lection 10 (Презентации лекций), страница 2

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?МЭЙМАН Теодор16 мая 1960 г. - Т. Мейманзапускает первыйтвердотельный лазер нарубинеДекабрь 1960 – ДЖАВАН Али запускаетпервый газовый (He-Ne) лазерФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?1962 - группы из GE, IBM и MIT Lincoln Laboratory разрабатываютлазер на GaAs с накачкой за счет инжекции носителейПри прямом смещении дырки из p-области и электроны из nобласти инжектируются в p-n переход.

В процессе ихрекомбинации выделяется энергия - фотон определѐннойдлины волны (закон сохранения энергии). Процесс можетпротекать спонтанно (светодиод) либо вынужденно (поддействием фотона той же частоты, лазерный диод)ХОЛЛ РобертВ последнем случае направлениераспространения, вектор поляризации и фазавторого фотона будут в точности совпадать стеми же характеристиками первогоФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10.

Внешняя память в ЭВМЛирическое отступление1964 - Н.Г. Басову, А.М. Прохорову вместе сЧ. Таунсом присуждается Нобелевская премия по физике зафундаментальные исследования в области квантовойэлектроники, приведшие к созданию мазеров и лазеровБАСОВ Николай ГеннадьевичТАУНС ЧарлзПРОХОРОВ Александр МихайловичФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?2000 - Ж.И.

Алферову и Герберту Крэмеру присуждаетсяНобелевская премия по физике за развитиеполупроводниковых гетероструктур для высокоскоростнойоптоэлектроникиАЛФЕРОВ Жорес ИвановичКРЭМЕР ГербертФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЛирическое отступлениеP  (1) E  (2) EE  (3) EEE  ...3-волновые взаимодействияХОХЛОВ Рем ВикторовичКафедра общей физики и волновыхпроцессовМеждународный учебно-научныйлазерный центр МГУАХМАНОВ Сергей АлександровичС.А. Ахманов, Р.В.

Хохлов, Проблемы нелинейной оптики, М.: 1964Физические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?1963 – Режим генерации«гигантских» импульсов модуляция добротностиХЕЛВАРС Роберт1965 - Генерация короткихимпульсов - синхронизацияпродольных модДеМАРИЯ ЭнтониФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10.

Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?Шкала временных интерваловСвойства излучения:Монохроматичность (!),направленность (!),когерентность (!),генерация короткихимпульсов (!)Импульсные режимы:Свободная генерацияМодуляция добротностиСинхронизация модФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЧем может помочь лазер ?Предельная фокусировкаРазмер пятна в фокальнойплоскости:2ww ~ 1,22 lF/Dи теперь мы умеем создаватьплоскую монохроматическуюволнуВажнейшую роль играют всего два параметра:l - длина волны используемого излученияD/F - относительное отверстие (светосила) объективаФизические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЗапись и считываниеинформации на магнитных носителях1967 г. - IBM – прототип дискеты с защитным кожухом и тканевой прокладкой1971 г. - IBM - первая дискета, диаметр 8″ (200 мм) сдисководом1976 г. - Shugart Associates - дисковод для гибкихдисков диаметром 5¼″, интерфейс SCSI1981 г. - Sony - дискета диаметром 3½″ (90 мм),объем 720 кбайт (9 секторов)Версия (HD) имеет объѐм 1,44 Мбайт (18 секторов)1987 г. - Toshiba - дисководы Extra High Density (ED)c носителем емкостью 2,88 Мбайт (36 секторов)Физические основы современных ЭВМ. ВМиК.

http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВММагнитная запись информации1 – сердечник из жесткого ферромагнетика2, 4 – зазоры3 – магнитная лента из мягкого ферромагнетика5 – обмотка (катушка)Магнитная головка - кольцевой магнитный сердечник с обмоткой на однойстороне и зазором на другой. Основная проблема до перехода ктонкопленочным головка (конец 80-х годов) – большая ширина зазораФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.

http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВММагнитооптикаМагнитооптический диск - носитель информации, сочетающий в себе свойстваоптических и магнитных накопителей.Первые магнитооптические диски появились в начале 80-х годов.Основная идея:локализовать область записи информации (бита) за счет воздействия намагнитный носитель пучка сфокусированного лазерного излученияПри записи излучение лазера разогревает участок дорожки выше температурыточки Кюри, после чего изменяется его намагниченность.При считывании поляризованное лазерное излучение меньшей мощности,отражаясь от подложки, дважды проходит через чувствительный к магнитномуполю слой и попадает на датчик.

В зависимости от намагниченности меняетсяплоскость поляризации излучения (эффект Фарадея), что и определяетсядатчикомФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВММагнитооптикаЭффект Фарадея обнаружен М.

Фарадеем в 1845 г.Линейно поляризованное излучение - суперпозиция двух циркулярнополяризованных волн с противоположным направлением вращениявектора поляризации. В магнитном поле фазовые скорости этих волнстановятся разными, причем их разность ~ H. При прохождении вдольсиловых линий плоскость поляризации поворачивается на уголЗдесь n - постоянная Верде и зависит отвещества, длины волны l и температуры)Эффект Фарадея позволяет определить направление силовых линиймагнитного поля, которое и используется для записи информацииФизические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВММагнитооптикаСхемы магнитооптической записиинформации (слева) и магнитнойзаписи на гибкий диск (справа)Слоистая структура МО диска:желтыйголубойкрасныйголубойбелый- отражающий слой- диэлектрический слой I- записывающий слой- диэлектрический слой II- поликарбонатФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10.

Внешняя память в ЭВММагнитооптикаОсновные достоинства:сравнительно высокая плотность записибесконтактные запись и чтениене боится магнитных полей> 10 млн. циклов стирания/записискорость записи/чтения ~ несколько Мбайт/сразные интерфейсы (IDE, LPT, USB, SCSI)Профиль (слева) и магнитноеизображение (справа) участкаповерхности МО дискаОсновные недостатки:Надо стирать содержимое диска перед записьюСравнительно высокое энергопотреблениеВысокая цена как дисков, так и накопителейНе распространены, отсутствует единый стандартФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.

http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЗапись аналоговой информации: ГраммофонГраммофон - прибор для записи и воспроизведения звукас граммофонной пластинки (1887 г., Берлинер)Является развитием фонографа (1877 г., Шарль Кро иТомас Эдиссон): вместо цилиндров - валиков для записи ивоспроизведения звуков используются дискиФонограф Томаса ЭдиссонаГраммофонная пластинкаГраммофонФизические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЗапись аналоговой информации: Laserdisc и Videodisc1958 - Дэвид Грэгг предлагает технологию Лазерныйдиск (LD, Laserdisc, прозрачный диск)1961 - технология Laserdisc запатентована1969 - Philips разрабатывает технологию Видеодиск(VD, Videodisc, отраженное излучение)1972 - первая публичная демонстрация технологииВидеодиск1978 - технология Laserdisc доступна покупателюЛазерный диск (слева) и DVDВ самых первых моделях плееров для чтенияиспользуется He-Ne лазер(l = 632 нм)в поздних - GaAs лазерный диод (l = 780 нм)Плеер MagnavoxФизические основы современных ЭВМ. ВМиК.

http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЗапись цифровой информации: CD, CD-R, CD-RW, DVD …1970 - Philips начинает работу над системой ALP (audiolong play) - цифровым конкурентом грамзаписи,использующим лазерную технологию чтения1977 - появляется название CD (compact disc), котороедолжно было напоминать об успехе компакткассет, «убивших» катушки с магнитной лентой1979 - Sony настояла на том, CD должен вместить 9-юсимфонию Бетховена (74 мин), что определилостандартный диаметр диска 12 см1980 - Philips и Sony выпускают стандарт Red Book1982 - Philips представляет первый CD проигрывательCD дискФизические основы современных ЭВМ.

ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10. Внешняя память в ЭВМЗапись цифровой информации: CDФизический размерЗвучаниеЗапись данныхПримечание120 мм74 - 99 мин650 - 870 МБСтандарт80 мм21 - 24 мин185 - 210 MБМини - CDот 85 x 54 ммдо 86 x 64 мм~ 6 мин10 - 65 MБ«Бизнес карта»A. Слой поликарбоната с отштампованными даннымиB. Зеркальный слой отражающий излучениеC. Лаковый слой, защищающий зеркальный слойD. Иллюстративный материал на поверхности дискаE. Пучок «читающего» излучения. Отраженный сигналпреобразуется детектором в электронные данныеСтруктура CD дискаФизические основы современных ЭВМ. ВМиК. http://comp.ilc.edu.ruЛекция 10.

Внешняя память в ЭВМФизическое представление цифровой информации воптических дискахПит — единичное углубление на информационном рельефе компакт диска,представляющем собой спиральную дорожку, обычно начинающуюся от центра исостоящую из последовательности углублений - питовПромежутки между питами называются лэндами (lands)Глубина пита равна 1/4 l, поэтому отраженныйот пита сигнал находится в противофазе ссигналом, отраженного от лэнда. Это ипозволяет детектировать переход между питом илэндом.