Was sind optische Speichergeräte?

Computer können die uns umgebende analoge Welt nicht wirklich nutzen. Damit sie ihre Arbeit verrichten können, müssen analoge Informationen in digitale Daten umgewandelt werden. Computer können die Daten dann verarbeiten, an Ihren Bildschirm, einen Drucker oder das Internet senden oder zur späteren Verwendung speichern. Eine der Möglichkeiten, wie Computer Informationen speichern, ist die Verwendung optischer Medien.

Es gibt drei Hauptarten der Lagerung Ihr Computer verwenden kann. Der am weitesten verbreitete Typ in der gesamten Industriegeschichte war magnetische Speichergeräte. Dazu gehören veraltete Bandlaufwerke und Disketten sowie die Festplatten, die noch immer die Speicherkapazität der meisten Computer bieten. Solid-State-Speichergeräte gehören USB-Sticks, Speicherkarten und die High-Speed- Solid State Drives oder SSDs, die bei vielen Anwendungen Festplatten zu ersetzen beginnen. Ein dritter ist optischer Speicher, typischerweise in Form von Wechseldatenträgern.

Der Unterschied zwischen diesen Speichermedien liegt bei wie Daten digital kodiert werden und lese. Auf magnetischen Medien werden die Nullen und Einsen, aus denen digitale Daten bestehen, als magnetische Signale kodiert, gruppiert in Spuren und Sektoren. Solid-State-Laufwerke und USB-Sticks verwenden eine Form von Computerspeicher, der Daten durch Aufladen oder Nichtaufladen eines bestimmten Teils des Chips aufzeichnet, um das Äquivalent von Nullen und Einsen zu erzeugen. Bei optischen Medien werden die gleichen Nullen und Einsen visuell kodiert und per Laser gelesen.

Die in optischen Laufwerken verwendeten Discs bestehen aus einer starren reflektierenden Schicht, um die Daten zu speichern, die zwischen einer transparenten Schutzschicht und einer undurchsichtigen Schicht an der Stelle des Etiketts angeordnet ist. Laser erzeugen die Nullen und Einsen durch Lochfraß oder Verdunkeln mikroskopischer Bereiche auf der reflektierenden Schicht, wodurch sie nicht reflektierend werden. Wenn Sie die Daten wiedergeben, ist ein bestimmter Punkt entweder reflektierend oder nicht, und die reflektierenden und nicht reflektierenden Punkte bilden die Bits und Bytes der digitalen Informationen. Optisches Band funktioniert ähnlich, außer dass die Schichten aus flexiblem Band und nicht aus starren Disks bestehen.

Die erste optische Disc, die weit verbreitet war, war die Compact Disc, oder CD. Frühe Laufwerke konnten nur hergestellte Datenträger lesen und wurden als CD-ROM oder CD bezeichnet Nur-Lese-Speicher. CD-R erweiterte diese grundlegende Technologie und ermöglichte es dem Festplattenlaufwerk des Computers, aufzeichnen auf einer optischen Einweg-Disk. Einmal beschrieben, konnte die Disc nicht wiederbeschrieben werden. Diese Verfeinerung kam später mit CD-RW oder wiederbeschreibbare CD Laufwerke und Datenträger. Diese könnten viele Male geschrieben und neu geschrieben werden, ähnlich wie Festplatten oder Diskettenlaufwerke, und gehalten werden ca. 700 MB Daten.

CDs wurden ursprünglich entwickelt, um Musikmengen in Albumlänge aufzunehmen, aber DVDs benötigten eine höhere Kapazität zum Aufnehmen und Abspielen von Filmen. Sie ähneln CDs in der grundlegenden Technologie, packen jedoch kleinere reflektierende und nicht reflektierende Punkte mit höherer Dichte zusammen. Sie folgten einer ähnlichen Entwicklung von nicht beschreibbaren DVDs über beschreibbare DVDs zu DVD-RW-Laufwerken. DVDs können 4,7 GB auf einer Standard-Disk aufnehmen, und Dual-Layer-Disks – die zwei reflektierende Schichten in der Mitte haben – können weit über 8 GB.

Die weit verbreiteten optischen Discs mit der höchsten Kapazität sind Blu-ray-Discs, die zum Speichern von High-Definition-Filmen entwickelt wurden. Der Name kommt von der Verwendung eines blauen Lasers anstelle eines roten Lasers, der eine kürzere Wellenlänge hat und daher stärker fokussiert werden kann. Dadurch können Hersteller Daten noch dichter verpacken als auf einer DVD. Blu-ray-Discs kann 25 GB bis 100 GB Daten speichern wenn es für Computerspeicher verwendet wird.

Obwohl gewöhnliche Discs viele Daten für Verbraucherzwecke enthalten, benötigen Unternehmen und öffentliche Einrichtungen eine Datenspeicherung in Archivqualität mit viel höheren Kapazitäten. Diese können in Form von Disc-Cartridges hergestellt werden, die ähnlich wie DVDs oder Blu-ray-Discs funktionieren, aber durch ein externes Gehäuse geschützt sind, oder sie können in Bandform vorliegen. Normalerweise sind sie so konzipiert als einmal schreiben viele lesen, oder WORM, Medien.

WORM-Medien sind im Wesentlichen Großversionen des frühen CD-R-Konzepts: Daten können nur einmal auf jedes Band oder jede Kassette geschrieben, dann aber immer wieder gelesen werden. Fortschrittliche WORM-Produkte, wie die Bandkassetten von IBM für die Laufwerke des Modells 3592, verfügen über einen zusätzlichen Manipulationsschutz Funktionen sowohl für die Daten als auch für die physischen Kassetten selbst, um eine zusätzliche Datenebene bereitzustellen Sicherheit. Ihre Kapazität kann bis in die Terabyte pro Kassette, oder Tausende von GB.