Optische und Magnetische Speicher Romana JANUSCHKE Jiri MARIK Michael POLLASCHAK Thomas SUNDT Mario ZAGICZEK Proseminar IT für Führungskräfte

Optische und Magnetische Speicher

Romana JANUSCHKEJiri MARIK

Michael POLLASCHAKThomas SUNDT

Mario ZAGICZEK

Proseminar IT für Führungskräfte

Mario ZAGICZEK

Optische Speicherplatten

Compact Disc

CD-Audio

CD-Read Only Memory

CD-Recordable

CD-Rewriteable

Übersicht

WORM DataPlay

Mario ZAGICZEKCD - Read Only Memory

Allgemeines

Verbreitetste Form der optischen Speicherplatten

Hervorgegangen aus der 1982 standardisierten Audio-CD

Reines Wiedergabemedium

Speicherkapazität von 650-700 MB

Datenübertragungsrate von ca. 5 MB/s

Durchschnittliche Zugriffszeiten zwischen 70 und 100 ms


Industrielle Massenproduktion

Inhalte werden auf Digital Master Medium (Magnetband oder Magnetplatte) geschrieben

Diese Informationen werden mittels Laser auf einen CD Rohling gebrannt

Rohling wird versilbert (Leitfähigkeit)

Auf Basis dieser CD wird ein Negativ (Vater) angefertigt

Mittels Negativ Fertigung eines Positiv (Mutter)

Anschließend im Spritzgussverfahren Massenproduktion


Technisches Prinzip

Spurbreite 0.6 MikrometerSpurabstand 1.6 MikrometerPits 0.12 Mikrometer tief, 0.2 Mikrometer breit


Lesevorgang

Schwacher Laserstrahl tastet CD ab

Phasenverschiebung kennzeichnet Pits/Lands

Photosensor registriert Hell-/Dunkelabfolgen

Für konstante Transferrate für innerste Spur min. 500 Umdrehungenfür äußerste min. 200 Umdrehungen erforderlich


Standards

Standards wurden von Sony und Philips festgelegt.

Die sogenannten „bunten Bücher“ bauen aufeinander auf:

Red book: definiert wie Audio-Tracks (74 min) auf einer CD gespeichert werden

Yellow book: Spezifikation der CD-ROM zur Block- und Datenstruktur sowieFehlererkennung

Blue book: Kombination von Red book und Yellow book; Spezifikation einer MultisessionCD (Photo-CD)

Orange book: definiert wie die Daten einer einmal beschreibbaren CD (CD-R) gespeichertwerden

Green book: definiert wie die Daten auf CD-i gespeichert werden

White book: definiert wie 72 Minuten eines Videos in VHS-Qualität gespeichert werden(basierend auf dem MPEG-1 Standard)


Aktuelle Geräte

BENQ CD 656A

LG Electronics CRD-8520B

Geschwindigkeit 56xZugriffszeit 71 msAnschluss IDE

Geschwindigkeit 52xZugriffszeit 89 msAnschluss IDE

Preis 35,--

Preis 29,--

Mario ZAGICZEKCD - Recordable

Allgemeines & technisches Prinzip

Plastikträger mit fotoempfindlicher Farbstoffschicht

Durch Hitzeeinwirkung wird Farbstoff lichtundurchlässig

Volle Kompatibilität mit herkömmlichen CD-ROM Laufwerken

Einmal beschreibbar

Auch Multisession möglich

Mario ZAGICZEKCD - ReWriteable


Seit 1997 auf dem Markt

Bis zu 1000x beschreibbar

Verwendet duale Phasenwechseltechnik

Oberfläche wechselt zwischen reflektierenden amorphen und wenigerreflektierenden kristallinen Zustand

Mario ZAGICZEKCD - Writer

Aktuelle Geräte

BENQ CRW4816P

Lesegeschwindigkeit 48xSchreibgeschwindigkeit 40xWiederbeschreibg. 12x Preis 74,--

PLEXTOR 4012TA


YAMAHA CRWF1


Mario ZAGICZEKWORM


WORM = Write Once Read Many

Ablativ WORM CCW WORM

Können nur einmal beschrieben werden

In verschiedenen Speichergrößen und Aufzeichnungs-formaten verfügbar

Optisches Schreibe-/Leseverfahren MO Speicherverfahren

Software-Schreibsperre

Mario ZAGICZEKDataPlay-Platte


Einmal beschreibbare, optische Platte

Durchmesser von 32 mm

Kapazität von 250 bis 500 MB

Maximale Datentransferrate von ca. 1 MB/s

Haltbarkeit von über 100 Jahren

Phasenwechselverfahren mit hoher Aufzeichnungsdichte

Für mobile Geräte (PDA, Digitalkamera, Handy, Musikplayer)

Michael PollaschakTHEMA

Optische Speicherplatten

Digital Versatile Disc

DVD-ROM

DVD-R

DVD-RAM

Magneto-Optische Disc

Michael PollaschakDVD

DVD= “Digital Video Disk“ oder “Digital Versatile Disk“Optisch wie herkömmliche CDVorteil höheres Fassungsvermögen durch neue TechnologieCD und Videobänder werden durch DVD abgelöst

Allgemeines

DVD

DVD Michael Pollaschak

Unterschied CD/DVD

Große Kapazität (bis 17GB)Bestens für Filme und Computer geeignet Höhere DatensicherheitBild und Ton in besserer QualitätBessere Kopierschutzmechanismen


Vorteile

3 Sorten von DVD:

DVD-ROM

DVD-R

DVD-RAM (bzw. DVD+RW, DVD/RW


Sorten

Kann wie CD-Rom nur gelesen werden

Zurzeit billigstes Produkt am Markt

Daten sind Spiralförmig angelegt

Ablesen der Daten durch Roten Laser(640 nm Wellenlänge statt Infrarotlaser mit 780nm)

Besteht aus 2 zusammen geklebten Halbdisks (Jeweils 0,6mm dick)

DVD- ROM Michael Pollaschak

Allgemeines

DVD-ROM

4 Arten von Speichervarianten der DVD- ROM:


Technologie

Als Datenträger für Computersoftware (auch Spiele)

Als Abspielgerät für Filme und Musik

Backup Medium

Bzw. Allgemeines Speichermedium für sehr große Datenmengen


Anwendungsgebiete der DVD- Rom:

Fazit

entspricht CD-R

Kann einmal beschrieben werden und beliebig oft gelesen

Oberfläche> Gold statt Aluminium

Laufwerke zurzeit noch ziemlich kostspielig

Abspielbar auf allen DVD-Playern

DVD- R Michael Pollaschak

Allgemeines

DVD-R

Entspricht der CD-RW

Kann mehrfach beschrieben und beliebig gelesen werden

Aufzeichnung durch Phase-Change Verfahren

Noch kein einheitliches Format (DVD+RW, DVD/RW oder DVD-RAM)

Bis dato nur DVD-RAM marktreif, noch zu teuer

DVD- RAM Michael Pollaschak

Allgemeines

DVD-RAM

Kombination von Eigenschaften der optischen und magnetischen Speicherung

Aufzeichnung durch erhitzen(ca.200°Celsius) und Veränderung mit Hilfe eines Magnetfeldes

Präziser Laser notwendig

Magneto-Optische Speicher Michael Pollaschak

Technisches Prinzip

Magneto-Optische Speicher

5.25" 1 GB- 2.6 GB

5.25"(SMO von Sony) Max.5.2 GB

3.5" 128MB- 640MB

3.5"(GigaMO) 1.3 GB


Arten

Als tertiärer Speicher (Datensicherung u. Austausch großer Informationsbestände)

Backup

Datenarchivierung


Fazit

Anwendungsgebiete der MO:

Optimal für langfristige LagerungHohe DatensicherheitRelativ günstig

Geschwindigkeit zu geringNur bedingt als Arbeitsmedium brauchbarFür Video und Ton unbrauchbarNeue Geräte zwar schneller, aber doppelt so teuer


Fazit

Vor- und Nachteile

Zukünftige Speichertechnologien

Holospeicher

HD ROM

Hybrid CD ROM

Proteinspeicher

Übersicht

optische Speicherkarten

Romana JANUSCHKE

Speicherkarten

technisches Prinzip

SPEICHERKARTEN

= Plastikkarten ( 85,6 x 54 x 0,76 mm)

Datenspeicherung: implantierter Speicherbereich, wird mittels Laser beschriftet

Nur 1 x beschreibbar, nicht löschbar Kapazität: einige MB Normen ISO/IEC 11693 + 11694 Anwendungsgebiet: Gesundheitswesen

Romana JANUSCHKE

Unterschied zu den Magnetstreifenkarten:

1) Kapazität wesentlich höher

2) optische Speicher nur einmal beschreibbar (=WORM)

Speicherkarten

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

Holospeicher

technisches Prinzip

Laserstrahl wird in 2 Bündel

geteilt Objektstrahl

Bezugsstrahl Objekt- & Bezugsstrahl über-

lappen sich Interferenzmuster Lesen erfolgt durch Lichtquelle

mit denselben physik.

Eigenschaften des Bezugsstrahls

HOLOSPEICHER

Romana JANUSCHKE

Durchgang durch das Hologramm:

Lichtstrahl wird zerlegt Abbild

des Originalobjektes entsteht

Holospeicher

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

Holospeicher weist eine kompakte Laserquelle auf Strahlenzersplitterer teilt die Laserstrahlen in getrennte

Daten- und Bezugsstrahlen Strahlen werden auf Oberfläche eines Kristalls gesteuert

Datenseite kann gespeichert oder gelesen werden

technisches Prinzip

Holospeicher Romana JANUSCHKE

Wird aus mehreren Subhologrammen oder Seiten

zusammengesetzt Getrennte seitenweise Speicherung von Daten Seitenkomposer = elektrooptisches Schnittstellengerät Kleiner Bereich des Objektes wird mit beiden Strahlen

angeleuchtet Aufzeichnung des Hologramms in dem Bereich

Leichte Veränderung der Richtung des Bezugsstrahls

nächste Seite kann aufgezeichnet werden.

Seitenhologramm

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

Verwendungsstärke: hohe Kapazität, aber wichtiger: hohe Bandbreite der Übertragung der Daten von Holospeicher zum Arbeitsspeicher oder direkt in den Prozessor

Einsatzgebiet:bewegte Videobilder (20MB/sec.)Fernsehhochtechnologie – HDTV (50-60 Bilder/sec.) Hauptspeicher, Hochleistungsspeicherersatz,...

Fazit:schnellere Aufzeichnung & schnellere Auslesung großer Datenmengen

Holospeicher

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

HD ROM

HD ROM

= Nachfolgertechnologie der CD ROM

Ionenstrahltechnik als Speichermethode Stahlstifte als Speichermedium Speicherdichte: 200mal höher als bei CD ROM 5000 Jahre Daten aufbewahren Anwendungsgebiete:

- billige Dauerarchivierung wichtiger Daten

- Messdaten von Satellitenmissionen

- Konservierung alter Filme

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

HD ROM

Medium Strahl, Dichte Kapazität pro Diskette

CD ROM 800 nm 0,65 GB

DVD 350 nm 4,7 GB

HD ROM 50 nm 165 GB

Vergleich

Romana JANUSCHKE

HYBRID CD ROM

= CD ROM für MAC & DOC Windows PCs

integrierte Online Verbindung, Texte, Bilder, Videoclips Vorteil:

- schnellerer Zugriff- permanente Aktualität der online Verbindung

Anwendungsgebiete:

- Versandhauskataloge- Nachschlagewerke + Verzeichnisse- Computersiele im Netz- Software + Lernprogramme

Hybrid CD ROM

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

Proteinspeicher

PROTEINSPEICHER

= nichtflüchtiger Massenspeicher

2 Polymerschichten, dazwischen eine Schicht aus Proteinen Chromophor absorbiert Licht best. Wellenlängen Zugriffszeit zw. 5 und 50 ns Dicke des Speichermediums: 350 nm 170 TB auf einer Chipkarte

technisches Prinzip

Romana JANUSCHKE

Thomas Sundt, Jiri Marik

Magnetische Speicherplatten

Disketten (5,25“, 3,5“, ZIP u.a.)

Festplatten

Magnetbandlaufwerke

Streamer, DAT

Kassetten

Übersicht

Thomas Sundt, Jiri MarikMagnetband, Diskette

Aufbau magnetischer Datenträger

Source: http://iseran.rs.uni-siegen.de/cs_spt/pdf_files/13_magnetspeicher_c.pdf

Thomas Sundt, Jiri MarikGeräte

Abbildungen von Geräten

Jaz- Laufwerk

Festplattenschrank

Streamer

Speicherkapazität:1 – 2 GB

Bandlaufwerkauswechselbaren, in Gehäusen geschützte Bänderdienen als tertiäre Speicherzur Sicherung und Ablage von Daten für nicht vernetzte Arbeitsplatzrechner und für lokale Netze.

mehrere Festplatten verwaltet. Einsatzgebiet:Großrechneranlagen bzw. Netzwerke ab 50 User, um genügend Ressourcen zur Verfügung zu stellen.

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Optische und Magnetische Speicher Romana JANUSCHKE Jiri MARIK Michael POLLASCHAK Thomas SUNDT Mario ZAGICZEK Proseminar IT für Führungskräfte