Мунин
Файловые системы сменных носителей (ISO9660)
ISO 9660 — выпущенный Международной организацией по стандартизации стандарт, описывающий файловую систему для дисков CD-ROM. Целью стандарта является обеспечить совместимость носителей под разными операционными системами.
Существует несколько уровней спецификации ISO 9660: Уровень 1 - имена файлов должны быть в формате 8.3 (не более 8 символов в имени и не более трех в расширении) и быть набраны заглавными буквами. Имена директорий должны содержать не более 8 символов, и не иметь более 8 вложенных директорий. Уровни 2 и 3 позволяют иметь имена длиной до 32 символов.
Расширение стандарта, называемое Joliet, добавляет поддержку длинных имён файлов и не-ASCII символов в именах. Спецификация Joliet была разработана фирмой Microsoft и поддерживается всеми версиями ОС Microsoft Windows со времён Windows 95 и Windows NT 4.0. Главной целью было ослабить ограничения на имя файла и полная совместимость с ISO 9660.
Большинство существующих программных платформ, включая Microsoft Windows, Linux, Mac OS X, и FreeBSD способны читать носители информации с расширением файловой системы Joliet, что позволяет обмениваться файлами между этими операционными системами, даже при использовании не латинских алфавитов (таких как Арабский, Японский, Кириллица), что было невозможно при помощи обычного ISO 9660.
Значительная часть стандартных дисков CD-ROM производится с использованием ISO 9660 для организации их файловой структуры. ISO 9660 охватывает два логических слоя четырех-слойной архитектуры CD-ROM, преобразуя данные, содержащиеся в отдельных секторах, в иерархическое расположение файлов, каталогов и томов.
Проблема осуществления многократных записей на диск, который обычно имеет фиксированную файловую структуру, решалась следующим образом: вместо одного фиксированного набора, описывающего содержание диска и расположенного в секторе 16 первой дорожки, для записи паспорта тома разрешалось использовать сектор 16 каждой дорожки. Дорожка 1 остается пустой до тех пор, пока не будет записано все содержимое диска, после чего эта дорожка может быть заполнена главным паспортом тома.
ISO 9660 представляет собой единую файловую систему, предназначенную для использования под управлением многих различных операционных систем. В отличие от обычной файловой системы, которая должна динамически обновляться и изменяться, когда операционная система добавляет или удаляет файлы, ISO 9660 описывает среду только для чтения, а именно CD-ROM.
Проблемы, которые встали перед разработчиками стандарта ISO 9660, имели двойную природу:
Накопители CD-ROM не могут обращаться к данным очень быстро, а извлечение файлов происходит гораздо дольше, чем из накопителей на жестких дисках.
Каждая из обозначенных для поддержки платформ использует свои собственные соглашения для файлов, каталогов и томов.
Данные, хранимые на компакт-диске, располагаются с использованием абсолютного времени, - комбинации времени (минуты и секунды) и номера сектора (от 0 до 98). Эта система точного указания местоположения данных должна быть согласована с файловой системой, которая может поддерживать требования большинства компьютерных операционных систем.
В этой структуре ISO 9660 применяются следующие основные правила и соглашения:
Имена файлов и каталогов в ISO 9660 ограничены 8 символами для уровня 1 и 30 символами для уровней 2 и 3.
Файлы могут иметь 3-символьное расширение, но расширения нельзя использовать в именах каталогов (в отличие от DOS, которая это позволяет).
Разрешенными символами являются следующие: от А до Z, от 0 до 9 и символ подчеркивания (_). Заметьте, что буквенные символы должны быть прописными.
Структура каталогов может включать максимум 8 уровней.
Номера версий, следующие за именем файла, являются необязательными. Номера версий могут лежать в пределах от 1 до 32767.
Общее число символов, определяющих путь к файлу в последовательности подкаталогов, равно 256.
Каталоги сортируются в алфавитно-цифровом порядке. Первыми сортируются цифровые части (от 0 до 9). Последними сортируются подчеркивания (_).
Файловые системы сменных носителей (UDF)
UDF (Universal Disk Format - универсальный формат диска) - новая файловая система на CD, с поддержкой для текущего поколения компакт-дисков типа CD-RW и DVD-ROM. Стандартные CD-ROM обычно форматируются с использованием ISO 9660. Большинство компьютерных систем может читать ISO 9660 CD-ROM и CD-R диски, так как имеют встроенную поддержку ISO 9660. Однако, ISO 9660 имеет некоторые ограничения, которые делают его несовместимым с DVD, CD-RW и другими новыми форматами дисков.
UDF разработан так, чтобы избавить от этих ограничений. UDF позволяет дозаписывать файлы на CD-R или CD-RW дисках, один файл одновременно, без существенных потерь дискового пространства, используя метод пакетной записи. Также UDF учитывает возможность выборочного стирания некоторых файлов на перезаписываемых носителях CD-RW, освобождая место на диске. В стандарте ISO 9660 такое не предусмотрено. UDF также лучше подходит для DVD, так как имеет лучшую поддержку для дисков большого объёма.
Мультмедийные проекторы (общие сведения)
Проектор — оптическо-механический или оптическо-цифровой прибор, позволяющий при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность расположенную вне прибора, именуемую экраном.
Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств:
На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран. Возможно при этом наличие звукового канала.
Устройство получает на отдельном или встроенном в устройство носителе или из локальной сети файл или совокупность файлов (слайдшоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.
Название «цифровой проектор» связано прежде всего с обычным ныне применением в таких проекторах цифровых технологий обработки информации и формирования изображения.
К аналоговым проекторам относится CRT проектор — аналоговое устройство, в котором изображение создаётся на экране трёх электронно-лучевых трубок, затем проецируется на экран тремя объективами. Для лучших образцов этого типа характерно высокое качество цветопередачи и высокая предельная разрешающая способность. Однако контраст деталей в 5-10 раз более крупных, чем предельно мелкие детали на изображении, даваемом такими проекторами, уже падает в 2-3 раза. Это очень существенный недостаток при воспроизведении графических изображений, особенно в форматах 1280x1024 и выше. У CRT-проекторов, кроме того, яркость изображения в белом падает в 4-7 раз в зависимости от содержания белого в изображении. CRT-проекторы требуют при эксплуатации частых регулировок и подстроек.
Жидкокристаллический проектор — устройство, проецирующее на экран изображение, созданное одной или несколькими жидкокристаллическими матрицами.
Механической основой LCD (матрица на жидких кристаллах — англ. liquid crystal display — LCD) и reflective LCD-проекторов является твердотельная стеклянная подложка с нанесенной на неё системой управления слоем структурированного жидкого кристалла. Поэтому и LCD- и reflective LCD — проекторы дают изображение стабильное по геометрии и другим параметрам. При эксплуатации в зависимости от сюжета изображения иногда требуется только подстройка яркости и контраста изображения.
DLP (Digital Light Processing) – технология, используемая в проекторах.
В DLP-проекторах изображение создаётся микроскопически маленькими зеркалами, которые расположены в виде матрицы на полупроводниковом чипе, называемом Digital Micromirror Device (DMD, цифровое микрозеркальное устройство). Каждое такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении.
Общее количество зеркал означает разрешение получаемого изображения. Наиболее распространёнными размерами DMD являются 800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080
SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации (как правило, с жёсткими дисками). SATA является развитием интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).
Первоначально стандарт SATA предусматривал работу шины на частоте 1,5 ГГц, обеспечивающей пропускную способность приблизительно в 1,2 Гбит/с (150 МБ/с). (20%-я потеря производительности объясняется использованием системы кодирования 8B/10B, при которой на каждые 8 бит полезной информации приходится 2 служебных бита). Пропускная способность SATA/150 незначительно выше пропускной способности шины Ultra ATA (UDMA/133). Главным преимуществом SATA перед PATA является использование последовательной шины вместо параллельной. Несмотря на то, что последовательный способ обмена принципиально медленнее параллельного, в данном случае это компенсируется возможностью работы на более высоких частотах за счет большей помехоустойчивости кабеля. Это достигается 1) меньшим числом проводников и 2) объединением информационных проводников в 2 витые пары, экранированные экранирующими проводниками, которые заземлены.
SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера; улучшается охлаждение системы.
SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.
Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.
Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a[источник не указан 237 дней]).
Стандарт SATA не предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (вплоть до SATA Revision 3.x), дополнительно подключенные диски отключать нужно постепенно — питание, шлейф, а подключать в обратном порядке — шлейф, питание.
Технология Flash
Флэш – это некий чип, на который можно записать информацию, энергонезависим, информация хранится n количество времени.
Флэш-карта – это некий кристалл, но который можно последовательно записать некоторое количество информации.
Флеш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти.
Энергонезависимая - не требующая дополнительной энергии для хранения данных (энергия требуется только для записи).
Перезаписываемая - допускающая изменение (перезапись) хранимых в ней данных.
Полупроводниковая (твердотельная) - не содержащая механически движущихся частей (как обычные жёсткие диски или CD), построенная на основе интегральных микросхем.
В работе флэш-памяти содержится три операции: запись, чтение, стирание. Модули флэш-памяти имеют ограниченный срок службы.
В отличие от многих других типов полупроводниковой памяти, ячейка флэш-памяти не содержит конденсаторов – типичная ячейка флэш-памяти состоит всего-навсего из одного транзистора особой архитектуры. Ячейка флэш-памяти прекрасно масштабируется, что достигается не только благодаря успехам в миниатюризации размеров транзисторов, но и благодаря конструктивным находкам, позволяющим в одной ячейке флэш-памяти, хранить несколько бит информации. Данные флэш хранит в ячейках памяти.
Информация, записанная на флэш-память, может храниться очень длительное время (от 20 до 100 лет), и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жёстких дисков). Не содержит подвижных частей, так что, в отличие от жёстких дисков, более надёжна и компактна.
Основное преимущество флэш-памяти перед жёсткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жёстких дисках, кассетах и других механических носителях информации, большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.
Основное слабое место флеш-памяти — количество циклов перезаписи. Ситуация ухудшается также в связи с тем, что ОС часто записывает данные в одно и то же место. Например, часто обновляется таблица файловой системы, так что первые сектора памяти израсходуют свой запас значительно раньше. Распределение нагрузки позволяет существенно продлить срок работы памяти.
Итак, благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию, флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в таких портативных устройствах, как: цифровые фото- и видео камеры, сотовые телефоны, портативные компьютеры, MP3-плееры, цифровые диктофоны, и т.п.
Принцип действия
В основе NOR архитектуры флеш-памяти лежит ИЛИ‑НЕ элемент, потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.
Транзистор имеет два затвора: управляющий и плавающий. Последний полностью изолирован и способен удерживать электроны до 10 лет. В ячейке имеются также сток и исток. При программировании напряжением на управляющем затворе создаётся электрическое поле и возникает туннельный эффект. Некоторые электроны туннелируют через слой изолятора и попадают на плавающий затвор, где и будут пребывать. Заряд на плавающем затворе изменяет "ширину" канала сток-исток и его проводимость, что используется при чтении.
Программирование и чтение ячеек сильно различаются в энергопотреблении: устройства флеш-памяти потребляют достаточно большой ток при записи, тогда как при чтении затраты энергии малы.
Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.
В NOR архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND архитектуры.
В основе NAND типа лежит И-НЕ элемент. Принцип работы такой же, от NOR типа отличается только размещением ячеек и их контактами. В результате уже не требуется подводить индивидуальный контакт к каждой ячейке, так что размер и стоимость NAND чипа может быть существенно меньше. Так же запись и стирание происходит быстрее. Однако эта архитектура не позволяет обращаться к произвольной ячейке.
NAND и NOR архитектуры сейчас существуют параллельно и не конкурируют друг с другом, поскольку находят применение в разных областях хранения данных.
Флеш-память наиболее известна применением в USB флеш-носителях (англ. USB flash drive). В основном применяется NAND тип памяти, которая подключается через USB по интерфейсу USB mass storage device (USB MSC). Данный интерфейс поддерживается всеми ОС современных версий.
NOR тип памяти чаще применяется в BIOS и ROM-памяти устройств, таких как DSL модемы, маршрутизаторы и т. д. Флеш-память позволяет легко обновлять прошивку устройств, при этом скорость записи и объём для таких устройств не так важны.
Флэш-память – совокупность запоминающих ячеек, главным элементом каждой из которых является полевой транзистор с плавающим затвором.
Такой транзистор состоит из полупроводниковой подложки, в которой выделено две области, имеющие противоположный по сравнению с ней тип проводимости, с подведенными к ним электродами (стоком и истоком), а также двух металлических затворов, плавающего и управляющего, отделенных от подложки и друг от друга тонким слоем диэлектрика.
Для протекания тока между стоком и истоком в подложке необходим канал для носителей заряда. Осуществляется данная операция при помощи подачи напряжения на управляющий затвор – возникающее при этом электрическое поле и создает в подложке тот самый канал.
Плавающий же затвор может «мешать» управляющему выполнять свою работу – то есть, грубо говоря, «перебарывать» его поле своим, не позволяя возникнуть каналу. Происходит подобная «блокировка» в том случае, если на плавающий затвор предварительно помещен заряд – собственно, к этой самой «зарядке», а также соответствующей «разрядке» и сводятся операции записи и стирания ячейки флэш-памяти.