Магнитные накопители

Модемы

Назначение модемов. Модем - это устройство, которое позволяет обмениваться данными по телефонной линии.

Классификация модемов. Различают модемы, предназначенные для работы на выделенных и на коммутируемых линиях, модемы для цифровых и аналоговых линий. В зависимости от поддерживаемого режима делятся на:

– поддерживающие только асинхронный режим работы;

– поддерживающие асинхронный и синхронный режимы работы;

– поддерживающие только синхронный режим работы.

По исполнению:

1. Внутренний модем - вставляется в компьютер и в свою очередь делятся на контроллерные и бесконтроллерные.

2. Настольный модем - имеет отдельный корпус и размещается рядом с компьютером, соединяясь кабелем с портом компьютера.

3. Портативный модем – (похож на настольный модемом), но имеет уменьшенные размеры и автономное питание.

4. Стоечные модемы - вставляются в модемную стойку, повышающую удобство эксплуатации, когда число модемов превышает десяток.

По характеру применения делятся на обычные и профессиональные:

1. Обычные модемы используются дома или в офисе. Эти модемы используют только телефонные каналы /5,6/.

2. Профессиональные модемы - скоростные устройства, преимущественно стоечного исполнения. Используются для интеграции локальных сетей, в модемных пулах, для удалённого доступа к ресурсам ЛВС.

Среди обычных модемов можно выделить 3 вида:

– устройства для обмена данными (просто модемы);

– устройства для обмена данными и документами (факс-модемы);

– устройства для обмена данными, документами и приёма голосовых сообщений (голосовые факс-модемы).

По типу передающей среды можно выделить:

– модемы для 2-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, ADSL);

– модемы для 4-х проводных медных линий (обычные, профессиональные, HDSL, ISDN);

– модемы для оптоволоконных линий (FOM, FOM-T1/E1, FOM-T2/E2, FOM-T3/E3);

– модемы для радиоканалов (радио-модем, сотовый модем);

– кабельные модемы (используют коаксиальный кабель).

Аппаратное обеспечение модемов. Модемы имеют стандартные физические интерфейсы:

- последовательный интерфейс передачи данных (RS-232) или USB;

- интерфейс с телефонной линией RG-11 (четырёх - контактный телефонный разъём).

Обычный модем включает в себя:

- специализированный процессор, управляющий его работой;

- ОЗУ для буферизации передаваемых и принимаемых данных;

- ПЗУ, где хранится программа его работы и стандартные конфигурации (в большинстве модемов - энергонезависимое ОЗУ или ППЗУ, где может быть сохранено несколько подготовленных пользователем конфигураций);

- громкоговоритель для обеспечения контроля работы.

Пример организации канала передачи данных с использованием модемов приведен на рисунке 1.7. Аббревиатурой DTE (Data Terminal Equipment - оконечное оборудование передачи данных) в терминологии систем связи обозначаются оконечные цифровые устройства, генерирующие или получающие данные. Аббревиатурой DCE (Data Communication Equipment - оборудование передачи данных) обозначаются модемы. Линия связи между DCE - аналоговая, между DCE и DTE - цифровая.

Рисунок 1.7 – Структура канала передачи данных

Асинхронная и синхронная связь. В асинхронном режиме данные передаются побайтно (рисунок 1.8), каждый байт предваряется стартовым битом и завершается одним или двумя стоповыми битами. Минимальной единицей передачи является байт, а стартовые/стоповые биты между байтами обеспечивают правильное опознание начала и конца каждого байта.

В синхронном режиме данные передаются побитно, без группировки в байты. В этом случае нет накладных расходов на группировку битов, и единицей передачи является отдельный бит. Тем не менее, чтобы приемник имел возможность пересинхронизации в случае потери части потока, биты часто оформляются в пакеты различной длины, снабженные заголовком и контрольной суммой (рисунок 1.9).

Рисунок 1.8 – Структура символов при асинхронной передаче

Рисунок 1.9 – Синхронный режим передачи

Практически все современные модемы имеют похожие функциональные схемы (рисунок 1.11), состоящие из основного процессора, сигнального процессора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, RAM), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ, ROM), перепрограммируемого запоминающего устройства, модулятора/демодулятора, схемы согласования с линией и динамика. Основной процессор является встроенным микрокомпьютером, отвечающим за прием и выполнение команд, буферизацию и обработку данных - кодирование, декодирование, сжатие/распаковку и за управление сигнальным процессором. В большинстве модемов используются специализированные процессоры - Сигнальный процессор (DSP, Digital Signal Processor - цифровой сигнальный процессор) на основе типовых наборов микросхем, а в некоторых - процессоры общего назначения.

Рисунок 1.11 - Структурная схема модема.

Модуляция. Модуляции и метод построения модема в значительной степени определяют скорость передачи данных и эффективность использования канала связи. Для передачи цифровой информацию по аналоговым каналам связи ее сначала нужно закодировать. Для этого можно использовать амплитудную (АМ), частотную (ЧМ) или фазовую (ФМ) модуляции.

При частотной модуляции ЧМ (Frequency Shift Keying - FSK - для скорости передачи до 1200 бит/с) элементы передаются различными частотами несущего сигнала. Это помехоустойчивый способ модуляции, но наименее скоростной. FSK использует четыре выделенные частоты. При передаче информации сигнал частотой 1070 Гц интерпретируется как логический нуль, а сигнал частотой 1270 Гц - как логическая единица. При приеме нуль соответствует сигналу 2025 Гц, а единица - 2225 Гц.

При относительной фазовой модуляции ОФМ (Differential Phase Shift Keying – DPSK - скорость передачи от от 2400 бит/с до 4800 бит/с) информация передается путем сдвига фазы несущего сигнала. PSK использует две частоты: для передачи данных - 2400 Гц, для приема - 1200 Гц.

Квадратурно-амплитудная КАМ (Quadrature Amplitude Modulation – QAM от 9600 бит/с до 33600 бит/с) сочетает изменение фазы и амплитуды сигнала. Здесь сигнал представляется суммой синусоидальной и косинусоидально составляющих, которые находятся в квадратуре по отношению друг к другу. В методе квадратурной амплитудной модуляции QAM одновременно изменяются фаза и амплитуда сигнала, что позволяет передавать большее количество информации.

Протоколы. При использовании модемов и обычных телефонных линий связи обмен данными ведется на одной из стандартных скоростей - 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200 и 33600 bps.

Характеристики протоколов:

1. V.21 определяет требования к модемам, работающим со скоростью передачи данных 200 (300) бит/с и предназначенным для использования в общей коммутируемой телефонной сети. Данный тип модемов определяется как асинхронный, работающий в дуплекс­ном режиме по выделенному или коммутируемому двухпроводному каналу. При этом используется способ частотной мо­дуляции - " модуляции со сдвигом частоты".

2. V.22 определяет требования к модемам, обеспечиваю­щим скорость передачи данных до 1200 бит/с и предназначенных для использования в общей коммутируемой телефонной сети, модемы данного типа используют асинхронно-синхронный дуплексный режим работы. Между оконечным обо­рудованием данных и модемом данные передаются в асинхронном ре­жиме, модем удаляет стартовые и стоповые биты и передает данные в канал связи в синхронном режиме. Использует относительную фазовую модуляцию ОФМ (Differential Phase Shift Keying - DPSK), передающую информацию путем сдвига фазы несущего сигнала. Несущие частоты- 1200 и 2400 Гц, скорость модуляции - 600 Бод.

3. V.22bis. Развитие V.22 - использование шестнадцатипозиционной квадратурно-амплитудной модуляции с передачей четырех битов за одну модуляцию сигнала. Скорость передачи - до 2400 бит/с.

4. V.32 (ITU-T). Использует шестнадцатипозиционную КАМ и Trellis-кодирование, скорости передачи - 4800 и 9600 бит/с.

5. V.32bis (ITU-T). Максимальная скорость передачи данных ограничивалась 14400 bps при модуляционной скорости в 2400 бод. Ограничив стандартом V.32bis максимальную скорость передачи данных на уровне 14400 вместо 19200 bps фирма производитель, выпуская модем стандарта V.32bis, добавляла к нему свой фирменный протокол, позволяющий увеличить скорость передачи данных до 19200 и даже до 21600 bps (протоколы V.32 terbo) Расширение V.32 со скоростью передачи до 14400 бит/с, введены промежуточные скорости 7200 и 12000 бит/с.

6. HST (US Robotics). Помехоустойчивый несимметричный протокол с передачей в одну сторону со скоростью до 16800 бит/с, в обратном канале скорость фиксирована - 300 или 450 бит/с.

7. ZYX (ZyXEL). Протокол со скоростью передачи от 7200 до 16800 бит/с в обычных моделях, и до 19200 бит/с - в моделях Plus.

8. V.34. Скорость связи по обычным аналоговым телефонным линиям связи на скоростях до 33600 bps. В V.34 добавлены обязательные к применению модуляционные скорости - 3000 и 3200 бод, а также дополнительные - 2743, 2800 и 3429 бод. В стандарте V.34 скорость передачи данных может изменяться от 2400 до 28800 bps с шагом в 2400. Предполагалась скорость до 32 Kbps.

9. V.34bis (ITU-T). Расширение V.34 до скорости 33600 бит/с с промежуточной скоростью 31200 бит/с.

10. V.90. При использовании стандарта V.90 модемы могут принимать цифровые данные на одной из следующих скоростей - 28000, 29333, 30666, 32000, 33333, 34666, 36000, 37333, 38666, 40000, 41333, 42666, 44000, 45333, 46666, 48000, 49333, 50666, 52000, 53333, 54666, 56000 и 57333 bps. При использовании протокола V.90 и отличного телефонного канала скорость передачи данных не превысит 53 Kbps. Протокол V.90 по сравнению с V.34 обеспечивает лишь 50%-ное повышение производительности.

Протоколы коррекции ошибок. Протоколы коррекции ошибок основаны на повторении передачи ошибочного блока (кадра) по запросу от принимающего модема. Каждый блок снабжается контрольной суммой, которая проверяется на приемном конце, и блок не отдается потребителю до тех пор, пока не будет принят в правильном виде. Кроме исправления ошибок, протоколы коррекции могут передавать служебные сообщения между модемами.

Протоколы сжатия данных. Сжатие данных выполняется путем обнаружения и частичного устранения избыточности информации во входном потоке передающего модема, после чего закодированные блоки данных уменьшенного, размера направляются принимающему модему, который восстанавливает их исходный вид. Принцип действия алгоритмов сжатия во многом похож на работу архиваторов.

Высокопроизводительные модемы для передачи по телефонным линиям. Структурная схема обычного телефонного канала показана на рисунке 1.12.

Чаще всего телефонная связь осуществляется с помощью нескольких соединений в телефонной сети.

Рисунок 1.12 - Аналоговый модем, работающий

с телефонной линией общего пользования

Абонентская линия представляет собой двухпроводную витую пару, которая на телефонной станции преобразуется в четырехпроводную. При этом два проводника работают на передачу и два на прием. Сигнал преобразуется обратно к 2-проводной паре на линии удаленного абонента.

В обычной телефонной связи существует два типа эха. Первое эхо – это отражение от ближней (входной) гибридной схемы телефонной станции, а второе эхо – от дальней (выходной) гибридной схемы.

Упрощенная структурная схема аналогового модема стандарта V.90 показана на рисунке 1.13. Как следует из нее, большая часть обработки сигналов выполняется в цифровой форме.

Рисунок 1.13 - Упрощенная структурная схема аналогового модема

стандарта V.90

Последовательный поток данных, предназначенных для передачи, сначала скремблируется (т.е. осуществляется перемежение данных, изменение порядка следования) и кодируется. Скремблирование позволяет получить из входного потока данных псевдослучайную последовательность. Цель скремблирования состоит в том, чтобы привести спектр передаваемых данных к спектру белого шума. Без скремблирования длинная последовательность идентичных символов могла бы привести к неверному опознаванию приемником несущей.

Стандарт V.90 позволяет увеличить скорость приема данных до 56 Кбит/с и скорость передачи данных до 33.6 Кбит/с (V.34). Новый стандарт V.92 предусматривает скорость обмена до 56 Кбит/с в обоих направлениях.

Стандарт ADSL. ADSL представляет технологию высокоскоростной цифровой коммутации и маршрутизации и обработки сигналов.

ADSL имеет следующие достоинства:

1. Высокая скорость ADSL. Видеоклип размера 10 МБ, для загрузки которого необходимо 90 минут при использовании обычного модема, с помощью модема ADSL будет загружен за 10 секунд. Сверхскоростные ADSL-модемы могут передать данные со скоростью 8 мегабит в секунду.

2. Легкость установки ADSL. Используются существующие телефонные линии на основе медной витой пары от центральной коммутационной станции до дома или офиса абонента.

3. Рентабельность ADSL. Переход на новый стандарт не требует существенной перестройки существующей инфраструктуры телефонной сети.

4. Жизнеспособность ADSL. Отсутствуют трудности, которые привели бы к остановке внедрения быстродействующих волоконных сетей в домашний обиход (такие как высокая стоимость и сложность прокладки). ADSL работает с существующими телефонными сетями общего пользования.

Упрощенная схема ADSL-системы показана на рисунке 1.16.

Рисунок 1.16 – Структура и характеристики системы связи ASDL

ADSL использует часть диапазона, не применяемого для голосовой связи. Это позволяет разделить полосу 1 МГц на три информационных канала: один быстродействующий входящий канал, один дуплексный канал со средней скоростью передачи, и один обычный голосовой канал. (Нисходящий поток данных направлен от телефонной станции к клиенту, а исходящий — от клиента к станции).

Фактически, ADSL обеспечивает скорость передачи данных от сети к абоненту более 8 Мбит/с и до 640 Кбит/с при передаче данных от абонента к сети.

Структурная схема модема ADSL показана на рисунке 1.17.

Рисунок 1.17 – Структурная схема модема ASDL

Классификация и основные характеристики накопителей. В качестве ВЗУ используются устройства, различающиеся типом носителя, способом регистрации и характером использования информации, способом доступа и.т.

По типу носителя различают ВЗУ с подвижным и неподвижным носителем. Если поиск, запись и считывание информации сопровождается механическим перемещением носителя, то такие ВЗУ называют накопителями с подвижным носителем (накопители на магнитных дисках НМД), оптических дисках (НОД), магнитных лентах (НМЛ). Если при поиске, записи, считывании механического перемещения не происходит, то ВЗУ - накопитель с неподвижным носителем (накопители на основе цилиндрических магнитных доменов -ЦМД). Реже в ВЗУ используют объемную запись – полупроводниковые ЗУ, приборы с зарядовой связью.

По способу регистрации различают ВЗУ с магнитной и оптической (магнитооптической) записью.

По характеру использования информации - постоянные ВЗУ, которые допускают только чтение информации, ВЗУ с однократной записью (после чего только чтение) и многократной записью (произвольное число записей и чтения).

По способу доступа к информации - накопители с последовательным и прямым доступом.

ВЗУ принято характеризовать следующими параметрами:

− емкостью памяти;

− пропускной способность или скоростью чтения-записи;

− временем доступа, т.е. интервалом времени от момента запроса до момента выдачи блока.

Плотность записи ВЗУ b. Здесь понимают числа бит информации, записанных на единице поверхности носителя; это поверхностная плотность. Различают также продольную плотность bl, бит/мм, т.е. число бит на единице длины носителя вдоль вектора скорости перемещения, и поперечную плотность bq, бит/мм, т.е. число бит на единице длины носителя в направлении, перпендикулярном вектору скорости.

Плотность записи определяет геометрические размеры накопителя, параметры его быстродействия, а также объемами памяти.

Принцип записи информации на магнитную поверхность. В качестве запоминающей среды в устройствах магнитной записи используются порошковые и гальванические покрытия, нанесенные на немагнитную среду - подложку. В качестве подложки для магнитных лент используется лавсан. Метод записи/считывания в НМЛ контактный, магнитная головка находится в механическом контакте с магнитоносителем.

Магнитные диски и барабаны покрываются металлическими покрытиями на основе никеля, кобальта, вольфрама, наносимыми гальваническим способом. Толщина покрытия колеблется от 0,01 до 1 мкм.

Гибкие магнитные диски (дискеты) вырубаются из магнитной пленки. В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) применяется также контактный метод, в отличие от накопителей на жестких магнитных дисках (НЖМД) и накопителей типа винчестер, где метод записи-считывания - бесконтактный.

Для намагничивания отдельных участков магнитного покрытия с целью записи используется магнитная головка или блок магнитных головок, состоящих из магнитного сердечника с зазором и намотанной на него катушки индуктивности.

Накопители на гибких магнитных дисках. Устройство (НГМД) (рисунок 1.19) включает ГМД, пять основных систем (приводной механизм, механизм позиционирования, механизм центрования и крепления, систему управления и контроля, систему записи-считывания) и три специальных датчика (датчик индексного отверстия, датчик запрета записи, датчик дорожки 00).

Полезная поверхность диска представляет собой набор дорожек, расположенных с определенным шагом. Нумерация дорожек начинается с внешней стороны (нулевой дорожки). Позиция дорожки 00 определяется в накопителе с помощью специального фотоэлектрического датчика. Сама дорожка разбивается на отдельные участки записи равной длины - секторы. Начало участков записи-считывания на дорожках определяется имеющимся на диске специальным круглым индексным отверстием. Когда индексное отверстие при вращении диска проходит под соответствующим окном кассеты, другой фотоэлектрический датчик вырабатывает короткий электрический импульс, по которому обнаруживается позиция начала дорожки.

В НГМД используют два основных метода записи: метод частотной модуляции (ЧМ) и метод модифицированной ЧМ.

Адаптеры накопителей на гибких магнитных дисках. Адаптер НГМД переводит команды, поступающие из ПЗУ BIOS, в электрические сигналы, управляющие НГМД, а также преобразует поток импульсов, считываемых с дискеты МГ, в информацию, воспринимаемую ПЭВМ. Конструктивно электронное оборудование адаптера может быть размещено на системной плате. Один из вариантов построения структурной схемы адаптера НГМД приведен на рисунке 1.20.

Основным функциональным блоком адаптера НГМД является контроллер НГМД, реализуемый конструктивно обычно в виде БИС (интегральные микросхемы 8272 Intel, 765 NEC и др.). Данный контроллер обеспечивает управление операциями НГМД и определяет условия обмена с центральным процессором.

Контроллер НГМД выполняет следующий набор команд: позиционирование, форматирование, считывание, запись, проверка состояния НГМД и др. Каждая команда выполняется в три фазы: подготовительной, исполнения и заключительной.

Zip накопители. Накопители Zip выпускаются в виде внутренних SCSI- и ATAPI-моделей и внешних устройств, подключаемых через параллельный порт либо интерфейсы SCSI и USB. Диски Zip имеют максимальную емкость 250 Мбайт (поддерживается всеми дисководами, кроме USB-модели). Максимальная скорость обмена у первых моделей Zip достигала 1,4 Мбайт/с, в среднем время доступа было порядка 30 мс. Новые модели стали немного быстрее. По своим скоростным характеристикам они сопоставимы, скажем, с современными записывающими дисководами CD-RW, немного уступая им в скорости чтения и времени доступа к диску, но превосходя при этом в скорости записи.

Другим вариантом сменных накопителей, основанных на использовании мягких магнитных дисков, является так называемая флоптическая технология. Это решение подразумевает, что позиционирование головки чтения/записи осуществляется при помощи луча лазера на служебную дорожку (servo-track), а сами операции чтения и записи - стандартным магнитным способом.

У современных устройств скорость передачи данных составляет 1,1 Мбайт/с (ATAPI). У SCSI-накопителей этот показатель еще выше - до 4 Мбайт.

Стримеры. Они используются для архивирования или резервного копирования, потому что носителем информации в них служит магнитная лента (лавсан, полиэфирной или ацетатной пленки), покрытой ферролаком, нанесенным в магнитном поле с целью ориентации плоских доменов по оси легкого намагничивания.

В зависимости от типа накопителя и, соответственно, носителя, применяются ленты разной ширины и длины, начиная от 3,61 мм для миникассет до 35 мм для катушек (бобин). Чаще используется лента ширины 12,7 мм; при большей ширине возникают перекосы ленты и усложняется блок магнитных, головок. Размещение информации зависит от ширины ленты. На узких лентах информация записывается последовательным кодом, на широких - параллельным. Применяется также запись параллельно-последовательным кодом.

На рисунке 1.21 показано размещение информации на МЛ при последовательно-параллельной записи на 11 дорожках. Каждой дорожке соответствует своя магнитная головка: 8 информационных, головка синхроимпульсов, головка начала зоны. Наибольшее время тратится на поиск зоны - оно может достигать нескольких минут в зависимости от расположения искомой зоны на ленте. Лентопротяжные механизмы обеспечивают продвижение ленты со скоростями от 0,9 до 6,3 м/с. и скорость обмена информацией от 30 Кбайт/с до 1,5 Мбайт/с. Для обеспечения быстрого пуска и останова ленты в лентопротяжном механизме НМЛ имеются вакуумные колонки, которые являются буферными устройствами, содержащими определенный запас ленты в виде компенсационной петли.

а) размещение на ленте зон произвольной длины;

б) размещение информации в зоне

Рисунок 1.21 - Размещения информации при последовательно-параллельной форме размещения информации на магнитной ленте НМЛ

Контроллеры НМЛ выполняют функции управления режимами работы накопителя по командам, поступающим от ЭВМ. Контроллеры НМЛ стандартизованы и позволяют подключать до 8-ми накопителей разных типов в любом сочетании к каналу ЭВМ.

НМЛ подключаются к контроллеру с помощью стандартного интерфейса. Наиболее часто используются 8 шин управления, 4 шины признаков состояния и 8 шин ответа. Шины управления и шины признаков являются общими для всех НМЛ, подключенных к контроллеру.

Оптические и магнитооптические накопители. Оптические внешние ЗУ имеют высокую плотность записи информации, на несколько порядков большую плотности магнитных ВЗУ, так как для регистрации одного бита достаточно участка на носителе с размерами порядка длины волны излучаемого лазером света(порядка 0,5 мкм). Этот тип внешних ЗУ имеет высокое быстродействие и надежность.

Как запись на оптический носитель - оптический диск, так и воспроизведение с него, осуществляются лазерным лучем. Лазеры способны генерировать и усиливать электромагнитные колебания в диапазонах 0,4 мм...0,78 мкм (инфракрасная часть оптического спектра, это мазеры), 0,78...0,38 мкм (волны видимого света) и 0,38...2 нм (ультрафиолетовая часть спектра).

Цифровой оптический диск состоит из рабочего (регистрирующего, информационного) слоя, на который наносится информационная сигналограмма в виде определенных чередований его состояний, и основы, на которой находится этот рабочий слой. На рисунке 1.22 показана конструкция двухстороннего компакт-диска фирмы Philips, в котором две прозрачные основы с рабочими слоями соединены вместе и образуют замкнутое пространство для рабочих слоев.

	Рабочий слой		Отражающий подслой

	Воздушный промежуток

Рисунок 1.22 - Конструкция двустороннего оптического диска

Имеются отражающий зеркальный слой и воздушный промежуток. Подложка выполнена из пластика. В качестве материала рабочего слоя применяются теллур и его сплавы, сплав селена, индия, меди, алюминия, никеля и цинка.

Конструкция оптической головки, предназначенной для записи и считывания дисков, приведена на рисунке 1.23. Наиболее распространены компакт-диски диаметром 119 мм (4,7 дюймов). На однократно записываемом диске такого диаметра располагается 550 либо 680 Мбайт. Производятся так же диски диаметром 80 мм емкостью 200 Мбайт

Рисунок 1.23 - Оптическая головка комбинированного типа для дисков с перезаписью

Устройства записи работают в трех режимах. В односеансном режиме запись всего диска должна осуществляться за один проход без перерывов. Многосеансный режим позволяет записывать данные за несколько сеансов, в результате чего информация на диске представляется в виде отдельных томов, напоминающих логические разделы жесткого диска и инкрементный режим позволяет записать часть данных, остановиться, а затем продолжить запись.

Оптическое дисковое ВЗУ состоит из двух частей: накопителя на оптических дисках (НОД) и устройства управления (УУ), приведенных на рисунке 1.24.

Рисунок 1.24 - Обобщенная структурная схема оптического дискового ВЗУ

В накопителе осуществляются процессы записи, хранения, считывания, стирания и поиска информации.

Связь УУ и НОД осуществляется по шинам: команд, состояния, адреса и по линиям: данных записи, данных воспроизведения, синхронизации данных воспроизведения.

Канал записи - воспроизведения (КЗВ) представляет собой часть информационного канала ВЗУ на ОД. С его помощью реализуется запись и воспроизведение информации на ОД. Он состоит из оптической и электрической части. Оптическую часть канала называют оптической головкой (ОГ).

Электрическая часть КЗВ в процессе записи преобразует информационные сигналы, поступающие из контроллера, в форму, пригодную для записи на ОД, и управляет непосредственно реализацией процесса записи путем изменения интенсивности лазерного луча, падающего на точку записи ОД, в соответствии с информационными сигналами. При воспроизведении электрическая часть КЗВ обрабатывает электрические сигналы, поступающие из фотоприемника: формирует, детектирует, распознает и передает их в контроллер.

В быстродействующих МО-накопителях в режимах записи и чтения используется буферная кэш-память большого объема (от 4 Мбайт).

Система поиска информации в НОД включает в себя позиционер оптической головки, привод ОД а также в случае многодисковых НОД систему хранения, выбора и смены ОД.

Позиционер ОГ служит для перемещения ОГ на заданную дорожку ОД и удержания светового луча на дорожке в процессе записи и воспроизведения.

На рисунке 1.25 показана структурная схема CD ROM.

Рисунок 1.25 - Структурная схема CD-ROM

Состав:

- сервосистема управления вращением диска;

- сервосистема позиционирования лазерного считывающего устройства;

- сервосистема автофокусировки;

- сервосистема радиального слежения;

- система считывания;

- схема управления лазерным диодом.

Сервосистема управления вращением диска обеспечивает постоянство линейной скорости движения дорожки считывания на диске относительно лазерного пятна. Характерными признаками исправной работы являются четко прослеживающиеся фазы:

– старт и разгон вращения диска;

– установившийся режим вращения;

– интервал торможения до полной остановки;

– съем диска лотком каретки и вынос его наружу из дисковода.

На рисунке 1.26 показана структура связей оптико-электронной системы считывания информации.

Рисунок 1.26 - Структура связей оптико-электронной системы

считывания информации

Сервосистема позиционирования головки считывания информации обеспечивает плавное подведение головки к заданной дорожке записи с ошибкой, не превышающей половины ширины дорожки в режимах поиска требуемого фрагмента информации и нормального воспроизведения. Сервосистема радиального слежения обеспечивает удержание луча лазера на дорожке и оптимальные условия считывания информации.

Контроль и управление вертикальным перемещением фокусирующей линзы осуществляется под воздействием сервофокуса. Эта система обеспечивает точную фокусировку лазерного луча в процессе работы на рабочей поверхности диска.

Система считывания информации содержит фотодетекторную матрицу и дифференциальные усилители сигналов. О нормальной работе этой системы можно судить по наличию высокочастотных сигналов на ее выходе при вращении диска.

Система управления лазерным диодом обеспечивает номинальный ток возбуждения диода в режимах пуска диска и считывания информации. Признаком нормальной работы системы является наличие ВЧ-сигнала амплитудой около 1 В на выходе системы считывания.

ВЗУ на ЦМД – содержащих материалах. Цилиндрические магнитные домены (ЦМД) представляют собой изолированные однородно намагниченные области магнетика в форме круговых цилиндров, направление вектора намагниченности в которых противоположно направлению намагниченности остальной части магнетика.

Для создания ЦМД на практике используются нанесенные на подложку тонкие плоскопараллельные пластины - пленки (толщиной от 1 до 100 мкм) магнитных материалов с наведенной в процессе изготовления анизотропией, обладающие малой остаточной индукцией порядка 0,01 - 0,02 тесла.

ВЗУ на основе голографии. Использование лазерной техники для ввода, хранения и выдачи информации в форме объемных изображений позволило создать голографические средства отображения (СО). Объем памяти голографических ЗУ практически неограничен: теоретически достижимая плотность записи с помощью двумерных голограмм - 410 8 бит/см2, а с помощью объемных голограмм - 41012 бит/см 3.

Дата добавления: 2014-01-11