Háttértár

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A merevlemez (angolul hard disk drive, rövidítése HDD), olyan háttértároló hardverelem, ami az adatokat kettes számrendszerben ábrázolva, a mágnesezhető réteggel bevont, forgó lemezeken tárolja.

A háttértár olyan számítógépes hardverelem, mely nagy mennyiségű adatot képes tárolni, és azokat a számítógép kikapcsolása után is megőrzi. Erre azért van szükség, mert a számítógép műveleti memóriájában csak ideiglenesen lehet adatot tárolni, ennek tartalma a számítógép kikapcsolása után törlődik. A mai számítógépek legtöbbje digitális, azaz számokkal dolgozik, minden adatot (kép, hang, egyéb) számokká alakítva kap meg, így számokat dolgoz fel és azokat kell, hogy eltárolja. A tároló eszközök különböző (mechanikai, mágneses, elektronikus és optikai) elveken tárolják az adatokat.

Fajtái[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mágneses tárak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mágneses huzal[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mágnesdob[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az Ural számítógépek mágnesdobja

A mágnesdob történelmileg a számítástechnika legrégebbi digitális mágneses tárolója. 1950 és 1960 között ez volt a legelterjedtebb tároló. Ezen tárolták a programokat és a különböző adatokat is. A mágnesdob egy, a légellenállás csökkentése céljából vákuumban elhelyezett ferromágneses anyaggal borított fém henger. Az adatokat tároló csatornákat (track-eket) a dob felszínén helyezték el, és minden csatornához egy-egy rögzített olvasó/író fej tartozott. Ez egyébként a mágneslemez és mágnesdob közti alapvető különbség: míg az előbbi esetében a lemez is és az olvasó fej is mozog, az utóbbinál csak a dob forog. Ez a megoldás mágnesdob esetében nagyságrendekkel rövidebb elérési időt biztosított.

A BSD operációs rendszerekben anakronizmusként mind a mai napig fennmaradt a /dev/drum elnevezés (drum = dob), amivel most a virtuális memóriát azonosítjuk.

Ferritgyűrűs memória[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Áram-járta vezető mágneses tulajdonságait használja ferromágneses anyagok felmágnesezésére, vagy ellenkező áramiránnyal átmágnesezésre. A két különböző állapot teszi lehetővé az információ tárolást. A felmágnesezett ferritgyűrű mágneses állapotát a tápfeszültség megszűnése után is megtartja, ezért rendszerösszeomlás esetén sem veszítjük a tárolt adatokat.

Az apró, néhány tized milliméteres gyűrűket külön nem rögzítik, azokat keretre feszített huzalokból álló háló tartja. Jellemző sűrűség a négyzet-milliméterenkénti egy gyűrű volt.

Mivel a vasmagok mágneses hiszterézise jelentősen függ a hőmérséklettől, szükséges volt, az állandó üzemi hőfok beállításához, a számítógépterem állandó hőmérsékletének biztosítása, hűtése.

Mágnesszalag[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Analóg adatrögzítési módszerrel analóg jeleket (hang, kép) rögzítünk mint folytonos elektromágneses jeleket a mágneses mező erejét változtatva (hullámokat) a mágnesezett szalagon.A számítástechnika őskorában analóg mágnesszalagokat is használtak adattárolásra.

A digitális mágnesszalagok az adatokat kettes számrendszerben ábrázolva, egy mágnesezhető réteggel bevont, szalagon tárolják. Az első digitális mágnesszalag 1952-ben került a piacra. Ez a lyukszalag mágneses változatának volt tekinthető. A szalagon 7 csatornán rögzítettek információt (6 csatornán adatot és a 7. csatornán az úgy nevezett paritáskódot.

ZIP lemez[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A ZIP lemez tulajdonképpen a 3,5" floppy lemez utódja, amely nem futott be olyan nagy karriert. Rájöttek, hogy a hagyományos 3,5"-es FD (Floppy Disk) 1,44 MB tárkapacitása sokszor kevés. Nagyobb adat archiválásánál egyre többször kellett az adatokat szétdarabolni. Ezt általában tömörítőprogramokkal tették meg. Hosszadalmas folyamat volt ez, és ha hozzávesszük, hogy a floppy milyen könnyen sérült, akkor néha bizony sikertelennek is kell tekintenünk az adatok lementését. Ezért fejlesztették tovább a floppy-t: a fejlesztés eredménye lett a ZIP lemez, amelyre már kb. 100MB-nyi adat fért fel. Mivel a floppy elvén működött, így az olvasási, és főleg az írási sebessége ekkora adatmennyiségnél elfogadhatatlanul lassú volt. Sérülékenysége is hasonló volt elődjéhez, nem is beszélve a magas áráról - ezért sem terjedt el széles körben. Helyét az adatarchiválásban a CD-k vették át, amelyek jóval olcsóbbnak bizonyultak, és az adatátvitel is sokkal gyorsabb volt.A ZIP lemez így gyorsan feledésbe merült.

Merevlemez (winchester)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A merevlemezes egységben több, egymás felett elhelyezkedő, mágneses réteggel bevont könnyűfém lemezt helyeznek el. Az adatokat ebben az esetben író-olvasó fej segítségével lehet elérni, minden lemezhez tartozik egy-egy ilyen fej, amelyet egy fejmozgató egységre szerelnek fel. Az állandó sebességgel, gyorsan forgó lemezektől a fej kis távolságban mozog. A merevlemezek zárt külső borítása védi az adatokat tartalmazó lemezeket a külső mechanikai sérülésektől és szennyeződésektől. A merevlemezes tárolóban elhelyezkedő lemezek fizikai felépítése, sávokra, a sávok pedig szektorokra vannak beosztva. A merevlemezek nem egy szektort, hanem egyszerre többet kezelnek. A több egységből álló szektort klaszternek nevezzük. A merevlemezeket a számítógép házába építik be, a hordozható háttértárolók bármelyik számítógépben felhasználhatóak.

Az első merevlemezt az IBM angliai Winchester városa mellett található Hursley-parki laboratóriumában fejlesztették ki, ezért kapta a winchester nevet. Ez az elnevezés lassan feledésbe merül.

Hajlékonylemez (flopilemez)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hajlékonylemez egy mindkét oldalán mágnesezhető réteggel ellátott műanyagból készült korong. A külső fizikai behatásoktól egy tok védi meg, aminek a belső oldala a nagyobb méretű lemezeknél filc borítású. A lemezt a használathoz nem kell (és nem is lehet) kivenni a tokjából. Az író-olvasó fejnek és a lemez forgató mechanikának a megfelelő rések ki vannak vágva a tokon.

Mágneses buborékmemória[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mágneskártya[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Teljesítménymérés[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tárolók teljesítőképességére jellemző a másodpercben megadott t hozzáférési idő, a bitben kifejezett C kapacitás és a bitenkénti költség K.

A leggyakrabban használt memóriák teljesítőképessége; t – várakozási idő másodpercben, C – a kapacitás bitben, K – a mágnesdobra vonatkoztatott relatív költség

tároló t C K
ferritgyűrűs 10^{-6}10^{-5} 10^410^7 10
mágnesdob 10^{-3}10^{-1} 10^510^7 1
mágneslemez 5.10^{-2}…5.10^{-1} 10^710^9 10^{-2}
mágnesszalag 10…500 10^710^8 10^{-3}

Optikai tárak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az különböző szabványos CD és DVD lemezek, optikai tárak 1.2 mm vastag 120 mm átmérőjű polikarbonát diszkek amelyeket egy nagyon vékony alumínium réteggel tesznek fényvisszaverővé.

Az adatok tárolása a lemez felületébe égetett vagy nyomott apró lyukacskák (pits) segítségével történik. Ezek a lyukacskák (pits) a lemez közepéből kiinduló spirál mentén kerülnek elhelyezésre. A lemezek tároló kapacitása elsősorban az olvasásra használt lézer fény hullámhosszának a függvénye, minél rövidebb hullámhosszú fényt használunk annál több és kisebb lyukacskát (pits) tudunk elhelyezni egy-egy lemez felszínén. A lemezen található lyukacskák nem közvetlenül jelentenek 0 vagy 1 logikai értéket, hanem a változásukat felhasználva úgy nevezett NRZi kódolási sémát használnak.

Compact Disc (CD)[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az első CD lemezt 1981-ben a Berlini Rádiótechnikai vásáron mutatták be. A CD lemezen a lemez olvasásánál használt 780 nanométer hullámhosszú közel infravörös lézerfény biztosította felbontásnak megfelelően az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és az nyomok (tracks) közti távolság 1,6 µm. Ez a szabványos CD 12 cm átmérőjű lemezen maximálisan 900 MB információ tárolását teszi lehetővé.

A CD-lemezeknek, meghajtóknak ma több fajtáját különböztetjük meg. Az egyik típusa a CD-ROM. Ezeket a lemezeket gyárilag írják meg, ezután adatokat ráírni, illetve törölni nem lehet róluk. A CD-R típusú lemezek egyszer írhatók, s írás után már csak olvasni tudjuk a rajta lévő adatokat. Ilyen lemez írásához CD-író szükséges. A legújabb CD-k lehetővé teszik azt is, hogy a felírt adatokat letöröljük, s a lemezeket újraírjuk. Ezek a CD-RW típusú lemezek, amelyek írásához, törléséhez újraírható CD-meghajtó szükséges.

DVD[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az 1995-ben megjelent DVD lemezek olvasásánál 650 nanométer hullámhosszú vörös lézerfényt használnak. Ennek megfelelően az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és a nyomok (tracks) közti távolságot 0,74 µm-re csökkenthették. Így a DVD lemezek maximális kapacitása 4,7 GB. További újításként bevezették a kétrétegű írást, ennek megfelelően a szabvány méretű lemezek kapacitását 8,5 GB-ra növelték.

Magas minőségű mozgóképek, filmek tárolására a CD kis tárolókapacitása miatt alkalmatlan, ezért új eszközt fejlesztettek ki, a DVD-t. A DVD lemezeken a filmeket tömörítve tárolják. Fizikai mérete megegyezik a CD lemez méretével, így a DVD meghajtók alkalmasak CD lemezek kezelésére is. A DVD lemezek fizikai felépítése hasonló a CD lemezekéhez, csak a bemélyedések egymástól való távolsága kisebb, mint a CD lemezeken. Ezáltal nagyobb az adatsűrűség, s nagyobb tárolókapacitás érhető el. A DVD lemezeknek létezik egy- és kétoldalas változata is. A CD-hez hasonlóan itt is van egyszer írható (DVD-R, DVD+) és újraírható (DVD-RW, DVD+RW).

Blu-ray[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A hagyományos DVD lemezek továbbfejlesztett változata. Lényege, hogy amíg a szabványos DVD lemezek olvasására 650 nanométer hullámhosszúságú vörös fényű lézert használnak, addig ezeket a lemezeket 405 nm hullámhosszú ibolya színű lézer fénnyel lehet írni/olvasni. Így az információ tárolásra szolgáló lyukacskák (pits) és a nyomok (tracks) közti távolság 0,32 µm-re csökkent. Ez adattároláskor közelítőleg 10-szer nagyobb adatsűrűséget jelent.

Minidisc[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Szilárd félvezető áramkörre épülő tárak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Pendrive[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A pendrive egy parányi nyomtatott áramkört tartalmaz, a ráerősített fémcsatlakozóval, általában egy műanyag tokba téve. A csatlakozója a személyi számítógépeken elterjedt „A típusú” USB csatlakozó. Önálló áramforrásuk csak akkor van, ha egyéb szolgáltatással is rendelkeznek, például adatmenyiség-kijelzés vagy MP3-zenelejátszás, diktafon funkció.

CompactFlash[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

I-es és II-es típusú létezik belőle.

SONY Memory stick[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

(Std/Duo/Pro/MagicGate verzió)

Secure Digital[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

MMC[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

SmartMedia[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

xD-Picture Card[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Papíralapú adattárak[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Lyukszalag[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A lyukszalag egy perforált leginkább papírból készült szalag, amelyet 20. században széleskörűen használtak adattárolásra és adat beviteli eszközként. A lyukszalagon a lyukak sorban helyezkedtek ezek számának megfelelően beszéltünk 5 illetve 8 csatornás lyukszalagokról. Az információt hordozó lyukak között egy – a szalagot aszimmetrikusan felosztó – apróbb lyuksor is található, mely a mechanikus szalagolvasók esetében a szalag továbbítását segítette. Ezeknek a lyukaknak a segítségével húzza a szalagot egy fogaskerék. Optikai olvasók esetében ezek révén ellenőrizhető, hogy oldalhelyesen van-e a lyukszalag az olvasóba befűzve.

Lyukkártya[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A lyukkártya vagy Hollerith-kártya olyan adathordozó, elsődlegesen adatbeviteli eszköz, ahol a digitális információt a keménypapírból készült kártyán adott pozícióban meglevő lyukakkal ábrázolják.

Lyukkártyákat illetve azonos elven működő információtároló eszközöket már a 18. század közepén is használtak az automatizálás és az adatfeldolgozás területén. Ezek célja az ismétlődő folyamatok vezérlése volt. Működési elvük a zenélő dobozok működésén alapul. Ezeknél és hasonló automatáknál egy forgó henger a rajta levő lyukakkal vezérelte a zeneszámok lejátszását vagy mechanikai folyamatokat.

A lyukkártyák írására vagyis lyukasztására külön gép, a kártyalyukasztó szolgált, de készítettek kézi lyukasztásra szolgáló egyszerű kártyalyukasztókat is. A kártyák beolvasása optikai vagy mechanikus olvasóberendezésekkel történt

Egyéb[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hologram[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Hanglemez/Gramofonlemez[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

(az 1980-as években néhány otthoni számítógép program elosztására használták)

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]