информатика_1 / лекции / 13
.pdfВнешняя память на оптических дисках
Накопители на оптических дисках предназначены для
распространения дистрибутивов программ, для
хранения и транспортировки информации. Существует несколько типов накопителей на оптических дисках.
Различают пишущие накопители двух типов — CD-R и CD-RW. На рабочий слой диска лучом лазера наносят
пятна, которые поглощают свет как штрихи. Диск CD-R
позволяет сделать однократную запись с персонального компьютера, диск CD-RW предназначен для многократной записи.
Изготавливается компакт-диск с использованием очень мощного инфракрасного лазера, который выжигает отверстия диаметром 0,8 микрон в специальном стеклянном контрольном диске.
По этому контрольному диску делается шаблон с выступами в тех местах, где лазер прожег отверстия. В шаблон вводится жидкая смола (поликарбонат), и таким образом получается компакт-диск с тем же набором отверстий, что и в стеклянном диске. На смолу наносится очень тонкий слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным лаком.
Углубления в нижнем слое смолы в английском языке называются термином впадина (pit), а ровные пространства между впадинами называются термином площадка (land). Во время воспроизведения лазерный диод небольшой мощности светит инфракрасным светом сменяющиеся впадины и площадки. В результате, если свет отражается от выступа, фотодетектор проигрывателя получает меньше света, чем при отражении от площадки.
Хотя, казалось бы, проще всего использовать впадину для записи 0, а площадку для записи 1, более надежно использовать переход впадина/площадка или площадка/впадина для 1 и его отсутствие для 0. Впадины и площадки записываются по спирали.
Диск DVD — цифровой универсальный диск, имеет большую емкость, стандартный диск содержит 4,7 Гб.
Для записи и чтения информации здесь используется
лазер с меньшей длиной волны, что позволяет производить более плотную запись информации на
диск. Образуются впадины меньшего размера (0,4
микрона вместо 0,8 микрона, как у обычного компакт-
диска) и более плотная спираль (0,74 микрона между дорожками вместо 1,6 микрона). Увеличение емкости дисков достигается применением многослойных и двухсторонних дисков, специальных программ сжатия информации.
В дисководах DVD-R используется более сложная
считывающая головка и узкий лазерный луч, благодаря чему на диске умещается в несколько раз больше
данных, чем на обычном CD-R.
Устройства Flash-памяти — это энергонезависимые полупроводниковые запоминающие устройства большой ёмкости. Flash-память относится к энергонезависимым запоминающим устройствам — питание необходимо лишь для процесса записи/перезаписи.
Устройство Flash-памяти имеет довольно сложную структуру. Процессы перепрожига микросхемы базируются на законах квантовой механики.
В основе любой Flash-памяти лежит кристалл кремния, на котором сформированы не совсем
обычные полевые транзисторы.
В самом простом случае ячейка Flash-памяти состоит из
одного полевого транзистора. Элемент включает в себя
специальную электрически изолированную область,
называемую “плавающим затвором”. Этот термин возник из-за того, что потенциал этой области не
является стабильным, что позволяет накапливать в ней электроны (именно здесь и хранится вся информация
памяти).
Выше “плавающего” находится управляющий затвор, который является неотъемлемой частью при процессе записи/стирания данных памяти.
У любого полевого транзистора, есть сток и исток. В
процессе записи на управляющий затвор подается
положительное напряжение и часть электронов, движущихся от стока к истоку, отклоняется к
плавающему затвору. Некоторые из электронов
преодолевают слой изолятора и проникают (диффундируют) в плавающий затвор. В нем они могут
оставаться в течение многих лет.
Концентрация электронов в области плавающего затвора определяет одно из двух устойчивых состояний
транзистора — ячейки памяти. В первом, исходном,
состоянии количество электронов на плавающем затворе мало, а пороговое напряжение открытия
транзистора относительно невысоко (логическая
единица). Когда на плавающий затвор занесено
достаточное количество электронов, транзистор ока-зывается во втором устойчивом состоянии.
Напряжение открытия его резко увеличивается, что
соответствует логическому нулю.