Размещено на http://www.allbest.ru/

БИТИ НИЯУ МИФИ Балаково, Россия

Инновации в конструктивных решениях (на примере магнитооптических накопителей)

Архипов Алексей Юрьевич

Содержание

1. Определение: что такое магнитооптические накопители

2. История возникновения магнитооптических накопителей

3. Технологии записи на магнитооптический накопитель

4. Преимущества и недостатки магнитооптических накопителей

Заключение

Список литературы

1. Определение: что такое магнитооптические накопители

магнитооптический накопитель лазерный оптический

Магнитооптический накопитель (magnetooptics disk storage) -- запоминающее устройство, выполненное в виде накопителя, использующего оптическое (лазерное) управление и магнитный материал, запись данных на который возможна только при нагреве до температуры Кюри и выше (порядка 145-3000 по Цельсию). Информация записывается на сменные магнитооптические дискеты. Нагрев носителя производится сфокусированным лучом лазера, а запись -- магнитной головкой. Считывание данных выполняется при обычной температуре также при помощи луча лазера, но уже меньшей мощности.

МО-накопители используют интерфейс SCSI или SCSI-2; выпускаются во встроенном и внешнем варианте, кроме обычных дисководов существуют так называемые «оптические библиотеки» с автоматической сменой дисков. Важной особенностью магнитооптических накопителей является повышенная надежность хранения данных, в том числе по длительности -- не менее 10 лет без перезаписи (для обычных магнитных накопителей она ограничивается пятью годами). При этом количество допустимых перезаписей данных на один носитель (дискету) составляет один миллион раз. Это делает их весьма перспективным средством архивирования и длительного хранения данных.

2. История возникновения магнитооптических накопителей

Впервые магнитооптический накопитель появился в начале 1980-х годов, первая широко известная система магнитооптики от Canon с дисками объемом 256 MB устанавливалась в компьютеры NeXT первого поколения с 1988 года. Магнитооптический накопитель взаимодействует с операционной системой как жёсткий диск, то есть предоставляет операционной системе произвольный доступ в режиме чтения-записи к отдельным секторам диска. Это свойство магнитооптического накопителя позволяет эффективно использовать на нём файловые системы, ориентированные на применение на других накопителях на магнитных дисках (FAT32, NTFS, ext4 и пр.).

Магнитооптические дисководы и диски изготовлялись компаниями

Sony, Fujitsu, Hitachi Maxell, Mitsubishi, Nikon, Sanyo. Наиболее популярной данная технология была в начале-середине 1990-х.

Современные накопители имеют форм-фактор 3,5 или 5,25 дюйма. Все носители и накопители стандартизированы и обладают хорошей совместимостью. Приводы с форм-фактором 5,25-дюйма используют диски объемом 650 Мбайт, 1,3, 2,6 и 5,2 Гбайт. Приводы размером 3,5-дюйма могут работать с дисками объемом 128, 230 и 640 Мбайт. В стандартах предусмотрены также 5,25-дюймовые диски на 10,4 Гбайт и 3,5-дюймовые диски на 1,3 и 2,6 Гбайт. Магнитооптическая технология была разработана фирмой IBM в начале 1970-х. Первые промышленные образцы были изготовлены корпорацией Sony. МО-накопители выпускаются компаниями

Fujitsu, Ricoh, Maxoptix, Olympus, Pinnacle Micro.

Магнитооптический диск изготавливается с использованием ферромагнетиков, например аморфный сплав Tb_x(Fe_yCo_1-y)_1-x (типичные x около 0.2, y около 0.9). Первые магнитооптические диски были размером 130 мм (5,25 дюйма), затем появились диски размером 90 мм (3,5 дюйма).

Магнитооптика первого поколения, появившаяся в конце 1989 года, использовала двухсторонние 130 мм (5,25 дюймовые) диски объемом 650 МБ, скоростью чтения в 1 МБ/с и временем случайного доступа 50-100 миллисекунд. В персональных компьютерах практически не использовались, в том числе из-за того, что дисководы MO не помещались в стандартные отсеки ПК. Второе поколение магнитооптики использовало односторонние диски 90 мм (3,5 дюйма) с аналогичными скоростными показателями. За счет использования меньших по диаметру дисков, дисководы стали помещаться в стандартные отсеки. Однако НЖМД в то время обладали более высокими скоростными характеристиками.

Самые первые магнитооптические диски могли записать информацию лишь один раз и не поддерживали ее стирание или перезапись. Они обозначаются WORM («write once, read many»). Затем появились более удобные в работе перезаписываемые магнитооптические диски, хотя WORM все еще доступны.

Позже появились более емкие варианты магнитооптических дисков, обозначаемые 2X, 3X, 4X и т. п.

Для записи в классических приводах и дисках MO применялось три прохода. В первом проходе происходит стирание ранее записанной информации. Во втором проходе в стертую область записываются данные, а третий проход используется для проверки записанных данных. За счет проверки надежность MO выше чем у перезаписываемых CD и DVD дисков.

Начиная с 1997 года на рынке появились дисководы, поддерживающие технологию LIMDOW (light intensity modulated direct overwrite), при которой первые два прохода объединялись в один, за счет того, что магниты для стирания внедрялись в сам MO диск.

3. Технологии записи на магнитооптический накопитель

Запись на магнитооптический диск осуществляется по следующей технологии: излучение лазера разогревает участок дорожки выше температуры точки Кюри(примерно 150 градусов цельсия для используемых материалов), после чего магнитная головка, расположенная с обратной стороны диска, создает электромагнитный импульс, который изменяет намагниченность. Эти изменения создают отпечатки, эквивалентные питам на оптических дисках.

Существует два варианта записи. В первом из них, magnetic field modulation (MFM), мощность лазера при записи поддерживается постоянной, а информация модулирует создаваемое магнитное поле. Во втором варианте, light intensity modulation (LIM), при котором запись возможна только на заранее стертую область памяти, используется постоянное магнитное поле и модулированный свет лазера. Для стирания используются

немодулированный свет лазера и немодулированное магнитное поле

Считывание осуществляется тем же самым лазером, но на меньшей мощности, недостаточной для разогрева диска: поляризованный лазерный луч проходит сквозь материал диска, отражается от подложки, проходит сквозь оптическую систему и попадает на датчик. При этом в зависимости от намагниченности изменяется плоскость поляризации луча лазера (эффект Керра) что и определяется датчиком.

4. Преимущества и недостатки магнитооптических накопителей

Преимущества:

• В середине 1990-х имели относительно невысокую стоимость за мегабайт (среди сменных накопителей) -- около 27-50 центов США за мегабайт в 1994 году

• Более низкая подверженность магнитным полям по сравнению с магнитными дисками

• Гарантированное качество записи

• Синхронный вывод

• МО-диски допускают значительное количество циклов стираниязаписи, по заявлениям производителей -- порядка миллиона

• Скорость вращения составляет 3 000--3 600 об/мин, что обеспечивает много большую скорость передачи данных по сравнению с НГМД, скорость чтения достигает нескольких мегабайт в секунду, записи -- порядка мегабайта в секунду

• МО-носитель полностью размещён внутри защитного корпуса из твердой пластмассы, что обеспечивает его лучшую сохранность,

• Существуют приводы MO с различными интерфейсами: ATAPI,

LPT, USB, SCSI, IEEE-1394a

• Время хранения данных на MO оценивается в 50 лет, тогда как для CD-RW не превышает 15-20 лет.

Недостатки:

• Относительно низкая скорость записи, вызванная необходимостью перед записью стирать содержимое диска, а после записи -- проверкой на чтение. Данный недостаток начал частично устраняться в поздних (начиная с 1997 года) моделях приводов за счет LIMDOW.

• Высокое энергопотребление. Для разогрева поверхности требуются лазеры значительной мощности, а следовательно и высокого энергопотребления. Это затрудняет использование пишущих МО приводов в

мобильных устройствах. Также приводы MO могут потребовать дополнительного охлаждения.

• Высокая цена как самих дисков, так и накопителей (например,

Mueller в книге 2003 года приводит цены в 9800 руб. (300$) за привод, 530 руб. (16$) за 3.5 диск и 2000 руб. (60$) за 5.25 диск). Высокая стоимость в значительной степени ограничила использование MO профессиональным архивированием.

• Малая распространённость.

• Существуют проблемы с чтением картриджей, отформатированных на дисководах другого производителя; проблемы более вероятны для дисков 5.25 чем для 3.5.

Заключение

Магнитооптический накопитель (magnetooptics disk storage) -- запоминающее устройство, выполненное в виде накопителя, использующего оптическое (лазерное) управление и магнитный материал, запись данных на который возможна только при нагреве до температуры Кюри и выше (порядка 145-3000 по Цельсию). Информация записывается на сменные магнитооптические дискеты. Нагрев носителя производится сфокусированным лучом лазера, а запись -- магнитной головкой.

Считывание данных выполняется при обычной температуре также при помощи луча лазера, но уже меньшей мощности. Запись на магнитооптический диск осуществляется по следующей технологии: излучение лазера разогревает участок дорожки выше температуры точки Кюри(примерно 150 градусов цельсия для используемых материалов), после чего магнитная головка, расположенная с обратной стороны диска, создает электромагнитный импульс, который изменяет намагниченность. Эти изменения создают отпечатки, эквивалентные питам на оптических дисках.

Список литературы

1. Википедия [Электронный ресурс] Магнитооптический диск // URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Магнитооптический_диск (дата обращения 14.12.2015)

2. Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия [Электронный ресурс] Магнитооптический накопитель // URL: http://megabook.ru/article/Магнитооптический%20накопитель (дата обращения 14.12.2015)

Размещено на Allbest.ru