Optiki mediji za pohranu podataka CD c S

Optički mediji za pohranu podataka CD (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 1

Optički mediji n Načelo djelovanja ovih medija temelji se na fizikalnim svojstvima svjetlosti. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 2

spektar laserske svjetlosti Optički mediji n Kao izvor svjetlosti koristi se laser. n Laser je pogodan jer proizvodi monokromatsku svjetlost. Svojstvo monokromatske svjetlosti je mogućnost dobrog fokusiranja na vrlo malu površinu. spektar bijele svjetlosti (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 3

Optički mediji n Za čitanje podataka sa optičkih medija koristi se svojstvo refleksije laserske zrake od površine optičkog diska. n Na površini optičkog diska postoje mjesta koja odbijaju svjetlost na jedan od dva različita načina. n Jedan se način tumači kao logička >>0<< a drugi kao logička >>1<<. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 4

Optički disk n Osjetilo svjetla (fotoćelija) pretvara odbijenu svjetlost laserske zrake u električnu struju. n Na temelju jakosti električne struje, koja ovisi o količini svjetla koje je došlo do osjetila, elektronički sklopovi razlučuju >>0<< i >>1<<. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 5

Pogonski uređaj n Da bi se moglo reproducirati podatke pohranjene na optički medij potreban je odgovarajući pogonski uređaj. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 6

CD n Postoji više različitih vrsta optičkih medija za pohranu podataka. n Među najpopularnijima su optički diskovi poznati pod engleskim nazivom compact disc ili skraćeno CD. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 7

Građa optičkog diska n Optički disk je polikarbonatni disk promjera 120 mm i debljine 1, 2 mm. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 8

Zapis podataka n Staza po kojoj se na disk upisuju podaci ima oblik spirale. n Širina staze je 0, 5 mikrometara. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 9

Spiralna staza n Duljina spiralne staze je vrlo velika. Kada bi se mogla ispraviti, bila bi duga 5 kilometara!! n S obzirom na način zapisa podataka, gustoća podataka (količina podataka po jedinici dužine spirale) ne ovisi o mjestu na disku pa stoga i kapacitet ovisi samo o fizičkoj duljini staze. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 10

Zapis podataka n Podaci se upisuju od središta prema obodu diska kako bi se omogućila reprodukcija podataka s diskova dimenzija manjih od 12 cm. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 11

Različiti oblici medija (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 12

CD n S obzirom na mogućnosti zapisa podataka, CD optički diskovi se mogu podijeliti u tri skupine: n CD ROM, n CD-RW. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 13

CD-ROM n CD-ROM (engl. compact disc read-only memory) je optički disk namijenjen za pohranu podataka. n Podaci se na CD-ROM upisuju kod proizvođača i nije ih moguće naknadno brisati ili mijenjati, mogu se samo čitati. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 14

CD-ROM n Na CD-ROM medije se pohranjuju računalni programi, enciklopedije, baze podataka te ostale vrste podataka. n CD-ROM je ponajprije namijenjen računalu pa ga treba razlikovati od glazbenog CD-a koji se može reproducirati na kućnim uređajima za reprodukciju glazbe (engl. CD player). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 15

Građa CD-ROM-a n CD-ROM je građen od tri sloja: n polikarbonat, n aluminij, n zaštitni lak. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 16

Zapis podataka Na površini CD-ROM-a postoje dva oblika površine: n izbočenja (engl. bumps) i zaravnjenja (engl. lands). izbočenje zaravnjenje (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 17

Izbočenja ili udubljenja? n Umjesto izraza izbočenja (engl. bumps) često se u literaturi može naići na izraz udubljenja (engl. pits). n Naziv ovisi o strani CD-ROM-a s koje se CD-ROM promatra. Ono što je s jedne strane izbočenje s druge izgleda kao udubljenje. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 18

Razlike u terminologiji n Ako se disk promatra odozdo, sa strane laserskog čitača, riječ je o izbočinama. n Ako se disk promatra odozgo, sa strane naljepnice, riječ je o udubljenjima. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 19

Zapis podataka n Svaka je od izbočina dugačka najmanje 0, 83 mikrometara i visoka 0, 125 mikrometara. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 20

Proizvodnja CD-ROM-a n CD-ROM se proizvodi postupkom ubrizgavanja polikarbonata u kalupe čime je omogućena visokoserijska jeftina proizvodnja. n Kalup za izradu CD-ROM-ova izrađuje se pomoću lasera velike snage i naziva se matrica ili engl. master disk. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 21

Zapis podataka n Matrica (engl. master disk) služi kao kalup pomoću koga se proizvode CD-ROM diskovi. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 22

CD čitač n Za čitanje podataka zapisanih na CD-ROM disku dovoljan je odgovarajući pogonski mehanizam poznat pod nazivom CD čitač (engl. CD player). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 23

Pogonski uređaj n Pogonski je uređaj sastavljen od nekoliko cjelina: n optička glava, n nosač optičke glave (aktuator), n mehanizam za pogon optičkog diska, n pripadajuća elektronika. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 24

Optička glava n Sastavni dijelovi sklopa optičke glave su: n izvor laserske svjetlosti (laserska dioda), n sustav leća za fokusiranje, n osjetilo svjetlosti (fotoćelija). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 25

Optička glava optička glava (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 26

Načelo rada CD čitača n Laserska zraka se usmjerava na spiralnu stazu s podacima. n Zraka prolazi kroz sloj polikarbonata i reflektira se od aluminijskog sloja. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 27

CD-ROM n Na površini CD-ROM medija razikuju se mjesta koja odbijaju svjetlost na jedan od dva različita načina. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 28

Optički disk n Odbijena zraka svjetlosti se usmjerava na osjetilo svjetla. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 29

Optički disk n Osjetilo svjetla (fotoćelija) pretvara odbijenu svjetlost laserske zrake u električnu struju. n Na temelju jakosti električne struje, koja ovisi o količini svjetla koje je došlo do osjetila, elektronički sklopovi razlučuju >>0<< i >>1<<. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 30

Mehanizam za pogon diska n Ovaj mehanizam brine o okretanju diska, o pomicanju optičke glave, o čitanju, o fokusiranju laserske zrake te ostalim radnjama nužnim za ispravan rad optičkog diska. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 31

Pogonska elektronika - ATA norma n Da bi optički pogonski uređaj i računalo uspješno razmjenjivali podatke, potrebno ih je spojiti posredstvom odgovarajućeg sučelja. n Najčešće korišteno sučelje (norma) je PATA (engl. parallel advanced technology attachment) ili jednostavnije ATA. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 32

ATA norma n Računalo se ATA normom može spojiti sa tvrdim diskom i sa pogonskim uređajima ostalih trajnih memorijskih medija poput CD-ROMa, CDR(RW)a, DVDa, Zipa. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 33

ATA norma n ATA sučelje ugrađuje se na matičnu ploču računala i sastoji se od digitalnog sklopa s priključcima i spojnog kabela (kabel s tri priključnice). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 34

Priključci n Za ugradnju je dovoljno pogonski uređaj priključiti spojnim kabelom na odgovarajući priključak na matičnoj ploči. n Matična ploča uglavnom ima dva takva priključka. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 35

Priključci n Na jedan se priključak mogu spojiti do dva pogonska uređaja. n Ako se na isti priključak spoje dva uređaja, jedan mora biti glavni (engl. master) a drugi sporedni (engl. slave). Oni dijele istu sabirnicu. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 36

ATA norma n Razvijeno je mnogo inačica ATA norme, a najčešće korištene norme su ATA-66, ATA-100, ATA-133 (broj je brzina razmjene podataka u MBps. ) (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 37

Brzina čitanja podataka n U početku su CD-ROM čitači bili nepouzdani, osjetljivi i spori. Podatke su prenosili brzinom (brzina čitanja) od 150 KBps. n Ta se brzina može usporediti s brzinom CD čitača koji služi za reprodukciju glazbenih CD-a. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 38

Brzina čitanja podataka n Brzina od 150 KBps smatra se jednostrukom (1 x). n Svaka je sljedeća generacija bila sve brža. n Uređaji su s vremenom postizali dvostruku brzinu u odnosu na osnovnu, pa trostruku, pa sve do današnjih 40 do 50 (i više) x 150 KBps. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 39

CD-R n Popularni optički diskovi na koje korisnik može jednokratno upisivati podatke poznati su pod nazivom CD-R (engl. CD recordable). n Korisnik podatke na takav disk upisuje pomoću prikladnog CD-R snimača. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 40

CD-R n CD-R se isporučuje prazan, bez podataka. n Prazni CD-R je jeftin. n Često se prodaje u velikim pakiranjima od 50 ili 100 komada. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 41

CD-R n CD-R je građen od nekoliko slojeva. n Nosivi dio je polikarbonatni disk a na njega je nanesen sloj organske boje osjetljive na svjetlo (suži za snimanje podataka). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 42

CD-R n Na sloj boje nanesen je tanak sloj metala (srebro, legure srebra, zlato) koji služi kao refleksivni sloj. n Ovdje se ne koristi aluminij jer on nepovoljno kemijski reagira s bojama (oksidacija i korozija). n Na vrh je nanesen zaštitni sloj. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 43

CD-R n Dok je CD-R prazan, svjetlo prolazi kroz polikarbonatni dio i odbija se u potpunosti. n I na površini takvog medija moraju se ostvariti mjesta koja odbijaju svjetlost na jedan od dva različita načina. n Takva je mjesta moguće ostvariti uz pomoć odgovarajućeg pogonskog uređaja. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 44

CD-R pogonski uređaj n CD-R pogonski uređaj mora uz čitanje podataka omogućiti i zapisivanje na medij. n Takav mehanizam može disk osvjetljavati s jednom od dvije laserske zrake koje moraju biti različite po jakosti. n Jedna zraka služi za pisanje podataka a druga za čitanje. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 45

CD-R – zapis podataka n Kada zraka za zapis osvijetli dio sloja boje osjetljive na svjetlo, taj dio postane neproziran (engl. burn), tj. više ne reflektira svjetlo. n Binarni se zapis ostvaruje na temelju osvijetljenih (neprozirnih) i neosvijetljenih (prozirnih) dijelova sloja boje na mediju. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 46

CD-R – čitanje podataka n Kod čitanja tako pohranjenih podataka laserska se zraka reflektira od dijelova koji propuštaju svjetlo (koji nisu bili osvijetljeni). n Zraka se ne reflektira od dijelova površine koji su prethodno bili osvijetljeni. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 47

Nedostaci CD-R-a n Glavni je nedostatak CD-R-a taj što je podatke na njega moguće zapisati samo jednom, a nakon toga je te podatke moguće samo čitati. n Dodatni je nedostatak što sloj boje i nakon zapisa ostaje osjetljiv na svjetlo pa ako se CD-R ostavi uz jaki izvor svjetlosti dugo vremena, moguće je izgubiti podatke. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 48

CD-RW n Popularni optički diskovi na koje korisnik može upisivati, brisati i ponovo upisivati podatke poznati su pod nazivom CD-RW (engl. CD rewritable). n Isporučuju se prazni. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 49

CD-RW n CD-RW je složene strukture. n Pisanje i brisanje omogućava posebni sloj u disku koji ima svojstvo da pri zadanoj temperaturi mijenja stanje iz kristalnog u amorfno. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 50

Sloj u kristalnom stanju n Kada je smjesa u kristalnom stanju, molekule su poslagane pravilno, u kristale. n Svjetlost kroz smjesu u kristalnom stanju slobodno prolazi i reflektira se. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 51

Sloj u amorfnom stanju n Kada je smjesa u amorfnom stanju, molekule su poslagane bez reda. n Takva smjesa ne propušta svjetlo (apsorbira ga) pa se zrake ne reflektiraju. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 52

Zapis, čitanje i brisanje n Smjesu u amorfno stanje dovodi laserska zraka za pisanje pri temperaturi od gotovo 600°C. n Zraka za čitanje nema dovoljno snage da promijeni stanje smjese. n Smjesu može kristalizirati laserska zraka za brisanje (oko 200°C). Njena je snaga upravo tolika da kristalizira smjesu, ali je ne može dovesti u amorfno stanje. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 53

Pogonski uređaj n Pogonski uređaj koji može pisati, brisati i čitati CD-RW diskove naziva se CD-RW zapisivač (pržilica). n Takav uređaj može zapisivati podatke i na CDR medije, a čitati ih sa CD-ROM, CD-R i CDRW medija. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 54

Brzina n Brzina CD-RW pogonskog mehanizma govori o brzini čitanja i pisanja podataka. n Označava se sa tri broja. Npr. : 32 X 24 X 40 X (X označava osnovnu brzinu od 150 KBps) (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 55

Brzina 32 X 24 X 40 X n Prvi broj označava najveću brzinu kojom se podaci mogu zapisivati na CD-R medije. n Drugi broj označava najveću brzinu brisanja i zapisivanja novih podataka na CD-RW medije. n Treći broj označava brzinu kojom se mogu čitati podaci sa optičkih medija. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 56

Prednosti i nedostaci CD-RW-a n Prednost CD-RW diska je mogućnost višestrukog pisanja i brisanja podataka. n Nedostaci CD-RW diska su nešto viša cijena od CD-R diskova i manja pouzdanost od CD-R i CD-ROM diskova. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 57

Poteškoće pri čitanju n CD-RW medij ne reflektira onoliku količinu svjetlosti kao CD-ROM i CD-R mediji zbog čega može doći do otežanog čitanja takvih medija u starijim CD-ROM pogonskim uređajima. (kod CD-Ra se reflektira 65 -75% emitiranog svjetla a kod CD-RWa tek 15 -25%). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 58

Problemi reprodukcije n Zbog tog problema svi noviji pogonski uređaji rade prema Multi. Read normi. n U takve se uređaje ugrađuje poseban sklop koji podešava jakost laserske zrake te tako omogućava čitanje sa svih vrsta optičkih medija. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 59

Prednosti optičkih medija Optički mediji se odlikuju: n velikom gustoćom pohrane podataka (broj bitova po jedinici površine), n zbog velike gustoće zapisa veliki su i kapaciteteti (kod CD medija 650 MB ili 700 MB). (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 60

Prednosti optičkih medija n Manji je štetni utjecaj nečistoća jer je sloj u kome su upisani podaci zaštićen slojem polikarbonata. n Optička je glava dovoljno daleko od površine medija (približno 1 mm) pa je izbjegnut štetni utjecaj nečistoća koje bi mogle izazvati pad glave na površinu medija. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 61

Prednosti optičkih medija Optički mediji se odlikuju: n niskom cijenom po pohranjenom bitu podataka, n pouzdanošću i trajnošću. n jednostavnom uporabom. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 62

Vanjske izvedbe uređaja n Osim pogonskih uređaja koji se ugrađuju u kućište razlikuju se i vanjske izvedbe koje se spajaju na USB sabirnicu. (c) S. Šutalo i D. Grundler, 2006. 63