PCMCIA (10) * Jednotlivé typy PC Cards jsou vzájemně kompatibilní: -- kartu nižšího typu je možné použít ve slotu typu vyššího (např. kartu Type I lze použít ve slotech Type II a Type III) -- obráceně to není mechanicky možné (je nutný adaptér, který provede mechanické přizpůsobení) * PC Cards podporují: -- hot-swap: * výměna karty za chodu počítače PCMCIA (11) -- Plug & Play technologii: * automatická konfigurace systémových zdrojů * není nutné manuální nastavování pomocí jumperů * PC Card Standard 95 - CardBus -- standard definovaný v roce 1995 -- používá stejný typ konektoru (68 vývodů) jako Release 2.1 a je s ním zpětně kompatibilní -- dovoluje používat 32 bitové operace, které jsou umožněny multiplexováním datové a adresové sběrnice při maximální frekvenci 33 MHz -- nové karty rovněž podporují Bus Mastering PCMCIA (12) -- karty určené pro CardBus se označují jako CardBus PC Cards * ZV (Zoomed Video) Port: -- standard umožňující zpracování videosignálu pomocí přenosného počítače přes PCMCIA -- umožňuje zobrazování v reálném čase pro apli-kace, jako jsou MPEG dekodéry, filmy, hry, TV tunery, přímý vstup a snímání obrazu -- jedná se o přímé spojení mezi PC Card řadičem a VGA řadičem -- dovoluje zápis videodat přímo do videopaměti PCMCIA (13) * Poznámka: -- existují PCMCIA adaptéry (v podobě rozšiřují-cích karet), které dovolují počítač rozšířit o sběr-nici odpovídající standardu PCMCIA USB (1) * USB (Universal Serial Bus) - standard sběr-nice vyvinutý firmami Compaq, Intel, IBM, Microsoft, NEC a dalšími v roce 1995 * Hlavním cílem bylo definovat externí rozši-řující sběrnici umožňující snadné připojová-ní periferních zřízení - tzv. functions * Počítač, ve kterém je osazeno rozhraní pro USB, tzv. (USB) host controller, bývá v terminologii USB označován jako host * Host může být v systému pouze jeden USB (2) * K host controlleru je připojen tzv. root hub (kořenový rozbočovač), ke kterému je možné připojit: -- USB zařízení (může obsahovat i USB hub) -- USB hub: zařízení, které slouží jako rozbočovač pro připojení dalších USB zařízení, popř. USB hubů * Tímto vzniká stromová fyzická topologie, avšak logická topologie (princip komunikace) odpovídá topologii sběrnice USB (3) USB (4) * Každý uzel tohoto stromu, který není listem je tvořen pomocí USB hubu (popř. zařízení, které USB hub obsahuje - compound device) * Strom USB sběrnice může mít maximálně 7 úrovní (vrstev) a 127 zařízení: -- 1. úroveň: tvořena Root Hubem -- 2. - 6. úroveň: tvořena zařízeními nebo huby -- 7. úroveň: tvořena pouze zařízeními * Jednotlivá připojená USB zařízení mohou být napájena přímo ze sběrnice (+ 5V) USB (5) * Je rovněž možné, aby zařízení mělo svůj vlastní napájecí zdroj * Připojování zařízení se provádí pomocí stan-dardního 4 vodičového kabelu (se dvěma rů-znými konektory): -- upstream konektor ("A"): pro připojení směrem k hostu (hubu) -- downstream konerktor ("B"): pro připojení k zařízení USB (6) * Kabel obsahuje: -- dva stáčené vodiče pro přenos dat -- vodič s napájením (+5 V) -- zemnící vodič USB (7) * Jednotlivé signály jsou kódovány metodou NRZI with bit stuffing * NRZI (Non-Return to Zero Inverted): -- bit 0: změna napěťové úrovně -- bit 1: setrvalý stav napěťové úrovně * Samotné kódování NRZI nezaručuje, že při přenosu dat nedojde ke ztrátě synchronizace mezi zařízením, které informace vysílá a zařízením, které je přijímá USB (8) * Riziko ztráty synchronizace vzniká v okam-žiku, kdy se přenáší delší posloupnost jedni-ček (jednička neobsahuje změnu napěťové úrovně) * K metodě NRZI se tedy přidává ještě tzv. bit stuffing, který za každých šest bezprostředně následujících jedniček vloží jednu nulu USB (9) USB (10) * Jednotlivá zařízení je možné k USB sběrnici připojovat (odpojovat) i za chodu počítače (hot-swap) a je úkolem programového vyba-vení, aby příslušné změny rozpoznalo * K USB lze připojovat např.: myši, klávesni-ce, monitory, reproduktory, scannery, ZIP mechaniky, DVD, tablety, tiskárny, ... * Rychlost USB sběrnice: -- USB 1.1: * 1,5 Mb/s: low-speed * 12 Mb/s: full-speed USB (11) -- USB 2.0: * až 480 Mb/s (high-speed) * Verze USB 1.1 a USB 2.0 jsou vzájemně kompatibilní: -- komunikace mezi zařízením a hubem, ke kterému je připojeno, probíhá rychlostí zařízení -- komunikace mezi high-speed huby probíhá v re-žimu high-speed nezávisle na rychlosti připoje-ných zařízení USB (12) USB (13) * Komunikační protokol: -- veškeré přenosy dat jsou iniciovány host cotrol-lerem -- komunikace probíhá přístupovou metodou zva-nou polling -- většina transakcí na USB sběrnici vyžaduje nej-výše 3 packety: * host controller pošle USB packet (obsahující typ a směr transakce, adresu USB zařízení, ...). Tento packet bývá označován jako token packet * USB zařízení, které rozpozná v Token Packetu svou adresu (adresát) se nadále účastní transakce USB (14) * adresát, podle udaného směru transakce (v token packetu), provede příjem nebo vyslání dat, popř. indikuje, že nemá žádná data k vyslání * cílové zařízení (příjemce dat) nakonec posílá packet s potvrzením, že příjem byl bezchybný -- některé transakce (mezi hostem a full/low speed zařízením) vyžadují 4 packety FireWire / IEEE 1394 (1) * Standard definující vysokorychlostní sériovou sběrnici (podobně jako USB) * Sběrnice FireWire byla původně vyvinuta fir-mami Apple Macintosh a Texas Instruments * Firmou Sony je tento standard rovněž označo-ván jako i-Link * Z původního návrhu pak vychází dnes použí-vaný standard označovaný jako IEEE 1394 * Kabely pro rozhraní IEEE 1394 jsou založeny na technologii kabelů herní konzoly Nintendo FireWire / IEEE 1394 (2) * Kabel používá 6 vodičů: -- 4 vodiče (2 páry) slouží pro přenos dat: * jednotlivé páry jsou stíněny * vodiče v jednom páru jsou kolem sebe obtočeny (mini-malizuje přeslechy, EMI a ztráty způsobené kapacitním odporem * 2 vodiče zajišťují napájení FireWire / IEEE 1394 (3) * Informace jsou přenášeny diferenciálním způ-sobem: -- pár TPB*, TPB: * slouží pro přenos jednotlivých bitů -- pár TPA*, TPA: * slouží k synchronizaci mezi vysílajícím a přijímajícím uzlem * pomocí tohoto páru jsou zasílány signály (Strobe), které umožňují synchronizaci (mezi vysílačem a přijí-mačem) bitů přenášených na páru TPB* a TPB FireWire / IEEE 1394 (4) FireWire / IEEE 1394 (5) * Podporuje: -- technologii Plug & Play - automatická konfigurace připojených zařízení -- hot-swap - možnost připojovat (odpojovat) zaříze- ní za chodu počítače * Komunikace prostřednictvím IEEE 1394 pro-bíhá pomocí packetů, a to ve dvou režimech: -- asynchronní: * pro aplikace, které nemusí pracovat v reálném čase * např. připojení tiskáren, scannerů * v tomto režimu je zaručeno korektní doručení packetu FireWire / IEEE 1394 (6) * příjemce zasílá odesilateli informaci o správném přijetí packetu * v případě poškození (ztráty) packetu dochází k jeho opětovnému zaslání -- isochronní: * pro aplikace vyžadující práci v reálném čase * např. přehrávání video sekvencí, přehrávání zvukových záznamů * v tomto režimu nejsou přijaté packety potvrzovány a tudíž nedochází ani opravnému zasílání poškozených (ztracených packetů) FireWire / IEEE 1394 (7) * Pomocí IEEE 1394 lze obecně propojit i více "vzdálenějších" pracovišť (segmentů) FireWire / IEEE 1394 (8) * Jednotlivá zařízení mohou být připojována do: -- řetězce (daisy-chain) -- stromu (pomocí hubů) * Technické parametry: -- k jedné IEEE 1394 kartě lze připojit maximálně 63 zařízení (v jednom řetězci nebo větvením) -- maximální délka kabelu je 4,5 m -- pomocí mostů (bridge) lze propojit až 1023 pra-covišť (segmentů) TH maximálně více než 64000 uzlů (včetně hubů, repaterů a mostů) FireWire / IEEE 1394 (9) -- pro adresaci jednotlivých uzlů je vymezena 64bito-vá adresa: * 10 bitů pro adresu segmentu * 6 bitů pro uzel * 48 bitů pro adresu paměti -- přenosová rychlost závisí na verzi IEEE 1394 (100 Mb/s, 200 Mb/s, 400 Mb/s, 800 Mb/s, 1 Gb/s) * IEEE 1394 slouží k připojování zejména digi-tálních videokamer, digitálních fotoaparátů, televizozrů HDTV, scannerů a hudebních nástrojů FireWire / IEEE 1394 (10) Externí paměťová média (1) * Moderní počítače bývají standardně vybaveny: -- mechanikou FDD 3^1/[2]": * přenosné médium * kapacita: 1,44 MB * nízká přenosová rychlost -- pevným diskem (HDD): * primárně nepřenosné médium * kapacita: řádově 100 MB - 100 GB * vysoká přenosová rychlost: řádově 10 MB/s * Počítač může být dále vybaven i čtecími (zapi-sovacími) mechanikami pro různá jiná externí paměťová média Externí paměťová média (2) * Externí paměťová média lze rozdělit na: -- pásky s magnetickým záznamem -- disky s: * magnetickým záznamem * optickým záznamem (optické disky) -- paměťová média Flash Memory * Disky pracující s magnetickým záznamem mohou při své činnosti využívat i optických prvků, např. pro: -- navádění čtecích (zapisovacích) hlav -- čtení magneticky zapsaných informací Parametry externích pam. médií (1) * Kapacita: -- maximální množství dat, které je možné na dané médium zaznamenat -- např.: řádově 1 MB - 100 GB * Přenosová rychlost: -- množství dat, které je možné z média přenést do počítače za jednotku času -- např.: 10 MB/min - 10 MB/s Parametry externích pam. médií (2) * Přístup k datům: -- způsob, kterým je možné přistupovat k datům: * sekvenční - páskové jednotky * přímý - disky * Připojení k počítači: -- rozhraní (řadič), pomocí kterého je možné čtecí (zapisovací) mechaniku pro dané médium připojit k počítači -- např.: ATAPI/EIDE, SCSI, USB, řadič pružných disků, paralelní port, FireWire (IEEE 1394) Parametry externích pam. médií (3) * Princip záznamu: -- způsob, kterým se jednotlivé bity na médium za-znamenávají: * magnetický záznam * optický záznam * magnetický záznam s optickým naváděním hlav * záznam ukládaný do paměti Flash * Provedení čtecí (zapisovací) jednotky: -- interní: jednotka umístěná uvnitř skříně (základní jednotky) počítače -- externí: jednotka umístěná ve vlastní skříni (vně základní jednotky počítače ) Parametry externích pam. médií (4) * Pořizovací cena: -- cena čtecí (zapisovací) mechaniky pro dané mé-dium * Cena za bit: -- poměr ceny za jedno médium ku kapacitě média * Spolehlivost: -- střední doba mezi poruchami -- MTF - Mean Time to Failure Páskové jednotky * Určeny zejména k zálohování velkých obje-mů dat * Záznam dat je prováděn na magnetický pá-sek (zpravidla navinutý v příslušné kazetě) * Jedná se o sekvenční paměťová média * Přístupová doba může být poměrně vysoká (řádově i hodiny) * Přenosová rychlost bývá relativně nízká (řádově 1 - 100 MB/min) Pásky QIC (1) * Páskové jednotky QIC (Quarter Inch Tape Cartridge) byly zavedeny firmou 3M * Používají technologii podélného zápisu, tj. da-ta jsou zapisována do stop rovnoběžných s ok-raji pásky (podobně jako u audiokazety) * Čtecí (zapisovací) hlavy mívají následující (2kanálovou) konstrukci: Pásky QIC (2) * Každý kanál obsahuje dvojici hlav: -- zapisovací -- čtecí * Záznam probíhá takto: -- nejprve se zapisuje první stopa (pomocí kanálu 1) -- zápis probíhá tak dlouho, dokud mechanika nedo-razí na konec pásky -- poté dojde k obrácení směru posunu pásky -- páska se posouvá v opačném směru, přičemž pro-bíhá zápis druhé stopy (pomocí kanálu 2) Pásky QIC (3) -- zápis probíhá tak dlouho, dokud mechanika nedo-razí na začátek pásky -- poté dojde k obrácení směru posunu pásky a k pře-sunu hlav na další stopu -- takto se postupuje dokud nejsou zapsány všechny stopy Pásky QIC (4) * Výše uvedená konstrukce hlav dovoluje, aby bezprostředně po zapsaní dat došlo k jejich načtení a tím i k verifikaci * Mechaniky QIC používají kódování MFM nebo RLL * Zaznamenávaná data mohou být ukládána i v komprimované podobě (poměr je cca 2:1) * První média QIC obsahovala pásku o délce 100 m, což umožňovalo zaznamenat: -- 125 MB: bez použití komprese -- 250 MB: s použitím komprese Pásky QIC (5) * Pozdější vývoj (zvyšování kapacity) se ubíral 3 různými směry: -- používání médií obsahujících delší pásku: * média označovaná také jako QIC Xtra * délka pásky je 305 m * kapacita je cca 400 MB (800 MB) * existují i verze s vyšší hustotou záznamu dovolující uložit až 1,6 GB (3,2 GB) -- vývoj mechanik QIC-Wide: * standard vyvinutý firmou Sony * zvyšuje šířku pásky na 8 mm * dovolují uložení až 2,3 GB (4,6 GB) dat Pásky QIC (6) -- vývoj mechanik standardu Travan: * standard vyvinutý firmou Imation * dovolují uložení max. 10 GB (20 GB) dat * na základě technologie Travan byly vyvinuty některé další specifické technologie: -- Tecmar/Iomega: DittoMax - 5 GB, 7 GB, 10 GB -- Hewlett- Packard: Colorado - 5 GB, 14 GB -- AIWA: Bolt - 6,6 GB Kazety 8 mm "Helical" (1) * Kazety vyrobené firmou Exabyte, které obsahují magnetický pásek o šířce 8 mm * Na tento pásek se provádí šikmý záznam dat (podobně jako na videokazetě) * Kapacita této kazety se pohybuje v závislosti na délce pásku od 1 GB až do 20 GB (bez použití komprese) * S použitím komprese 2:1 lze dosáhnou kapa-city až 40 GB Kazety 8 mm "Helical" (2) * Při šikmém záznamu dat je páska vytažena z kazety a obtočena kolem válcového bubnu Kazety 8 mm "Helical" (3) * Buben je mírně odkloněn od svislé osy (asi o úhel 5°) a v době zápisu i čtení rotuje rych-lostí 2000 otáček za minutu Kazety 8 mm "Helical" (4) * Společně s bubnem rotují i zapisovací a čtecí hlavy, čímž je vytvářen záznam, který je organizován v šikmých stopách * Tyto stopy jsou asi osmkrát delší než je šířka pásky * Při zápisu dat na pásku jsou zapsaná data vždy zpětně čtena (verifikována) a v případě zjištění chyby dochází k jejich opětovnému zápisu Kazety 8 mm "Helical" (5) * Štěrbina zapisovací hlavy A je vzhledem ke štěrbině zapisovací hlavy B otočena o úhel cca 40° * Toto umožňuje, aby se vedle sebe zapsané stopy mírně překrývaly a tím se zvýšila hus-tota záznamu * Tento mírný překryv stop není na závadu a dovoluje stále bezchybné čtení, neboť každá stopa je zapsána s rozdílnou polaritou Kazety 8 mm - "Helical" (6) * Stejným způsobem jsou pak vzhledem k sobě pootočeny i štěrbiny hlav čtecích * Každá zapsaná stopa obsahuje 128 kB dat a další redundantní informace, které je možné využít k automatické rekonstrukci dat v okam-žiku, kdy páska je z části poškozena * Připojení páskových mechanik pro kazety 8 mm se provádí většinou prostřednictvím SCSI rozhraní Kazety 8 mm - "Helical" (7) * Parametry kazet 8 mm: Kazety 8 mm - "Helical" (8) * Mechaniky pro kazety 8 mm: Kazety 4 mm DAT (1) * Kazety DAT (Digital Audio Tape) byly vyro-beny firmami Hewlett-Packard a Sony * Podobné zařízení jako jsou kazety 8 mm, které pracuje rovněž na principu šikmého záznamu dat na magnetickou pásku (o šířce 4 mm) * Kapacita těchto kazet se pohybuje v rozmezí 3 GB - 20 GB (bez komprese) a přenosová rychlost je až 120 MB/min * Připojení je prováděno většinou přes rozhraní SCSI Kazety 4 mm DAT (2) * Parametry kazet 4 mm DAT: Kazety 4 mm DAT (3) * Mechaniky 4 mm DAT: Disky firmy SyQuest (1) * Základem disků (dnes již neexistující) firmy SyQuest je výměnný kotouč pevného disku umístěný v plastové kazetě * Tato média tvoří přechod mezi pružnými a pevnými disky * Disky (jím odpovídající mechaniky) SyQuest byly vyráběny ve velikostech 3^1/[2]" i 5^1/[4]": -- 5^1/[4]": * SyDOS: disky o kapacitě 44 MB, 88 MB a 200 MB Disky firmy SyQuest (2) -- 3^1/[2]": * disky o kapacitě 105 MB a 270 MB * EzFlyer: disky o kapacitě 135 MB, 230 MB * SparQ: disky o kapacitě 1 GB * SyJet: disky o kapacitě: 1,5 GB * Připojení mechanik disků SyQuest k počítači se provádí prostřednictvím: -- SCSI rozhraní (externí i interní mechaniky) -- ATAPI/EIDE rozhraní (interní mechaniky) -- paralelního portu (externí mechaniky) Disky firmy SyQuest (3) Disky firmy SyQuest (4) Floptical Disk * Floptical disk (Floppy Optical) je pružný disk o formátu 3^1/[2]", na který se provádí magne-tický záznam * Při záznamu se používá optické navádění čte-cích (zapisovacích) hlav na značky vytvořené pevně při výrobě diskety * Floptical disk má vylepšený povrch a dovoluje uložení až 21 MB dat * V mechanice pro floptical disk je možné po-užívat i běžné 3^1/[2]" diskety Disk LS120 (1) * Disk LS120 dovoluje uložení až 120 MB dat * V mechanice pro disky LS120 lze používat i běžné 3^1/[2]" diskety Disk LS120 (2) * Používá optické navádění čtecích a zapisova-cích hlav (podobně jako Floptical disk) * Přístupová doba disků LS120 je cca 60 ms * Hustota záznamu je 2490 tpi * Připojení disků LS120 se provádí pomocí: -- ATAPI/EIDE rozhraní: * maximální přenosová rychlost: 1100 kB/s -- sběrnice USB: * maximální přenosová rychlost: 750 kB/s -- paralelního portu: * maximální přenosová rychlost: 750 kB/s Bernoulliho disk (1) * Vyráběn (svého času) firmou Iomega * Jedná se o pružný kotouč otáčející se v proudu vzduchu, který přitlačuje (podle Bernoulliho jevu) povrch média k hlavičce * Bernoulliho disky se vyrábějí ve formátu 5^1/[4]" i 3^1/[2]" * Kapacita se pohybuje od 20 MB do 200 MB * Připojení k počítači je provedeno pomocí pa-ralelního portu nebo SCSI rozhraní Bernoulliho disk (2) * Média mají poměrně vysokou odolnost proti přetížení (pád, náraz apod.) ZIP disk (1) * Vyráběn firmou Iomega * ZIP disk má průměr 3^1/[2]" a je vyráběn s kapa-citami 100 MB, 250 MB a 750 MB * Princip práce ZIP disku je podobný jako u dis-ketové mechaniky * Záznam se provádí se na magnetickou vrstvu pomocí čtecích (zapisovacích) hlav, které při práci přímo dosedají na povrch média * Přístupová doba ZIP disku je cca 29 ms ZIP disk (2) * Mechaniky pro ZIP disky se vyrábějí v inter-ním i externím provedení: -- Interní mechaniky se připojují přes: - ATAPI/EIDE rozhraní - SCSI rozhraní - Externí disky se připojují přes: - SCSI rozhraní - paralelní port - USB sběrnici - rozhraní FireWire (IEEE 1394) ZIP disk (3) * Srovnání přenosových rychlostí ZIP disků: Disk Clik! * Vyráběn firmou Iomega * Je určen pro použití zejména v oblasti digitál-ních fotografií a přenosných počítačů * Kapacita disku Clik! je 40 MB * Přenosová rychlost je cca 620 kB/s * Je vyráběn i v provedení PC Card JAZ disk (1) * Disky JAZ jsou média, která pracují na podob-ném principu jako pevný disk * Jsou vyráběny firmou Iomega a dovolují ulo-žení 1 GB, popř. 2 GB dat * Záznam je prováděn do magnetické vrstvy po-mocí hlav, které plovou na tenké vzduchové vrstvě nad vlastním médiem * JAZ disky se vyrábějí ve formátu 3^1/[2]", a to jak v interním, tak i v externím provedení JAZ disk (2) * Připojení se provádí: -- u interního provedení přes SCSI rozhraní -- u externího provedení přes SCSI rozhraní nebo přes paralelní port Disk Castlewood Orb (1) * Používá technologii magnetorezistivních hlav * Dosahuje výkonů srovnatelných s HDD * Kapacita disků Castlewood Orb je 2,2 GB * Přístupová doba je 11 -- 12 ms * Médium se otáčí rychlostí 5400 ot./min * Přenosová rychlost je závislá na typu rozhra-ní pomocí nějž je mechanika připojena k po-čítači: -- ATAPI/EIDE: 12,2 - 16 MB/s Disk Castlewood Orb (2) -- USB: 1 MB/s (pro USB 1.1) -- SCSI: * Ultra SCSI: 20 MB/s * Ultra Wide SCSI: 40 MB/s -- Paralelní port: 2 MB/s Další typy disků * Sony HiFD: -- kapacita: 200 MB -- zpětně kompatibilní s disketami 3^1/[2]" -- přenosová rychlost: * paralelní port: 600 kB/s * USB: 700 kB/s * ATAPI/EIDE: 3,6 MB/s čtení, 1,2 MB/s zápis * Caleb it: -- kapacita: 144 MB -- zpětně kompatibilní s disketami 3^1/[2]" -- přenosová rychlost 1,16 MB/s