Курс: Технические средства АИС и телекоммуникационных сетей (стр. 24 )

Скорость вращения дисков постоянно увеличивается; в большинстве современных накопителей она составляет 4500-7200 об/мин. Лидерами в этой области являются накопители Seagate Cheetah со скоростью вращения 10 тыс. об/мин.

Перспективным направлением повышения производительности компьютеров является увеличение пропускной способности интерфейсов. Альтернативой интерфейсам SCSI могут стать Fiber Channel IEEE 1394 (FireWire) и Serial Storage Architecture (SSA).

Новая технология, названная оптически наводимый винчестер (optically assisted Winchester - OAW), предполагает использование лазерного луча, который по оптоволоконной линии будет подаваться на магнитную головку записи/чтения и позиционировать ее точно над соответствующим участком поверхности диска. По оценкам специалистов, этот метод позволит повысить плотность записи данных, по сравнению с существующими, на порядок.

Направления совершенствования накопителей на оптических дисках

Ближайшее будущее оптических дисков связано с развитием технологий DVD. Хотя в настоящее время нет единого мнения специалистов о генеральном направлении развития накопителей DVD и согласованности действий фирм-производителей, по-видимому, новые технологии придут на смену технологиям накопителей CD-ROM и CD-R. Однако не обязательно, что эта технология будет доминировать в последующие годы. Успехи в совершенствовании малогабаритных лазеров дают надежду на дальнейшее увеличение плотности записи данных. Применение лазеров с более короткой длиной волны (зеленая и синяя части видимого спектра) обеспечит при любой оптической технологии уменьшение размеров одного бита информации.

Альтернативой технологии оптических дисков может стать магнитооптическая технология. В частности, в печати появились сообщения о разработке магнитооптической технологии М07. обеспечивающей создание дисков емкостью 6-7 Гбайт.

Окончательный выбор той или иной технологии зависит от того, какая из них обеспечит более высокие темпы роста плотности записи данных. Один из способов повышения плотности записи данных на носитель - это использование нескольких информационных слоев. В этом отношении преимущество на стороне технологии с изменением фазового состояния носителя, но при ее использовании необходимо решить проблему точной фокусировки лазера для наведения его на нужный слой. В магнитооптических накопителях технология записи данных основана на управлении лазерным лучом и магнитным полем. Фирмой Sony разработана технология, получившая название магнитного разрешения (magnetic resolution), применение которой позволит МО-накопителям производить более плотную запись данных (за счет уменьшения размеров поляризованных участков носителя информации).

Направления развития накопителей на магнитной ленте

Наиболее интересные перспективы, связанные с применением ленточных накопителей, - это разработка схем, обеспечивающих сходство ленточных накопителей с носителями прямого доступа (дисковыми накопителями) по скорости поиска и записи данных. В этом направлении уже сделаны первые шаги, в частности, разработаны программы PGSoft и Direct Tape Access 2.05 фирмы Seagate. Обе эти программы позволяют операционной системе компьютера воспринимать накопители на магнитной ленте как дисковые.

Ведутся работы по использованию 8-канальных головок (в отличие от одноканальных, применяемых в большинстве современных накопителей на магнитной ленте), а также планируется постепенный переход на 16-канальные головки.

Еще одним направлением развития накопителей на магнитной ленте является применение в ленточных накопителях лазерной технологии, что приведет к появлению так называемой оптической ленты.

Направления развития накопителей на твердотельной памяти

Совершенствование твердотельной памяти идет также в направлении создания миниатюрных накопителей информации для использования в бытовых электронных и оптических приборах. Свыше десяти фирм-производителей пришли к соглашению о выпуске новой серии миниатюрных карт Flash-памяти - Flash Memory Miniature Card (MC). Этот новый вариант миниатюрного устройства памяти по своим габаритам совпадает со спичечным коробком. Стоимость MC емкостью 2 Мбайт составит 45 - 50 USD, a 4 Мбайт - около 80 USD.

В настоящее время MC обеспечивают простоту сопряжения компьютеров с такими бытовыми устройствами, как фотокамеры, магнитофоны, сотовые телефоны, системы определения координат, карманные игровые устройства и т. д. Помимо 2- и 4-мегабайтных MC, фирма Intel планирует выпуск 8- и 16-мегабайтных устройств. В дальнейшем намечено довести емкость MC до 64 Мбайт.

MС - не единственные перспективные накопители на твердотельной памяти. Компании SanDisk и Toshiba предлагают аналогичные PC Card, основанные на иных идеях. Фирмой IOmega ведутся разработки миниатюрного картриджа N-hand емкостью 20 Мбайт, стоимость которого, предположительно, составит 12-15 USD.

Широкое применение найдут твердотельные накопители PC-card в различных бытовых устройствах, например портативных системах распознавания речи, органайзерах, системах распознавания рукописного текста и др.

Перспективные технологии хранения информации

Среди зарождающихся технологий наибольший интерес представляет голографическая память, которая находится в стадии лабораторных разработок. Принципы технологии голографической памяти заключаются в следующем. На первом этапе формируется страница с цифровой информацией в виде двумерного изображения. Информационная страница создается с помощью устройства, называемого пространственным модулятором света (Spatial Light Modulator - SLM). На втором этапе создается голограмма изображения. Лазерный луч, попадая на дефлектор - систему отклоняющих полупрозрачных зеркал (от лат. deflecto - отклоняю, отвожу), - расщепляется на два луча. Один из лучей, называемый объектным, освещает информационную страницу; второй луч, называемый опорным, создает интерференционную картину. Далее происходит наложение двух лучей, которые создают голограмму. Голограмма сохраняется в запоминающей среде.

Для чтения информации используется только опорный луч, которым освещается голограмма для воспроизведения страницы. Изображение считывается с помощью матрицы ПЗС (прибор с зарядной связью), представляющей собой совокупность большого числа фотодетекторов (площадный фотодетектор).

К достоинствам голографической памяти можно отнести то, что голограммы хранятся не в виде изображений, а в виде волновых интерференционных кодограмм. Если разделить такую голограмму на две части, то получатся не две части одного изображения, а два идентичных изображения. Это означает, что случайный дефект носителя данных не приведет к потере части информации. Это свойство проявляется за счет избыточности информации, характерной для всей голограммы.

Для характеристики голографической памяти используется понятие объемной плотности записи. В одной запоминающей среде возможно хранение множества различных голограмм, при образовании которых менялась длина волны излучения лазера и его фаза. Поскольку емкость каждой информационной страницы составляет более миллиона бит, а в единичном объеме запоминающей среды теоретически возможно хранение тысячи страниц (так называемого тома информации), то потенциальная объемная плотность голографической памяти может достигать триллионов бит, причем размер тома информации не превышает размера монеты достоинством 1 руб.

К числу перспективных технологий, также находящихся в стадии проведения фундаментальных исследований, относятся методы ближнего зондирования (proximo! probe techniques) с помощью микроскопов AFM (микроскоп с атомным разрешением) и STM (растровый туннельный микроскоп). Технология АРМ предполагает наведение с помощью микроскопа разогретого острия и прожиг им углублений в материале носителя. Плотность записи данных по технологии АРМ может составить сотни гигабайт на квадратный дюйм.

6. Электропитание, защита информации, надежность аппаратуры

Блоки резервного батарейного питания

Блок резервного батарейного питания (BBU) предотвращает потери данных в результате отказа первичного питания, поддерживая упорядоченное выключение системы. Однако при этом прерывается выполнение приложений. Помимо организации упорядоченного выключения питания BBU служит резервом на случай кратковременных отказов и нарушений норм первичного питания. Внешние блоки резервного батарейного питания служат для защиты системы от длительных перерывов в работе первичного электропитания и гарантии упорядоченного выключения. При использовании нескольких внешних BBU возможна организация резервного питания на длительное время.

Источники бесперебойного питания (UPS)

Источник бесперебойного питания (UPS) обеспечивает электропитание для компьютеров и других устройств при падении или исчезновении напряжения в сети. В его состав входит один из следующих основных элементов:

Система батарей.

Инерционный UPS обеспечивает непрерывное питание компьютера при кратковременных отключениях сети.

Инерционный электродвигатель, вращающий электрогенератор.

Источники бесперебойного питания могут работать в оперативном режиме или быть резервными. Резервные источники питания включаются только при отказе основного электропитания. Такие источники бесперебойного питания имеют специальную схему со временем переключения менее 5 м/с. Источник бесперебойного питания, работающий в оперативном режиме, обеспечивает непрерывное электропитание компьютера. При отказе внешнего источника питания компьютер продолжает работать от батареи UPS. Хотя такие источники бесперебойного питания лучше, они более дороги. Однако они обеспечивают равномерное “сглаженное” питание для компьютерных модулей.

Back UPS

Back UPS – типичная система для обеспечения бесперебойного питания рабочей станции или ПК. При отказе какого-либо компонента в таких UPS на компьютер могут воздействовать все отклонения в сети питания, провалы питания, частичное отключение потребителей, случайные выбросы напряжения. Могут иметь мощность от 250 до 600 ВА.

Smart UPS

Smart UPS предназначен для питания серверов, имеет расширенные возможности программной регулировки. Модели данного устройства имеют мощность от 450 до 3000 ВА.

Matrix UPS

UPS серии Matrix построены по модульному принципу и позволяют отключать или удалять все компоненты без отключения средств защиты питания (оперативная замена).