Stocarea Datelor Multimedia

Stocarea datelor multimedia se încadrează în subiectul mult mai vast al stocării datelor digitale. Subiectul este vast, deoarece de-a lungul timpului s-au imaginat tot felul de soluţii pentru stocarea datelor, o componentă esenţială a oricărui sistem de calcul. Oricum, ne vom ocupa doar de cele recente, care sunt încă folosite. Articolele referitoare la acest subiect se centrează în jurul a trei teme:

- medii fizice de stocare a datelor

- soluţii hardware de stocare

- soluţii software de stocare

Medii de stocare a datelor

1. CD-R (Compact – Disk Recordable)

Deşi este un mediu optic care nu poate fi inscripţionat decât odată, CD-R sunt foarte folosite pentru că sunt ieftine. Spre diferenţă de CD-ROM, care sunt realizate industrial, pe bază de matriţă, CD-R sunt inscripţionate cu ajutorul unei unităţi CD-Writer, asemănătoare cu o unitate CD-ROM. Se citesc în aceleaşi unităţi ca şi CD-ROM-urile standard, având o organizare identică a informaţiei.

Stocarea informaţiei se bazează pe proprietăţile optice ale unui strat subţire de “vopsea” încastrat în învelişul dur de polimer, de acea tehnologia se numeşte DIP (Dye In Polymer).

Informaţiile cuprinse sunt organizate pe o spirală a cărei parcurgere se face de la interior spre exterior. Pistele sunt împărţite în sectoare de aceeaşi lungime fizică, de câte 2048 octeţi. Suprafaţa utilă a discului este împărţită în trei zone inelare concentrice: inelul central (Lead In) cu o lăţime de 4 mm, inelul de date (Data) de 33 mm şi inelul exterior (Lead Out) de un mm grosime.

Scrierea se face cu ajutorul unei raze laser de mare putere, care va marca puncte pe traseul spiralei, la anumite distanţe bine determinate. Zonele marcate se numesc “land”, iar zonele neschimbate se numesc “pit”. În punctele marcate, sub acţiunea laserului, vopseaua devine mai transparentă. Trecerea de la un land la un pit sau invers este corespunzătoare stării 1, iar trecerea între elemente identice corespunde stării 0.

La citire, un fascicol laser de intensitate mai scăzută baleiază suprafaţa discului, iar acolo unde vopseaua a devenit transparentă este reflectat de stratul reflectorizant de pe suprafaţa opusă a discului, fiind captat de un element fotosensibil.

CD-R are 12 cm diametru şi o capacitate de stocare de 650MB. Este un mediu mobil, care poate fi folosit şi pentru distribuţie, dar în domeniul stocării datelor multimedia se foloseşte în jukebox-uri de zeci-sute bucăţi.

Unităţile CD-R au dat utilizatorilor posibilitatea de a crea propriile lor CD-uri. Dar, cu toate că e o tehnologie foarte profitabilă pentru distribuirea de informaţii pe scară mică, e o alegere destul de proastă pentru stocare de masă. Dezavantajele principale sunt timpul mare de inscripţionare, necesitând o operaţie de “premastering”, incomodă şi de lungă durată, capacitatea relativ redusă şi viteza de transfer scăzută. Avantajul principal este preţul scăzut.

2. CD-RW (Compact – Disk ReWritable)

Este compatibil cu CD-R şi CD-ROM, utilizând aceeaşi modalitate de dispunere a informaţiei pe disc, are tot 12 cm diametru şi o capacitate de 650MB, dar poate fi inscripţionat de mai multe ori.

CD-RW se bazează pe tehnologia “Phase Change”, elaborată de Matsushita. Suprafaţa optică utilă este un strat subţire de material cristalin, încastrată în învelişul protector de polimer. La scriere, un laser de mare putere parcurge suprafaţa discului, marcând anumite puncte. Sub acţiunea laserului, materialul îşi modifică starea din cristalin (reflectorizant) în amorf (întunecat). Citirea se face la fel ca la CD-R, cu diferenţa că acum raza laser este reflectată chiar de stratul activ, în punctele unde a rămas cristalin.

Deoarece informaţia este procesată numai optic, nefiind folosite câmpuri magnetice, şi datorită proprietăţilor mecanice bune ale stratului de polimer, virtual nu există nici o posibilitate de pierdere a datelor. În plus, un CD-RW poate fi reinscripţionat de minim 500.000 de ori. Toate acestea garantează o durată de viaţă estimată de circa 30 de ani.

Discurile RW necesită o intensitate mai mare a fascicolului laser la citire, datorită proprietăţilor reflective mai slabe ale materialului cristalin, în comparaţie cu CD-R, ceea ce a necesitat o minoră modificare a unităţilor CD-ROM existente pe piaţă la apariţia acestei tehnologii. La ora actuală, toate unităţile CD-ROM pot citi discuri CD-RW.

3. Discurile magneto – optice MO (Magneto – Optical)

Discurile magneto-optice sunt o soluţie foarte utilizată în sistemele high-end, datorită capacităţii şi ratei de transfer mari, la un preţ pe măsură.

Pe discurile magneto-optice, înregistrarea se face magnetic, dar este asistată optic. Pe suprafaţa discului există o peliculă magnetică subţire, şi cu ajutorul unei bobine de dimensiuni foarte mici se poate schimba inducţia remanentă a particulelor magnetice. Un fascicol laser încălzeşte materialul magnetic în punctul respectiv în apropierea punctului Curie, când schimbarea de inducţie magnetică se face foarte uşor.

Pentru discurile magneto-optice sunt trei dimensiuni standard: 3.5”, 5.25” şi 12”, dar pentru fiecare există mai multe formate, deci diverse cantităţi de informaţie care se poate stoca pe acelaşi disc, în funcţie de performanţele unităţii de citire. Câteva standarde:

3.5” 230MB

5.25” 1.2GB, 1.3GB, 2G, 2.6 GB, 5.2GB

12” 8GB, 12GB, 30 GB

Discurile realizate folosind tehnologia magneto-optică pot fi:

- inscripţionabile doar o dată (WORM – Write Once Read Many), care se realizează doar în varianta de 12”

- reinscriptibile, care se realizează în toate cele trei variante

Cele mai folosite versiuni sunt discul WORM de 12” şi cel reinscriptibil de 5.25”. Discul de 3.5” nu se mai foloseşte, datorită capacităţii scăzute.

Discul WORM de 12” este inscripţionat pe o sigură faţă, având o capacitate de 12 GB şi o rată de transfer de circa 2 MB/s. Este suportul preferat în aplicaţiile critice, acolo unde informaţia stocată este deosebit de importantă, pentru că prin natura sa nu poate fi şters. De aceea este folosit de către bănci, companii de asigurare, instituţii medicale, armată. În S.U.A., în anumite cazuri, stocarea datelor pe disc WORM este impusă prin lege.

Discul de 5.25”, pe lângă faptul că are o suprafaţă mai mică, are şi o densitate de stocare mai mică. Este inscripţionat pe ambele feţe, fiecare faţă putând stoca, tipic, 1.3 GB. Este mai ieftin decât discul de 12”, de aceea este preferat în aplicaţiile middle-range, sau acolo unde este obligatorie reinscripţionarea.

Discurile optice nu se pot folosi pentru distribuţia de informaţie, ci numai pentru stocare - de obicei în jukebox-uri de zeci - sute de gigabytes.