Optische und Magnetische Speicher

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

2 Übersicht Mario ZAGICZEK Optische Speicherplatten Compact Disc WORM DataPlay CD-Audio CD-Read Only Memory CD-Recordable CD-Rewriteable

3 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Allgemeines Verbreitetste Form der optischen Speicherplatten Hervorgegangen aus der 1982 standardisierten Audio-CD Reines Wiedergabemedium Speicherkapazität von MB Datenübertragungsrate von ca. 5 MB/s Durchschnittliche Zugriffszeiten zwischen 70 und 100 ms

4 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Industrielle Massenproduktion Inhalte werden auf Digital Master Medium (Magnetband oder Magnetplatte) geschrieben Diese Informationen werden mittels Laser auf einen CD Rohling gebrannt Rohling wird versilbert (Leitfähigkeit) Auf Basis dieser CD wird ein Negativ (Vater) angefertigt Mittels Negativ Fertigung eines Positiv (Mutter) Anschließend im Spritzgussverfahren Massenproduktion

5 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Technisches Prinzip Spurbreite 0.6 Mikrometer Spurabstand 1.6 Mikrometer Pits 0.12 Mikrometer tief, 0.2 Mikrometer breit

6 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Lesevorgang Schwacher Laserstrahl tastet CD ab Phasenverschiebung kennzeichnet Pits/Lands Photosensor registriert Hell-/Dunkelabfolgen Für konstante Transferrate für innerste Spur min. 500 Umdrehungen für äußerste min. 200 Umdrehungen erforderlich

7 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Standards Standards wurden von Sony und Philips festgelegt. Die sogenannten bunten Bücher bauen aufeinander auf: Red book: definiert wie Audio-Tracks (74 min) auf einer CD gespeichert werden Yellow book: Spezifikation der CD-ROM zur Block- und Datenstruktur sowie Fehlererkennung Blue book: Kombination von Red book und Yellow book; Spezifikation einer Multisession CD (Photo-CD) Orange book: definiert wie die Daten einer einmal beschreibbaren CD (CD-R) gespeichert werden Green book: definiert wie die Daten auf CD-i gespeichert werden White book: definiert wie 72 Minuten eines Videos in VHS-Qualität gespeichert werden (basierend auf dem MPEG-1 Standard)

8 CD - Read Only Memory Mario ZAGICZEK Aktuelle Geräte BENQ CD 656A Geschwindigkeit 56x Zugriffszeit 71 ms Anschluss IDE Preis 35,-- LG Electronics CRD-8520B Geschwindigkeit 52x Zugriffszeit 89 ms Anschluss IDE Preis 29,--

9 CD - Recordable Mario ZAGICZEK Allgemeines & technisches Prinzip Einmal beschreibbar Auch Multisession möglich Plastikträger mit fotoempfindlicher Farbstoffschicht Durch Hitzeeinwirkung wird Farbstoff lichtundurchlässig Volle Kompatibilität mit herkömmlichen CD-ROM Laufwerken

10 CD - ReWriteable Mario ZAGICZEK Allgemeines & technisches Prinzip Seit 1997 auf dem Markt Bis zu 1000x beschreibbar Verwendet duale Phasenwechseltechnik Oberfläche wechselt zwischen reflektierenden amorphen und weniger reflektierenden kristallinen Zustand

11 CD - Writer Mario ZAGICZEK Aktuelle Geräte BENQ CRW4816P Lesegeschwindigkeit 48x Schreibgeschwindigkeit 40x Wiederbeschreibg. 12x Preis 74,-- PLEXTOR 4012TA Lesegeschwindigkeit 40x Schreibgeschwindigkeit 40x Wiederbeschreibg. 12x Preis 125,-- YAMAHA CRWF1 Lesegeschwindigkeit 44x Schreibgeschwindigkeit 44x Wiederbeschreibg. 24x Preis 219,--

12 WORM Mario ZAGICZEK Allgemeines & technisches Prinzip Können nur einmal beschrieben werden In verschiedenen Speichergrößen und Aufzeichnungsformaten verfügbar WORM = Write Once Read Many Ablativ WORM CCW WORM Optisches Schreibe-/Leseverfahren MO Speicherverfahren Software-Schreibsperre

13 DataPlay-Platte Mario ZAGICZEK Allgemeines & technisches Prinzip Einmal beschreibbare, optische Platte Durchmesser von 32 mm Kapazität von 250 bis 500 MB Maximale Datentransferrate von ca. 1 MB/s Haltbarkeit von über 100 Jahren Phasenwechselverfahren mit hoher Aufzeichnungsdichte Für mobile Geräte (PDA, Digitalkamera, Handy, Musikplayer)

14 THEMA Michael Pollaschak Optische Speicherplatten Digital Versatile Disc Magneto-Optische Disc DVD-ROM DVD-R DVD-RAM

15 DVD Michael Pollaschak Allgemeines DVD DVD= Digital Video Disk oder Digital Versatile Disk Optisch wie herkömmliche CD Vorteil höheres Fassungsvermögen durch neue Technologie CD und Videobänder werden durch DVD abgelöst

16 DVD Michael Pollaschak Unterschied CD/DVD

17 DVD Michael Pollaschak Vorteile Große Kapazität (bis 17GB) Bestens für Filme und Computer geeignet Höhere Datensicherheit Bild und Ton in besserer Qualität Bessere Kopierschutzmechanismen

18 DVD Michael Pollaschak Sorten 3 Sorten von DVD: DVD-ROM DVD-R DVD-RAM (bzw. DVD+RW, DVD/RW

19 DVD- ROM Michael Pollaschak Allgemeines DVD-ROM Kann wie CD-Rom nur gelesen werden Zurzeit billigstes Produkt am Markt Daten sind Spiralförmig angelegt Ablesen der Daten durch Roten Laser(640 nm Wellenlänge statt Infrarotlaser mit 780nm) Besteht aus 2 zusammen geklebten Halbdisks (Jeweils 0,6mm dick)

20 DVD- ROM Michael Pollaschak Technologie 4 Arten von Speichervarianten der DVD- ROM:

21 DVD- ROM Michael Pollaschak Fazit Anwendungsgebiete der DVD- Rom: Als Datenträger für Computersoftware (auch Spiele) Als Abspielgerät für Filme und Musik Backup Medium Bzw. Allgemeines Speichermedium für sehr große Datenmengen

22 DVD- R Michael Pollaschak Allgemeines DVD-R entspricht CD-R Kann einmal beschrieben werden und beliebig oft gelesen Oberfläche> Gold statt Aluminium Laufwerke zurzeit noch ziemlich kostspielig Abspielbar auf allen DVD-Playern

23 DVD- RAM Michael Pollaschak Allgemeines DVD-RAM Entspricht der CD-RW Kann mehrfach beschrieben und beliebig gelesen werden Aufzeichnung durch Phase-Change Verfahren Noch kein einheitliches Format (DVD+RW, DVD/RW oder DVD-RAM) Bis dato nur DVD-RAM marktreif, noch zu teuer

24 Magneto-Optische Speicher Michael Pollaschak Technisches Prinzip Magneto-Optische Speicher Kombination von Eigenschaften der optischen und magnetischen Speicherung Aufzeichnung durch erhitzen(ca.200 Celsius) und Veränderung mit Hilfe eines Magnetfeldes Präziser Laser notwendig

25 Magneto-Optische Speicher Michael Pollaschak Arten 5.25" 5.25"(SMO von Sony) 3.5" 3.5"(GigaMO) 1 GB- 2.6 GB Max.5.2 GB 128MB- 640MB 1.3 GB

26 Magneto-Optische Speicher Michael Pollaschak Fazit Anwendungsgebiete der MO: Als tertiärer Speicher (Datensicherung u. Austausch großer Informationsbestände) Backup Datenarchivierung

27 Magneto-Optische Speicher Michael Pollaschak Fazit Vor- und Nachteile Optimal für langfristige Lagerung Hohe Datensicherheit Relativ günstig Geschwindigkeit zu gering Nur bedingt als Arbeitsmedium brauchbar Für Video und Ton unbrauchbar Neue Geräte zwar schneller, aber doppelt so teuer

28 Übersicht Romana JANUSCHKE optische Speicherkarten Zukünftige Speichertechnologien Holospeicher HD ROM Hybrid CD ROM Proteinspeicher

29 Speicherkarten Romana JANUSCHKE technisches Prinzip SPEICHERKARTEN = Plastikkarten ( 85,6 x 54 x 0,76 mm) Datenspeicherung: implantierter Speicherbereich, wird mittels Laser beschriftet Nur 1 x beschreibbar, nicht löschbar Kapazität: einige MB Normen ISO/IEC Anwendungsgebiet: Gesundheitswesen

30 Speicherkarten Romana JANUSCHKE technisches Prinzip Unterschied zu den Magnetstreifenkarten: 1) Kapazität wesentlich höher 2) optische Speicher nur einmal beschreibbar (=WORM)

31 Holospeicher Romana JANUSCHKE technisches Prinzip HOLOSPEICHER Laserstrahl wird in 2 Bündel geteilt Objektstrahl Bezugsstrahl Objekt- & Bezugsstrahl überlappen sich Interferenzmuster Lesen erfolgt durch Lichtquelle mit denselben physik. Eigenschaften des Bezugsstrahls

32 Holospeicher Romana JANUSCHKE technisches Prinzip Durchgang durch das Hologramm: Lichtstrahl wird zerlegt Abbild des Originalobjektes entsteht

33 Holospeicher Romana JANUSCHKE technisches Prinzip Holospeicher weist eine kompakte Laserquelle auf Strahlenzersplitterer teilt die Laserstrahlen in getrennte Daten- und Bezugsstrahlen Strahlen werden auf Oberfläche eines Kristalls gesteuert Datenseite kann gespeichert oder gelesen werden

34 Seitenhologramm Romana JANUSCHKE technisches Prinzip Wird aus mehreren Subhologrammen oder Seiten zusammengesetzt Getrennte seitenweise Speicherung von Daten Seitenkomposer = elektrooptisches Schnittstellengerät Kleiner Bereich des Objektes wird mit beiden Strahlen angeleuchtet Aufzeichnung des Hologramms in dem Bereich Leichte Veränderung der Richtung des Bezugsstrahls nächste Seite kann aufgezeichnet werden.

35 Holospeicher Romana JANUSCHKE technisches Prinzip Verwendungsstärke: hohe Kapazität, aber wichtiger: hohe Bandbreite der Übertragung der Daten von Holospeicher zum Arbeitsspeicher oder direkt in den Prozessor Einsatzgebiet: bewegte Videobilder (20MB/sec.) Fernsehhochtechnologie HDTV (50-60 Bilder/sec.) Hauptspeicher, Hochleistungsspeicherersatz,... Fazit: schnellere Aufzeichnung & schnellere Auslesung großer Datenmengen

36 HD ROM Romana JANUSCHKE technisches Prinzip HD ROM = Nachfolgertechnologie der CD ROM Ionenstrahltechnik als Speichermethode Stahlstifte als Speichermedium Speicherdichte: 200mal höher als bei CD ROM 5000 Jahre Daten aufbewahren Anwendungsgebiete: - billige Dauerarchivierung wichtiger Daten - Messdaten von Satellitenmissionen - Konservierung alter Filme

37 HD ROM Romana JANUSCHKE Vergleich Medium CD ROM DVD HD ROM Strahl, Dichte 800 nm 350 nm 50 nm Kapazität pro Diskette 0,65 GB 4,7 GB 165 GB

38 Hybrid CD ROM Romana JANUSCHKE technisches Prinzip HYBRID CD ROM = CD ROM für MAC & DOC Windows PCs integrierte Online Verbindung, Texte, Bilder, Videoclips Vorteil: - schnellerer Zugriff - permanente Aktualität der online Verbindung Anwendungsgebiete: - Versandhauskataloge - Nachschlagewerke + Verzeichnisse - Computersiele im Netz - Software + Lernprogramme

39 Proteinspeicher Romana JANUSCHKE technisches Prinzip 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

40 Übersicht Thomas Sundt, Jiri Marik Magnetische Speicherplatten Disketten (5,25, 3,5, ZIP u.a.) Festplatten Magnetbandlaufwerke Streamer, DAT Kassetten

41 Magnetband, Diskette Thomas Sundt, Jiri Marik Aufbau magnetischer Datenträger Source:

42 Geräte Thomas Sundt, Jiri Marik Abbildungen von Geräten Jaz- Laufwerk Speicherkapazität: 1 2 GB Festplattenschrank mehrere Festplatten verwaltet. Einsatzgebiet:Großrechneranlagen bzw. Netzwerke ab 50 User, um genügend Ressourcen zur Verfügung zu stellen. Streamer Bandlaufwerk auswechselbaren, in Gehäusen geschützte Bänder dienen als tertiäre Speicher zur Sicherung und Ablage von Daten für nicht vernetzte Arbeitsplatzrechner und für lokale Netze.

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