Návrat na detail prednášky / Stiahnuť prednášku / Ekonomická univerzita / Podnikovohospodárska Fakulta / Infotmatika

Prednáška 4 (INF4.DOC)

Nosiče dát
a vonkajšie pamäte

Nosič údajov je fyzický prostriedok, ktorý je vhodný na trvalý záznam údajov. Údaje zaznamenané na nosič sa môžu automaticky čítať vstupnými zariadeniami počítača a prenášať do jeho základnej jednotky. Výsledky spracovania vystupujú zo základnej jednotky na vonkajšie pamäte, alebo cez výstupné zariadenia.

Pre všetky nosiče dát musí platiť:

1. musia byť schopné informáciu prijať a potrebnú dobu uchovávať
2. na požiadanie ju opäť poskytnúť

1. musia uchovávať údaje v kóde, ktorý je možný previesť na elektrický signál

Z hladiska princípu záznamu údajov sa nosiče delia do štyroch základných skupín:

1. dierované

1. dierne štítky
2. dierne pásky

2. magnetické

3. magnetické pásky
4. magnetické diskety
5. magnetické disky
6. štítky s magnetickými prúžkami

3. optické

7. optické disky
8. optické karty

4. elektronické

9. čipové karty
10. polovodičové disky

Z hladiska prístupu k údajom sa nosiče delia na:

1. zariadenia so sekvenčným prístupom - údaje sa zapisujú a čítajú postupne za sebou
2. zariadenia s náhodným prístupom - možnosť priameho prístupu k požadovaným údajom

Dierované nosiče údajov

Dierované nosiče údajov - dierne štítky a dierne pásky boli najdôležitejšie nosiče údajov v začiatkoch automatizovaného spracovania informácií. Údaje sa zaznamenávané vydierovaním kombinácií otvorov.

Magnetické nosiče údajov

Magnetické nosiče údajov - používajú na uchovávanie údajov tenkú magnetickú vrstvu, nanesenú na pružné alebo tvrdé základné materiály rôzneho druhu. Magnetické nosiče majú niekoľkokrát vyššiu hustotu záznamu ako papierové nosiče, z čoho vyplýva ich vysoká pamäťová kapacita pri krátkej dobe prístupu k údajom. Údaje sa na nich zaznamenávajú do presne stanovených stôp, ktoré sú na magnetických páskach a štítkoch rovné a rovnobežné so smerom čítania a zápisu a u magnetických diskoch a disketách kruhové, koncentrické.

Medzi najrozšírenejšie magnetické nosiče patria:

1. magnetické pásky
2. magnetické diskety
3. magnetické disky
4. štítky s magnetickým prúžkom

Magnetická páska - je nosič údajov vo forme pásu z plastu, na ktorom je nanesená jedna alebo viac magnetických vrstiev a na ktoré sa zmagnetizovaním zaznamenávajú údaje. Hustota záznamu sa udáva počtom bitov na palec.

Štruktúra záznamu na magnetickú pásku:

IvPC

ZnOS

ZNS

Súbor

ZnOS

KNS

ZnOS

IvPC - návestie magnetickej pásky, ktoré slúži na jej identifikáciu v počítačovom systéme

ZnOS - začiatočné návestie súboru, okrem iných údajov obsahuje meno súboru, ktoré slúži na jeho identifikáciu

ZNS - značka, ktorá slúži na oddelenie súborov, pretože na jednej magnetickej páske môže byť uložených viac súborov údajov

Súbor - oblasť do ktorej sa zaznamenajú údaje

KNS - koncové návestie súboru

Výhody magnetických pások:

veľkokapacitná pamäť

trvanlivosť záznamu

viacnásobné použitie

vymeniteľnosť pások

Nevýhody magnetických pások

dlhá doba prístupu k uloženým údajom

nepoužiteľná ako prvotný doklad

citlivosť na nečistoty, teplo a magnetické vplyvy okolia

Magnetické pásky:

cartridge - 15 - 2000 MB

údajové pásky - 1000 MB <

streamer - 1 - 8 GB <

Magnetická páska sa v súčasnosti najviac využíva predovšetkým na vytváranie záložných kópií súborov údajov alebo programov a na archivovanie údajov.

Magnetická disketa - je pružný kotúč najčastejšie z plastu, pokrytý magneticky citlivou vrstvou. Údaje sa na disketu zaznamenávajú jej magnetizáciou sériovo v kruhových sústredených kružniciach - stopách. V súčasnosti sú najpoužívanejšie 3,5" diskety. Staršie typy diskiet 5,25", a úplne prvé používané diskety boli 8". (" - označenie pre palec - anglická dĺžková jednotka, 8" - priemer diskety 8 palcov=20,32 cm)

Jednotlivé diskety sa rozlišujú s nasledujúcimi kombináciami písmen:

SS - (single sided) - jednostranná disketa

DS - (double sided) - dvojstranná disketa

SD - (single density) - záznam s normálnou hustotou

DD - (double density) - záznam s dvojitou hustotou

HD - (high density) - záznam s vysokou hustotou

Stopa   0

Stopy

Sektor

Schématické znázornenie diskety:

Každá disketa má jeden alebo dva povrchy. Dáta sú uložené na diskete v sústredených kružniciach - stopách. Na každej stope je určitý počet sektorov. Každý sektor má pevný počet bytov, ktorý je daný a nemenný.

Pred prvým použitím je potrebné disketu naformátovať. Formátovanie znamená rozdeliť disketu na stopy, sektory (spojením dvoch alebo viacerých sektorov na jednej stope vzniká blok - cluster) a v prípade systémovej diskety vyplniť systémové údaje.

Údaje sa na disketu zapisujú zapisovacími a čítacími hlavami ktoré sa pohybujú na oboch stranách diskety. Disketa sa neotáča neustále ale iba v požadovanom čase určenom na zápis alebo čítanie pri ustálenej rýchlosti 6 otáčok za sekundu. Priemerná doba prístupu 150   600 ms.

Disketa má obmedzenú životnosť z dôvodu kontaktného čítania.

Výhody diskiet:

1. vymeniteľnosť
2. jednoduchá manipulácia
3. nízka cena
4. viacnásobná použiteľnosť

Nevýhody diskiet:

1. nedajú sa použiť ako prvotný doklad
2. sú citlivé voči magnetickým vplyvom, znečisteniu ...

Štítky s magnetickým prúžkom - (identifikačné štítky) sú obdĺžnikové nosiče údajov malého formátu vyrobené z plastu a obsahujúce identifikačné údaje o určitom objekte (osobe). Tieto údaje môžu byť písané, razené alebo vo forme obrazu. Na uchovávanie strojovo čutateľných údajov sa môže používať dierovanie, čiarový kód, magnetické, optické písmo alebo polovodičová pamäť.

Štítok s magnetickým prúžkom má normalizovanú veľkosť (85,6x54x0,76mm). Do zadnej strany je zabudovaný najčastejšie 0,5" magnetický prúžok, do ktorého sa zaznamenávajú údaje v 3 rovnobežných stopách. Stopy 1 a 3 sú určené na záznam alfanumerických údajov, stopa 2 na numerické údaje. Údaje sú zaznamenané v rôznej hustote 4-bit, 6-bit, alebo 7-bitovom kóde. Pamäťová kapacita je 1394 bitov (174 - 278 znakov - podľa spôsobu záznamu).

Výhody štítku s magnetickým prúžkom:

1. malé rozmery
2. prenosnosť
3. použiteľnosť ako prvotný doklad
4. bezpečný a lacný prostriedok identifikácie

Nevýhody:

1. obmedzená pamäťová kapacita
2. nehospodárnosť pri malom počte držiteľov
3. vysoké náklady na systém zberu údajov
4. možnosť zneužitia

Magnetické disky - sa skladajú z dvoch alebo viacerých pevných kovových kotúčov umiestnených nad sebou vo  zvislej osi. Uvedené kotúče sú umiestnené v prachotesnom púzdre, najčastejšie prevedenie je z plastu. Viac diskov nad sebou sa nazýva zväzok diskov. Vnútorné plochy zväzku diskov sú pokryté magnetickou vrstvou . Vrchná a spodná plocha je ochranná. Celý zväzok sa otáča okolo svojej osi vysokou konštantnou rýchlosťou (3600 ot/min). Záznam a výber údajov sa prevádza magnetickými hlavami samostatnými pre každú plochu. Magnetické hlavy sú umiestnené na pohyblivých ramenách. Hlavy sa pri zápise a čítaní nedotýkajú povrchu disku ale pohybujú sa nad ním vo vzdialenosti asi 1 mikrometra. Je to z dôvodu veľkej citlivosti magnetickej vrstvy na mechanické poškodenie. Mechanickým poškodením magnetickej vrstvy dochádza k nefunkčnosti disku a tým k strate údajov.

Schématické zobrazenie disku:

Údaje sa na disk zaznamenávajú (rovnako ako na disketu) na magnetické plochy do sústerdených kružníc nazvaných stopy. Každá stopa sa delí na sektory, ktoré saú najmenšou adresovateľnou jednotkou pevných diskov. Záznam údajov sa vykonáva sériovo po bitoch postupne na stopy ležiace nad sebou. Súhrn stôp rovnako vzdialených od stredu, ale na rôznych aktívnych povrchoch , sa nazýva valec (cylinder). Stopy sa číslujú od okraja k stredu, číslovanie začína od 0.

Najdôležitejšie parametre diskov:

1. vyhľadávacia doba - čas potrebný na presun hláv na danú stopu.
2. prístupová doba - skladá sa z vyhľadávacej doby a z doby spotrebovanej radičom  na riadenie
3. rýchlosť prenosu údajov

Aby mohol disk správne pracovať, musí sa vedieť dorozumieť s počítačom. Na tento účel slúži radič disku (controller). Radič disku pracuje ako tlmočník, čiže prekladá údaje do takej formy aby boli zrozumiteľné pre zbernicu  a naopak. Radiče sa označujú skratkami  IDE alebo zatiaľ najdokonalejší SCSI. Radič IDE je schopný pripojiť dve zariadenia prenosová rýchlosť je 2-3 MB/s.

Interface - radič  SCSI (Small Computer System Interface) - je síce cenovo drahší ale má viacero výhod. Poskytuje vyššie prenosové rýchlosti ( viac 40 MB/s) a dokáže spracovávať viacero I/O požiadaviek - multitasking.

Optické nosiče údajov

Optický disk CD-ROM - pevný kotúč, na ktorého jednej ploche, pokrytej špeciálnou vrstvou, možno zaznamenávať údaje a tiež čítať. Špeciálna vrstva je tvorená najčastejše telúrov-selénová zliatina, organické zlúčeniny a magneticko-optické zmesi železa, kobaltu a terbia. Záznam údajov sa vykonáva diódovým laserom emitujúcim infračervené lúče, ktoré vyvolávajú fyzikálne efekty na bitových pozíciách záznamovej vrstvy. Na rozdiel od uloženia údajov v sústredených kružniciach u magnetických diskov sa údaje u CD-ROM-och ukladajú vo forme špirály. CD-ROM-y majú priemer 12 cm. Najdôležitejším parametrom CD-ROM je prenosová rýchlosť mechaniky. Udáva sa v násobkoch rýchlosti 150 KB/s čo znamená že dvojrýchlostná CD-ROM má prenosovú rýchlosť 300KB/s ....

Výhody optických diskov CD-ROM

1. vysoká pamäťová kapacita
2. priamy prístup k údajom
3. odolnosť voči vplyvom prostredia

Nevýhody

1. možnosť iba čítania zaznamenaných údajov
2. vysoké prvotné náklady do záznamových a čítacích zariadení

DVD (Digital Versatile Disc) - sa stáva novým štandardom, ktorý otvára nové multimediálne možnosti s ďalšou expanziou v budúcnosti. DVD uspokojuje požiadavky počítačového a filmového priemyslu.

Aj keď DVD má rozmery ako CD-ROM, čiže sa mu podobá, má oveľa väčšiu údajovú kapacitu a audio/video možnosti prinášajú novú kvalitu. Technológia použitá na záznam údajov vytvára o polovicu menšie medzery ako sú na CD a stopy, ktoré sú dvakrát bližšie.

To dáva obrovskú údajovú kapacitu DVD diskom. Väčšina DVD diskov je jednostranných s jednou, alebo dvoma vrstvami dát, pričom kapacita prehrávania sa zvýši až na 4 hodiny, v závislosti od kvality softvéru.

Dvojvrstvová technológia záznamu údajov. Pre záznam údajov sa používajú dve od seba oddelené vrstvy, medzi ktorými sa nachádza medzera menšia ako 1/2 ľudského vlasu, dokáže dvojvrstvový DVD skoro zdvojnásobiť svoju údajovú kapacitu. Kapacita 4,7 GB.
V súčasnosti je možné načítať obe vrstvy len z jednej strany. Aby to bolo možné, musí povrch stôp pokrývať špeciálny náter. Hlbšie uložená plocha používa reflektívny náter.

Optický pamäťový štítok - plastikový štítok s rozmermi obvyklej šekovej alebo úverovej karty, v ktorom je zabudovaná optická pamäťová oblasť, na ktorý je možné laserom zaznamenávať a tiež čítať údaje. Aplikácia optických pamäťových štítkov je obdobná ako u magnetických pamäťových štítkov s rozdielom pamäťovej kapacity 2 MB - 4 MB.

Výhody optických pamäťových štítkov:

1. odolnosť voči magnetickým poliam
2. odolnosť voči elektrickým poliam
3. odolnosť voči žiareniu

Polovodičové nosiče údajov

Polovodičové disky (RAM disky) - sú mimoriadne rýchle vonkajšie pamäte s možnosťou záznamu a čítania údajov. Sú vyrobené z pamäťových čipov, ktoré potrebujú stály zdroj energie.

Výhody:

1. veľkokapacitná pamäť s priamym prístupom k údajom
2. veľmi rýchly záznam a čítanie údajov
3. viacnásobná použiteľnosť

Nevýhody:

1. vysoké náklady na uchovávanie údajov
2. riziko straty údajov pri výpadku el. energie

Mikroprocesorové štítky (karty) - ICC (Integrated Circuit Cards) - obsahujú integrovaný obvod a majú rovnaké rozmery.

Rozdeľujú sa:

pamäťové karty - obsahujú niektoré z týchto typov pamätí:

RAM - pamäť umožňujúca zápis a čítanie

ROM - pamäť umožňujúca len čítanie

PROM - programmable ROM, pamäť jodnorázove programovaná užívateľom

EPROM - erasable PROM, pamäť, ktorú užívateľ elektricky naprogramuje a ktorú je možné zmazať ultrafialovým svetlom

EEPROM - elektrically EPROM, pamäť ktorú je možné elektricky mazať

karty s integrovaným mikroprocesorom - umožňujú používať dômyselnejšie zabezpečenia

Dokonalejším variantom kariet sú superinteligentné čipové karty - wallet PC. Obsahujú aj klávesnicu a displej.

Prenosné počítače

        Od  PC sa líšia rozmermi a hmotnosťou. Majú vlastný zdroj energie, ktorý im umožňuje až 4 hodiny nepretržitej prevádzky. (Compaq -klávesnicový generátor). U prenosných počítačoch sú hlavné parametre:

1. kvalita akumulátora - typ, doba prevádzky, doba nabíjania
2. hmotnosť, rozmery
3. kvalita displeja
4. klávesnica - jej vybavenie
5. prítomnosť mechaník
6. kompatibilita s PC
7. úroveň programového vybavenia
8. možnosti komunikácie

        Delenie prenosných počítačov:

Palmtop - počítače triedy Palm sú navrhnuté tak, aby sa mohli uchopiť jednou rukou, aby vošli do vrecka košeli, ale presné rozmery sa líšia. Superštíhly Palm V má asi 1,3 cm hrúbku a váži len 115 gramov (jeho batérie vydržia 1-2 mesiace). Zariadenia s Windows-om bývajú obvykle o niečo väčšie.

Výhody: Obsahujú plne vybavený PIM (osobný organizátor dát) a jednoducho sa synchronizujú s PC.

Nevýhody: Nemajú klávesnicu a žiadnu použiteľnú aplikáciu na tvorbu dokumentov, majú malú obrazovku

Cena: 9 000,- až 25 000,- Sk

Handheldy (H/PC) - rozmermi a vzhľadom sa najviac približujú k notebookom, ale ich presné rozmery sa líšia. (HP Jornada 820 - 17,8x24,6x3,3 - 1,1 kg; HP Jornada 680 - 9,4x18,8x3,3 - 0,5 kg) Batérie týchto prístrojov vydržia od 8 - 15 hodín prevádzky.

Výhody: Trieda Pren. Poč. so slušnou klávesnicou a s SVGA displejom (rozlíšenie u niektorých modeloch až 800x600). Obsahujú vreckové verzie Wordu, Excelu, PowerPointu, IE a Accessu.

Nevýhody: Nemôžu prevádzkovať Win9x alebo WinNT. Sú skoro tak veľké ako nektoré mininotebooky.

Cena: 36 000,- až 50 000,- Sk

Notebook - ponúkajú takmer všetky vlastnosti PC v prenosnom balení. Spravidla sa delia do týchto kategórií:

Mininotebooky - sú určené pre profesionálov, ktorý si viac cenia malých rozmerov a hmotností ako funkcií. (1,6 - 1,8 kg)

Výhody: Sú takmer také veľké ako niektoré Handheldy a predsa ponúkajú prácu v Windows98

Nevýhody: Disketová a CD/DVD mechanika bývajú v externom prevedení.

Cena: od 50 000,- Sk

Ultralahké notebooky - sú určené pre kancelárskeho užívateľa, ktorý nosí notebook každý deň, aby mohol čítať elektronickú poštu a pracovať so súbormi.

Výhody: Klávesnica a obrazovka v plnej veľkosti (12" alebo 13") v super tenkom (2,5 cm) a superľahkom (2,3 až 2,7 kg)  obale.

Nevýhody: Disketová a CD/DVD mechanika bývajú v externom prevedení.

Cena: od 75 000,- Sk

Bežné notebooky - určené pre mobilného profesionála hľadajúceho plne vybavený systém v kompaktnom prevedení a pre firmy hľadajúce riešenia za rozumnú cenu.

Výhody: Klávesnica a obrazovka v plnej veľkosti (13" alebo 14"), v prevedení strednej veľkosti (3,2 až 3,6 kg). Jeden alebo dva priestory pre vymeniteľné batérie.

Nevýhody: Pre často cestujúcich užívateľov môže znamenať problém ich hmotnosť

Cena: od 60 000,- Sk

Náhrady stolných systémov - určené pre pracovníkov s výkonom skutočného PC

Výhody: Klávesnica plnej veľkosti a masívna obrazovka (15"). Veľké pevné disky, DVD, disketová mechanika alebo druhý akumulátor.

Nevýhody: Hmotnosť 3,6 až 4,5 kg

Cena: od 90 000,- Sk

Lacné notebooky - pre užívateľov z domácností a malých kancelárií prihliadajúcich na cenu

Výhody: Klávesnica a obrazovka v plnej veľkosti (13"), zabudovaný pevný disk, disketová mechanika a CD mechanika.

Nevýhody: Väčšie a ťažšie (3,2 až 3,7 kg) ako ostatné notebooky a s nižším vybavením.

Cena: od 35 000,- Sk

Formátovanie

Pred prvým zápisom na disketu/disk je potrebné uvedené médium naformátovať. Formátovanie je vlastne pripravenie diskety na zápis a čítanie. Formátovaním sa disketa/disk rozdelí na stopy a sektory. Spojením minimálne dvoch sektorov na stope vzniká blok - cluster. Cluster je najmenšia elementárna jednotka na ktorú OS ukladá údaje. Počet stôp a sektorov na disku určuje jeho kapacitu.

Napr. kapacitu diskety môžeme vypočítať podľa vzorca

Počet strán   x   Počet stôp  x  Počet sektorov na stope  x  Počet bytov v sektore

Po vytvorení základnej mapy na disku vytvára disková mechanika na začiatku tabuľku umiestnenia súborov FAT - File Alocation Table a jej záložnú kópiu. Do tejto tabuľky sa zapisujú informácie o štruktúre adresára disku.