4 – Princip zápisu na HDD, CD a Blu-ray disk.

Princip zápisu na HDD, CD a Blu-ray disk. Kapacity, značení, Rozdíl mezi CD a DVD

Pevný disk (zkratka HDD, anglicky hard disk drive)

je zařízení, které se používá v počítačích a ve spotřební elektronice (MP3 přehrávače, videorekordéry, …) k dočasnému nebo trvalému uchovávání většího množství dat pomocí magnetické indukce. Předchůdcem pevných disků je magnetická páska a disketa. Data jsou na pevném disku uložena pomocí magnetického záznamu. Disk obsahuje kovové nebo skleněné desky – tzv. plotny pokryté tenkou magneticky měkkou vrstvou. Hustota datového záznamu se udává jako počet bitů na měrnou jednotku plochy disku [bitů/inch2], [bitů/mm2]. Čtení a zápis dat na magnetickou vrstvu zajišťuje čtecí a zápisová hlava (vpravo). Dříve se na čtení používaly magnetodynamické hlavy, nyní se používá krystal měnící vodivost podle mag. pole. Na jednu plotnu jsou dvě hlavy, protože jsou data z obou stran, strana plotny, na které je magnetický záznam, se nazývá povrch. Hlava „plave“ na vzduchovém polštáři těsně nad povrchem, ve vzdálenosti řádově mikrometrů (10–6m).

Data jsou na povrchu pevného disku organizována do soustředných kružnic zvaných stopy, každá stopa obsahuje pevný anebo proměnný počet sektorů z důvodu efektivnějšího využití povrchu – povrch je většinou rozdělen do několika zón, každá zóna má různý počet sektorů na stopu. Sektor je nejmenší adresovatelnou jednotkou disku, má pevnou délku (donedávna 512 byte na sektor, nyní by se již po domluvě výrobců měly vyrábět disky s 4 KB na sektor). Pokud disk obsahuje více povrchů, všechny stopy, které jsou přístupné bez pohybu čtecí hlavičky se nazývají cylinder (válec). Uspořádání stop, povrchů a sektorů se nazývá geometrie disku.

V dnešní době pevné disky dosahují kapacity stovek GB až jednotek TB s přístupovou dobou okolo 8ms u standardních disků s rychlostí otáčení ploten (7 200 ot/min a 5 400 ot/min). U serverových vysokorychlostních (10 000 ot/min a 15 000 ot/min) disků pod 4ms. Přenosová rychlost je podle typu připojení. Disk připojený přes sběrnici ATA (IDE) komunikuje rychlostí 8,3MB/s (ATA 1) až 133MB/s (ATAPI 7). U disků připojených pomocí sériové sběrnice SATA jsou přenosové rychlosti 150MB/s (SATA 1. generace) až 600MB/s (SATA 3. generace).

Kompaktní disk (CD podle zkratky anglického názvu Compact Disc)

Data na něm jsou vypálena (vylisována) do záznamové vrstvy ve stopách na jedné dlouhé spirále začínající ve středu média, která se postupně rozvíjí až k jeho okraji. Každá stopa může obsahovat digitální zvukovou nahrávku (tzv. audio CD) nebo (počítačem čitelná) data (CD-ROM). Příčný odstup stop je 1,6 μm. Délka celé spirály je zhruba 6 km a hustota dat v ní uložených je konstantní. Pro čtení kompaktních disků se používá laserové světlo s vlnovou délkou 785 nm. Při vypalování se na disk (záznamovou vrstvu) vypálí pity (prohlubně), které reprezentují binární informaci. Při mazání (CD-RW; Compaq Disc – ReWritable) se povrch disku zahřeje na určitou teplotu (cca. 300°C) a povrch disku se částečně scelí – data z disku jsou vymazána.

Parametry

• Kapacita disku: velikost disku v MB (standardně 650 – 700 MB)
• Rychlost zápisu: udává, jak rychle je možné na disk zapisovat (udává se v násobku základní rychlosti – 170 kBps)
• Velikost disku: standardně 12cm, vyrábějí se i 8cm disky

DVD (anglicky Digital Versatile Disc nebo Digital Video Disc)

Princi zápisu je velice podobný zápisu na CD, avšak data na DVD jsou uložena hustěji (pity jsou menší a blíže u sebe). Příčný odstup stop je 0,74 μm. Na DVD se zapisuje/čte se červenýmlaserem s vlnovou délkou 650 nm. Na DVD je možno zapisovat až do 4. vrstev s obsahem dat 4,7GB/vrstva – celkem 18,8 GB

Parametry

• Kapacita disku: velikost disku v MB (4,7GB – 15,9GB, podle počtu stran a vrstev)
• Rychlost zápisu: udává, jak rychle je možné na disk zapisovat (udává se v násobku základní rychlosti – 1350 kBps)
• Velikost disku: standardně 12cm, vyrábějí se i 8cm disky

Blu-ray disk

Patří k třetí generaci optických disků, určených pro ukládání digitálních dat. Data se ukládají ve stopě tvaru spirály 0,1 mm pod povrch disku, příčný odstup stop je 0,35 μm. Pro čtení disků Blu-ray se používá laserové světlo s vlnovou délkou 405 nm. Tak jako CD a DVD, má i blu-ray disk průměr 12 cm (v menší variantě 8 cm) a tloušťku 1,2 mm. Disky umožňují záznam dat s celkovou kapacitou až 25 GB u jednovrstvého disku, 50 GB u dvouvrstvého disku až po 80 GB u oboustranné dvouvrstvé varianty. Díky umístění záznamu 0,1 mm pod povrch je možné vyrobit hybridní disk s DVD i Blu-ray záznamem na jedné straně disku.