teknologi storan. ● storan merupakan medium dimana informasi akan disimpan. ● merujuk kepada...
Post on 21-Dec-2015
228 views
TRANSCRIPT
TEKNOLOGI STORAN
● Storan merupakan medium dimana informasi akan disimpan.
● Merujuk kepada pembawa data (data carrier) yang membolehkan maklumat disimpan
● Contoh: microfilm, floppy disc, hard disc, CD-ROM dan lain-lain
Storan Optikal
● Audio & video memerlukan kapasiti storan yang besar
● Optikal disk menawarkan kapasiti yang besar dengan kos yang rendah
● LPs (Long-Playing records) -> CD (audio Compact Disc)
● CD-DA, CD-ROM, CD-I, CD-ROM/XA, CD-WO, CD-MO, CD-RW,DVD
Sejarah Storan Optikal
1973 Cakera Video (Video Disc) dalam bentuk VLP (Video Long Play)
● Read only medium has not been commercially successful
1982 Compact Disc Digital Audio (CD-DA)● Stores audio data in high quality stereo● Spesifikasi oleh Philips & Sony, known as “Red Book”● Semua format CD yang lain selepas ini adalah berdasarkan
kepada spesifikasi ini.● Tahun pertama diperkenalkan player CD-DA telah dijual
sebanyak 30 juta & lebih 450 juta disc CD-DA telah dijual
Sejarah Storan Optikal
1983 Philips & Sony berjaya menghasilkan Compact disc yang boleh dijadikan storan bagi komputer
● Compact Disc Read Only Memory (CD-ROM) diperkenalkan & spesifikasi dikenali sebagai “Yellow Book”. Ia menerangkan format fizikal sesuatu compact disc. Format logikal CD-ROM dinyatakan dalam piawai ISO9660 – dimana ia membenarkan capaian melalui nama fail dan directory
Sejarah Storan Optikal
1986 Philips & Sony introduce CD-I (CD-Interactive)
● Diterangkan dalam “Green Book” yang turut menerangkan deskripsi lengkap sistem
1987 DVI (Digital Video Interactive)● Menitik beratkan algoritma pemampatan &
penyahmampatan data audio dan video yang disimpan dalam CD-ROM
Sejarah Storan Optikal
1988 CD-ROM/XA (Compact Disc-Read Only Memory / Extended Architecture)
● Diperkenalkan oleh Philips, Sony & Microsoft● Specification of digital optical data carriers for multiple
media
1990 Pembangunan dalam teknologi CD-WO (Compact Disc – Write Once), CD-MO (Compact Disc – Magneto Optical)
● CD-MO is rewritable● Spesifikasi terdapat dalam “Orange Book”
Sejarah Storan Optikal
1995 CD-RW (Compact Disc – Read Write)● Rewritable and erasable● Spesifikasi terdapat dalam “Orange Book” [part 3]
1996 DVD Consortium ditubuhkan1997 DVD (Digital Versatile Disc) pertama
dikeluarkan.
Teknologi Asas
Media storan optikal menggunakan konsep pantulan cahaya laser. Keterikan intensity pantulan tersebut menjadi sumber maklumat.
Teknologi Storan
Mempunyai 3 lapisan: Substrate Layer, Reflective Layer & Protective Layer
Lapisan Substrate
● Terdiri daripada bahan polikarbonik● Permukaan tidak rata – terdapat lubang-lubang
kecil digelar ‘pits’ yang mewakilkan data-data yang dikod. Bahagian antara ‘pits’ dinamakan ‘lands’
● Dilindungi oleh satu lapisan nipis dipanggil lapisan reflective
Lapisan Reflective
● ‘laser beam’ dipancarkan ke permukaan substrate melalui permukaan ini
● Di permukaan substrate, sinar laser tersebut dipantulkan mempunyai keterikan yang kuat pada permukaan ‘lands’ dan terserak (scattered) pada ‘pits’. Maka wujud keterikan pantulan yang kuat dan lemah yang kemudiannya membentuk isyarat/signal yang terdiri daripada jujukan ‘lands’ dan ‘pits’.
● Mudah untuk ditukar ke bentuk perwakilan aliran data yang digital
‘Lands’ dan ‘pits’
Lapisan Protective
● Terdiri daripada jenis plastik terletak pada bahagian paling luar bagi tujuan perlindungan ‘pits’ dan ‘lands’ disusun dalam ‘track’.
● ‘Track’ adalah berbentuk spiral, beri kelebihan untuk menyimpan dan memainkan aliran data yang ‘continous’
Track, pits.
Bagi CD, jarak track adalah 1.6m. Manakala kelebaran setiap pits adalah 0.6 m dan mempunyai panjang yang berbeza-beza. Cakera optikal boleh menyimpan 1.66 bits data per m, maka sebanyak 16,000 tracks per inch boleh diperolehi. “Floopy disc’ hanya mampu menyediakan 96 track per inch.Sinar laser boleh diletakkan pada kedudukan 1 mm dari permukaan cakera.
WORMs
● Contoh Write Once Read Many (WORM) adalah Interactive Video Disc, dioperasikan pada CAV (Constant Angular Velocity). Setiap belah (side) boleh menyimpan data video dan audio selama 36 minit pada kadar 30 fps. (Lebih kurang 54,000 studio quality imej kaku boleh disimpan setiap belah – side)
● Kelebihan:– Simpan jumlah data yang besar, data tidak boleh diubah – keselamatan– Untuk menambah kapasiti, boleh gunakan multiple disk – jukeboxes
● Beberapa isu WORMs:– Overflow (limpahan) selalu berlaku apabila WORM disk hampir penuh.– Packaging – merujuk kepada masalah struktur blok tetap dalam WORM. Hanya
membenarkan tulis rekod pada satu saiz yang telah diberikan. Masalah pembaziran kapasiti
– Revision – masalah penandaan kawasan yang tidak sah dalam cakera WORM.
Compact Disc Digital Audio (CD-DA)
● Developed jointly by N.V. Philips and the Sony Corporation for storing audio data
● Basic technology of the CD-DA was developed by N.V. Philips
Asas Teknikal
● Diameter 12cm, played at Constant Linear Velocity (CLV)● Number of rotations per time unit thus depends on the radius of data currently being
sampled.● A change of pit to land or from land to pit corresponds to the coding of a 1 in the stream.
If there is no change, a 0 is coded.
Audio Data Rate
Audio data rate = bit pensampelan * saluran * kadar pensampelan Contoh: Kadar pensampelan = 44.1Khz, penkuantitian = 16 bits, saluran=stereoOleh itu kadar data = 44100*16*2=1411200 bits/s
= 176.4 Kb/sAnggaran noise adalah 6dB per bit semasa prosese pensampelan.Oleh itu Signal-to-Noise ratio
S/N = 6 dB/bits* 16 bits = 96dB
Eight-to-Fourteen Modulation
● Each change from pit to land or land to pit corresponds to a channel bit of 1; if no change takes place, the channel bit is a 0.
● Jika peralihan terlalu hampir akan terhasil jujukan 111111…(pit-land-pit-land-pit-land-…) – masalah kepada pembacaan laser
● Oleh itu telah dipersetujui, antara dua 1 mesti wujud paling kurang dua 0 dan jujukan pits atau lands tidak boleh terlalu panjang. ( maksimum sepuluh 0 )
● Atas alasan ini, bits yang ditulis pada CD-DA tidak sama dengan informasi sebenar
● Menggunakan 8-14 Modulation, perkataan dengan 8 bit dikodkan sebagai nilaian 14 bit.
Pengendalian Kesilapan
● Matlamat pengendalian kesilapan CD-DA adalah untuk mengesan dan memperbetulkan corak kesilapan biasa yang dikenali sebagai ‘burst error’ – kesan daripada calar atau habuk kekotoran.
● Terdapat 2 level pengendalian kesilapan:– Level 1– Level 2
Level 1
● Mengimplementasi Algoritma Reed-Solomon.● Setiap 24 byte audio, dipecahkan kepada 2
kumpulan data bait diperbetulkan:– Kesilapan bagi bait individu dikenalpasti dan
diperbetulkan– Kesilapan-kesilapan ganda dua bait dikenalpasti dan
diperbetulkan.
Level 2
● Bait-bait data yang berturutan diagihkan kepada beberapa rangka/frames
● Satu frame mengandungi 588 bits, corresponding to 24 audi bytes.● Dalam CD-DA, data audio disimpan dalam bentuk ‘interleaved’,
bermaksud semasa ‘burst error’ hanya sebahagian data sahaja yang mengalami modifikasi
● Ditentukan bahawa ‘burst error’ yang tersebar sebanyak 7 frame (paling maksima) boleh dikenalpasti dan diperbetulkan -> sejajar dengan track yang sepanjang 7.7mm
● Example; jika kita drill a hole a diameter of 2 mm in a CD_DA and still play the audio data correctly.
● Method di atas dikenali Cross Interleaved Reed-Solomon Code.
Rangka (Frames), Jejak (Tracks), Program Areas & Block CD-DA
● Rangka– Dibentuk oleh data audio, bait-bait pembetulan kesilapan, bait
paparan dan corak penyelarasan (menentukan permulaan sesuatu frame)
● Tracks– Mengikut Red Book, setiap track boleh mempunyai beberapa
Index Points (IPs) yang membolehkan kepala baca diletakkan terus pada sesuatu track dalam kawasan aturcara (Program Areas). IP menandakan permulaan setiap track manakala IP menandakan permulaan data audio dalam setiap track. Kawasan diantaranya dikenali sebagai ‘track pregap’
– CD-DA mempunyai ‘track pregap’ selama 2-3 saat
0
1
Rangka (Frames), Jejak (Tracks), Program Areas & Block CD-DA
● Program Areas– Mengandungi sehingga 99 track berlainan panjang (atau kesemua
tracks dalam sesuatu CD-DA)– Di sini data sebenar disimpan.– Setiap track akan mempunyai 1 bari simfoni atau paling banyak 1
lagu– Jika kawasan aturcara dicapai secara rawak, kepala baca akan
diletakkan pada permulaan track tertentu yang hendak dicapai● Block
– CD-DA block mengandungi 98 frames dan menyimpan 2353 bait data (data yang tidak dimampatkan).
– Juga dikenali sebagai sector.
Kelebihan Teknologi CD-DA
● Error CD-DA hanya disebabkan damage atau habuk (calar).
● CD-DA tidak sensitif terhadap error tersebut.● Spesifikasi CD-DA merupakan asas kepada semua
media storan optikal CD● Konsep 8-14 Modulation dan Cross Interleaved
Reed-Solomon Code selalu diguna pakai dalam teknologi Cd yang lain. Ini memungkinkan kemudahsuaian (compatibility) untuk beberapa sistem