Новые технологии передачи и хранения информации

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

«Новые технологии передачи и хранения информации»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Новые технологии хранения информации 4

1.1. Blu-Ray Disс 4

1.2. Твердотельный накопитель SSD 6

2. Новые технологии передачи информации 12

2.1. Технология мобильной связи 3 и 4G 12

2.2. Оптоволоконная связь 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Современные технологии хранения и передачи информации не стоят на месте. Благодаря накоплению человечеством информации происходит необходимость их дальнейшего развития в этой области, благодаря чему повышается емкость носителей информации и увеличивается скорость передачи информации.

Персональные компьютеры, объединенные в сети, позволяют десяткам и сотням пользователей легко  обмениваться информацией и одновременно получать доступ к общим базам  данных. (+ электронная почта). На персональном компьютере можно хранить до нескольких Гбайт данных (1 Гбайт составляет около 400 млн страниц текста среднего формата) и получать к ним доступ за сотые доли секунды. Большинство  моделей ЭВМ содержит внешние  запоминающие устройства, которые базируются в основном на магнитной записи. Магнитная запись с перпендикулярным намагничиванием обеспечивает существенное повышение информационной плотности  записи (до 400 бит\ мкм ). Бит - единица информации - переход намагниченности в рабочем слое носителя из данного направления в противоположное. При воспроизведении благодаря магнитному полю в окружающем данный переход в пространстве "нащупывается" записанная информация. Есть способ воспроизведения, основанный на магниторезисторном методе. Его сущность: изменяющееся магнитное поле рассеяния вызывает изменение электрического сопротивления помещенного в него магниторезистивного элемента, снимаемое напряжение с которого соответствует сигналу воспроизведения.

Голографическая память -  не имеет пока "элементной" базы. Однако в развитии ряда  направлений  оптоэлектроники достигнуты значительные успехи. (Созданы полупроводниковые  лазеры, позволяющие записывать качественные голограммы).  Оптическая  память имеет огромную плотность записи, сверхвысокие скорости обмена информацией, способность оперировать цифрами  и образами, надежность, долговечность  и др.

Важный вопрос разработки концепции информатизации - создание унифицированной в широком спектре  приложений и полностью структурированной  информационной технологии, охватывающей процессы сбора, накопления, хранения, поиска, переработки и выдачи всей информации, необходимой для информационного  обеспечения деятельности.

 

 

1. Новые технологии хранения информации

1. Blu-Ray Disс

В наше время спрос на емкие носители информации очень  велик. Не так давно мы пережили огромный скачок от 3,5 дискеты (1.44 Мб) до CD-диска емкостью 700 Mb. Первоначально, большая по тем временам емкость CD удовлетворяла запросы потребителей, однако, вскоре настал момент, когда емкости стало заметно не хватать. В связи с появлением ресурсоемкого программного обеспечения, игр, высококачественного видео, нарастала потребность в создании более емкого носитель информации. Им стал DVD- диск.

DVD-RОМ удерживал свои позиции емкостного гиганта до 19 февраля 2002, когда в Токио представители девяти лидирующих высокотехнологических компаний Sony, Matsushita (Panasonic), Philips, Thomson, Hitachi, Sharp и Pioneer на совместной пресс-конференции объявили о создании и продвижении нового формата оптических дисков большой емкости под названием –Blu-Ray Disc. Все корпорации объединились в Blu-Ray Disc Association (BDA). Сейчас число участников ассоциации достигло 170.

Blu-Ray был создан, чтобы удовлетворить растущие запросы потребителей в первую очередь для записи, хранения и воспроизведения видео информации высокого разрешения, с качеством, намного превосходящим DVD.

Назвать Blu-Ray принципиально новым форматом нельзя - это скорее эволюция формата DVD. Вlu-Ray для записи и воспроизведения диска вместо красного лазера, который используется в DVD и СD, применен синий лазер (blue-violet laser). У синего лазера длина волны составляет 405 нанометров, что значительно меньше длины волны красного лазера (650 нм для DVD). Меньшая длина волны- соответственно меньшая интерференция отраженного луча, значит можно сделать ширину дорожки данных тоньше, что приводит к значительному увеличению плотности и емкости носителя. Максимальная емкость одного слоя не превышает 27GЬ. Но Вlu-rау легко усовершенствуется и включает поддержку мультислойных дисков, что позволяет увеличить емкость носителя до 100-200 гигабайт. Основными форматами хранения видео, как и в DVD, является МРЕG2, форматы звука, соответственно - АСЗ, МРЕG1, МРЕG Layer2. Для цифровых видеоплееров формата Bly-ray декодирование будет осуществляться аппаратно, для компьютерных приводов - программно. На Bly-Ray может вместиться двухчасовое видео с качеством HDTV (телевидение высокого разрешения - лучшее на сегодняшний день) со скоростью передачи 24 мегабайта/секунду, или 12 часов с качеством VHS (обычные видео кассеты) или SDTV со скоростью передачи данных 4 мегабайта/секунду

Открытие на которое записываются данные (optical transmittance protection layer) очень тонкое - 0,1 мм. Это дает ряд преимущества. Первое - чем тоньше слой, тем меньше рассеяние отраженного луча и больше данных можно вместить. Второе - настолько тонкий слой позволит без проблем сделать диск многослойным (по крайне мере двухслойным, как DVD).

Однако, недостаток в том, что настолько тонкий слой легко  повредить, следовательно, Вly-ray диск требует защиты. Первым способом защиты Вly-ray дисков был картридж. Но спустя некоторое время рядом компаний были разработаны специальные защитные покрытия, противостоящие царапинам и накоплению грязи, что позволило избавиться от картриджей, а механическая прочность Вly-Ray диска в 100 раз больше, чем DVD. Еще один в том, что энергетика синего лазера выше, чем у красного, что приводит к значительному разогреву поверхности диска, что требует мощного охлаждения.

В данный момент доступны Blu-ray Disc-ROM (BD-ROM - только для чтения), BD-R (записываемые) и BD-RE (перезаписываемые) носители для компьютера. Весьма вероятно, что технология будет принята как оптический дисковый формат следующего поколения. Согласно спецификации диска Blu-ray, 1х скорость определена как 36 Mbps. Однако, в качестве источника видео для кино от BD- ROM потребуется 54 Mbps скорость пересылки данных, поэтому скорость считывания установлена – 2х (72 Mbps). Bly- Ray имеет потенциал для значительно более высоких скоростей, за счет большей цифровой апертуры принятой лучом диска. Теоретически максимальная дисковая скорость вращения -10,000 ОБ/МИН, тогда при скорости 12х возможно считывать - 400 Mbps. Сегодня уже поддерживает скорость 8х (288 Mbps). Как следствие, луч формата Blu-ray получил широкую поддержку у основных киностудий как преемник сегодняшнего формата DVD. Семь из восьми основных киностудий уже заявили о поддержке стандарта. Это: Warner Brothers, Fox, Disney, Sony, MGM и Lionsgate.

Bly- Ray включена защита от нелегального копирования. Это будет некий индивидуальный номер, который будет проставляться на всех записанных видеодисках. По всей видимости, для того устройства, на котором был записан диск, число воспроизведений будет не ограничено, а для других - какое-то число раз, то же самое будет с легально приобретенными фирменными дисками, на которых наверняка будет стоять защита перезаписи.

2. Твердотельный накопитель SSD

 

Твердотельный накопитель (SSD, solid-state drive) – компьютерное запоминающее устройство на основе микросхем памяти. Кроме них, SSD содержит управляющий  контроллер. Не содержит движущихся механических частей,

Различают два вида твердотельных  накопителей: SSD на основе памяти, подобной оперативной памяти компьютеров, и SSD на основе флеш-памяти.

В настоящее время твердотельные  накопители используются в компактных устройствах: ноутбуках, нетбуках, коммуникаторах и смартфонах.

Проведем сравнение HDD и SDD в реальных рабочих условиях.

Запуск, выключение системы, а также уход и выход из спящего  режима:

Посмотрим, сколько времени  уходит на старты и выключения операционной системы на различных носителях. Так же на уход и выход из гибернации.

Для начала сравним, как тут  стартовала чистая система.

 

Чистая система	SSD Corsair X128	HDD 7200.2	HDD 5400.6
Cтарт	22–24–24 (21–53–53) с	32–43–53 (±2) с	42–50–57 с
Уход в гиб.	13 с	18 с	17 с
Выход из гиб	17 (от 15 до 22) с	19–21–44 (1,06) с	20–21–55 с
Завершение работы	8 (6–9) с	14 с	12 с

 

 

При старте системы SSD значительно  быстрее. SSD быстрее и в остальных  дисциплинах, где-то существенно, где-то не очень, если считать, что на треть  – это «не очень».

В борьбе дисков наконец-то немного вырвался вперед 7200.2. Как  видите, с ним система будет  запускаться и выходить из гибернации чуть-чуть быстрее. Причем преимущество стабильное, хоть и небольшое –  вы сэкономите 2–4 секунды.

Посмотрим, что получится, если использовать рабочую систему.

 

Рабочая система	SSD Corsair X128	HDD 7200.2	HDD 5400.6
Старт	26–30–54 с	33–50–2.06 с	35–50–1.50 с
Уход в гиб.	24 с	37 (30, 38,39) с	36 (45) с
Выход из гиб	18–20–1 мин – долго	21–28-долго	20–24-долго
Завершение работы	19 с	23 (22, 17, 28) с	22,5 с

 

Сразу оговорюсь, что значит «долго» – это больше двух с  половиной минут. По ощущениям, в  разных случаях это время составляло где-то от трех с половиной до пяти минут. Но на работу активность диска  почти не влияет.

Жесткие диски идут очень  близко, разницы в работе невозможно заметить. Вполне возможно, новый жесткий  диск на 7200 оборотов даст чуть лучшие результаты, но насколько? Секунду? При этом разброс  результатов достигал иногда 5–6 секунд. Т.е., как видите, на рабочей системе  разница в производительности диска  нивелируется. Возможно, она проявится  в каких-то специфических задачах (говорят, в некоторых случаях  кодирования видео диск очень  важен), но при выполнении стандартных  задач разница именно по цифрам незначительна.

SSD запускается быстро, в  гибернацию уходит быстро (плюс, что немаловажно, в то время,  когда система пишет данные  для ухода в гибернет, ноутбук  уже можно собирать в сумку,  не надо ждать), выходит… по  цифрам не намного быстрее,  но мне все равно показалось, что с ним система работает  пошустрее. Плюс, если жесткий  диск крутится постоянно и  аж слышен хруст от работы, то с SSD данные считывают порциями  и с паузами. Выключение системы  везде примерно одинаково, но я думаю, что этот процесс просто не настолько зависит от дисковой подсистемы.

Везде время увеличилось  примерно вдвое. Причем именно вдвое  – независимо от того, маленькая  или большая исходная величина. Следовательно, если вы хотите получить максимально  быструю систему, то надо не только апгрейдить накопители, но и уделять  внимание оптимизации самой системы, а главное – отбирать приложения, которые будут работать. Это гораздо  дешевле и также способно принести неплохие дивиденды.

Тесты на копирование файлов:

Ну что же, перейдем к  самым, на мой взгляд, интересным тестам – тестам на копирование данных. Эти тесты нам интересны по двум причинам: во-первых, это именно тот случай, когда скорость дисковой подсистемы определяет затрачиваемое  время, а во-вторых, по этим данным косвенно можно определить, как быстро будут  запускаться приложения и открываться  файлы: ведь это тоже операции чтения с диска. По ним можно оценить  скорость работы дисков и SSD в ежедневном режиме, когда они, например, запускают  приложение или открывают файл.

Напомню, файлы копировались с одной партии диска на другую, т.е. диск и читал, и писал данные.

 

	SSD Corsair X128	HDD 7200.2	HDD 5400.6
Фильм D-C	9 с	35 (32, 42) с	26 с
Фильм C-D	7 с	25 (25, 30) с	28 (24 и 32) с
Документы D-C	26 (24, 30) с	1 мин 19 с	1 мин 22 с
Документы C-D	28 (23, 30) с	1 мин 40 с	1 мин 40 с (1,36, 1,44)
Архивы D-C	8 (7, 11) с	32 с	35 с
Архивы C-D	14 (12, 16) с	28 с	42 с
Копирование 4,7 ГБ	1 мин 20 с (1,14, 1,31)	4 мин 41 с*	3 мин 31 с
Разархивирование	1 мин 20 с (1,01–1,55)	3 мин 45 с **	2 мин 17 с (3,08)
Стирание с С	24*** с	н/д	44 мин 15 с***
Стирание с D	21*** с	5 мин 06 с***	42 мин (16 мин 41 с)**