Drive PC - Personal komputer IDE - Integrated Drive Electronics ATA - Advanced Technology Attachment SATA – Seriál Advanced Technology Attachment eSATA – External Seriál Advanced Technology Attachment RAM - Random-access memory FLASH - nevolatilní (semipermanentní) elektricky programovatelná (zapisovatelná) paměť s libovolným přístupem 67

RPM - Revolutions Per Minute AAM - Automatic Acoustic Management CSH - Cylinder Head Sector LBA - Logical Block Addressing SSD - Solid-state drive NTFS - New Technology File Systém FAT - File Allocation Table UFS – Unix file system ZFS - Zettabyte File Systém Ext - second extended filesystem JFS - moderní 64-bitový, žurnálovací souborový systém XFS - souborový systém uvolněný firmou SGI v roce 2001 pod GPL pro Linux DOS - Disk Operating Systém ISO - International Organization for Standardization FM - Frequency Modulation MFM - Modified Frequency Modulation PMR - Perpendicular Magnetic Recording AVI - Audio Video Interleave MPEG - Motion Picture Experts Group SW – Software SACD - Super Audio Compact Disc DVB-T - Digital Video Broadcasting – Terrestrial DVB-S - Digital Video Broadcasting – Satellite WMV - Windows Media Video CPU - Central Processing Unit DTS - Digital Theater System BD – Blu-Ray Disc SL – Single Layer DL – Double Layer RAM - Random-Access Memory ROM – Read Only Memory CG - Control Gate FG - Floating Gte MP3 - MPEG -1 Layer III 68

PDA - Personal Digital Assistant GPS - Global Positioning System GB – Gigabite MB – Megabite CF - CompactFlash MS - Memory Stick MMC - Multimedia card SD - Secure Digital SM - Smart Media MD - Micro Drive SDHC - Secure Digital High Capacity LED - Light Emitting Diode USB – Universal Sertial Bus SLC - Single Level Cell MLC - Multi Level Cell USA – United State of America TB – Terabyte DivX - druh kodeku (kódování-dekódování) založený na formátu MPEG 4

69