PROGRAMUL DE STUDIU TEHNOLOGII AUDIO -VIDEO ȘI TELECOMUNICA ȚII FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT … Proiect de diplomă COORDONATOR ȘTIINȚIFIC CONF. DR. ING. NEAMȚU… [623954]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU TEHNOLOGII AUDIO -VIDEO ȘI
TELECOMUNICA ȚII
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT …

Proiect de diplomă

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
CONF. DR. ING. NEAMȚU OVIDIU

ABSOLVENT: [anonimizat] 2020

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICĂ ȘI
TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI
PROGRAMUL DE STUDIU TEHNOLOGII AUDIO -VIDEO ȘI
TELECOMUNICA ȚII
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT …

Structuri hardware pentru stocarea
informației

COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
CONF. DR. ING. NEAMȚU OVIDIU

ABSOLVENT: [anonimizat] 2020

Datele(în domeniul informaticii) -sunt codificări binaare ale informației,deoarece
calculatorul nu știe să prelucreze decât șiruri binare,care pot fi modelate fizic prin impulsuri de
curent,cu două niveluri de tensiune,ce corespund celor două cifre binare :0 și 1.Informațiile sunt
extrase din date și sunt folosite pentru a rezolva probleme .
Datele constau în simboluri scrise sau stocate pe un anumit suport. Simbolurile reprezintă
anumite obiecte, idei sau valori, care transmit informații într -un context particular.
Pentru a stoca aceste date avem nevoie de anumite aparaturi sau dispozitive de stocare a
datelor.Prin spatiul de stocare ne referim la memorie.Fiecare dispozitiv pentru stocarea datelor
are o anumită capacitate,memoria acestuia are o anumită limită.
Memoria interna – este zona de stocare temporara a datelor intr -un calculator Bit -ul (binary
digit) – reprezinta cea mai mica unitate de date ce poate fi reprezentata si prelucrata de catre un
calculator. Poate lua doar valorile 0 si 1. O succesiune de 8 biti se numeste b yte sau octet.
Byte -ul este de fapt reprezentarea unui caracter
1 kilobyte (KB) = 1024 bytes
1 megabyte (MB) = 1024 Kbytes
1 gigabyte (GB) = 1024 Mbytes
1 terrabyte (TB) = 1024 Gbytes
1 petabyte (PB) = 1024 Tbytes
1 exabyte (EB) = 1024 Pbytes
Evoluția omenirii a dus la apariția a tot mai multor informații,aceste informații au trebuit
păstrate pentru a nu fi uitate de către oameni.La inceput acestea au fost păstrate în cărți.Datorită
volumului mare de informații cărțile au fost depășite,deoarece în anumite domenii anumite
informații s -ar fi putut întinde pe mii și mii de pagini.Oamenii au căutat alte moduri de a stoca
informațiile și în anii 1800 au apărut cartelele perforate.Acestea nu aveau o capacitate foarte
mare de stocare(aproximativ o zecime de kilo -byte).După au apărut memoria pe cilindrii.Aceasta

avea capete de citire dar nu funcționa ca și un hard disk modern.La memoria pe cilindrii,capul de
citire stă pe loc în timp ce tamburii își schimbă poziția.Acești tamburi puteau stoca câțiva kilo –
bytes de date.
Putem spune ca aceste mașinării au fost strămoșii dispozitivelor de stocare a datelor pe
care le cunoaștem azi.În următoarea lucrare o sa prezint care sunt dispozitivele de stocare a
datelor și felul în care funcționează acestea

CUPRINS
1.Dispozitive de stocare magnetice
1.1 Hard -disk-ul
1.2 Sisteme de stocare magnetică evoluate
2.Dispozitive de stocare optice
2.1 CD -ROM
2.2 DVD -ROM
2.3 BLU -RAY DISC
2.4 Diferența între CD și DVD
3.Dispozitive de stocare care fo losesc semiconductori
3.1 Cardul SD
3.2 Memoria USB
3.3 SSD -ul

Capitolul 1: Dispozitive de stocare magnetice
1.1 HARD -DISK -UL (HDD)

Hard disk -ul conține în interior circuite de control și unul sau mai multe discuri de metal
sau sticlă denumite platane pe care este aplicată o peliculă subțire de material magnetic.
Discurile respective se rotesc, cu viteze ce pot ajunge și la 15000 rpm (rotații pe minut), dar în
mod obișnuit se rotesc cu 5400 sau 7200 rpm. Platanele sunt suprapuse, însă între ele există
totuși mici spații în care se rotesc capetele de scriere/citire ce sunt montate pe un braț ce se
numește acuator.
În ciuda tuturor progreselor înregistrate în tehnologia discurilor magnetice, este încă
imposibilă producerea în serie a unui mediu fără erori. Pentru a reduce erorile de pe suprafața
discului magnetic, se folosesc două mecanisme și anume: codificarea specială a datelor și
algoritmi de corectare a erorilor.

De obicei, există câte un cap de scriere ci tire pentru fiecare suprafață utilizabilă. Capetele
de scriere/citire nu ating niciodată suprafața magnetică ci plutesc la foarte mică distanță de
acestea pe o pernă de aer de doar câțiva microni. Atunci când se întrerupe alimentarea hard
diskului capetele revin în poziția inițială, procedeu ce se numește parcare a capetelor. Dacă unul
dintre acestea atinge suprafața magnetică, atunci platanul respectiv devine inutilizabil, fenomen
ce se numește zdrobire a capetelor.
Acesta se poate produce și în urma unui șoc sau unei manevre bruște. Platanele sunt
acoperite cu un strat subțire de material magnetic. Există

două tipuri de materiale magnetice: materiale p e bază de oxizi și materiale cu film subțire.
Materialele pe bază de oxizi sunt formate din diferiți comp uși conținând oxid de fier ca
substanță activă. Stratul de oxid are o grosime de câțiva microni. Avantajul acestui tip de strat
magnetic este prețul relativ redus și ușurința aplicării pe substrat. Aceste materiale nu sunt
adecvate pentru discuri cu densit ăți de înregistrare ridicate, pentru care stratul magnetic trebuie
să fie mai subțire și trebuie să aibă o suprafață mai regulată.
Materialele cu film subțire permit capetelor de citire/scriere să aibă înălțimi de plutire
mai reduse, ceea ce face posibilă creșterea densității de înregistrare. Practic, toate unitățile
actuale utilizeaz ă materiale cu film subțire, de obicei aliaje de cobalt.
Pentru depunerea materialului pe sup rafața platanelor se utilizează tehnici speciale, de
exemplu placarea sau depun erea în vid. În cazul placării, materialul este depus printr -un proces
de electr oliză. Grosimea stratului depus este în jur de 0,1 µm. În cazul depunerii în vid s e obține
un strat magnetic cu o grosime de 0,04 -0,08 µm. Acest proces este cel mai costisitor din tre cele
amintite, dar față de alte metode are avantajul obținerii unei suprafețe mai uniforme.
Înălțimea de plutire a capetelor de citire/scriere poate fi de 0,1 µm.
Pentru protecția capetelor și a suprafeței discurilor împotriva contactului ocazional din tre
acestea, stratul magnetic este acoperit cu alt e straturi subțiri care să asigure atât o duritate
ridicată, cât și o lubrifiere. Unul din materialele cele mai utilizate pentru asigurarea duri tății este
carbonul amorf. Deși acest material are o duritate foarte ridicată, cercetările de la IBM Almaden
Laboratories au arătat că deteriorarea suprafeței apare nu atât din cauza zgârieturilor, cât din
cauza cristalizării locale a carbonului, ceea ce determină apariția unor mici denivelări. Grosimea
filmului de c arbon este în jur de 0,03 µm.
Stratul de lubrifiere este un film organ ic de fluorocarbon cu o grosime monomoleculară.
Pentru a se compensa evaporarea filmului și a se asigura păstrarea acestuia pe suprafața
discurilor, există un rezervor prin care se menți ne o presiune de echilibru a vaporilor. Astfel
filmul va rămâne intact, evaporarea fiind compensată prin redepunere
Performanțele unui HDD depind în principal de modul de conectare la placa de bază (pe
ce tip de magistrală se conectează), de numărul de rota ții pe minut și de capacitatea memoriei
tampon (memorie în care se rețin datele frecvent accesate).
Informația se memorează pe hard disk pe zone concentrice numite piste și pe porțiuni ale
acestor piste numite sectoare. În secțiune transversală, aceeași pi stă de pe toate platanele

formează un cilindru. Structura logică de înregistrare a informației pe hard -disk presupune două
zone distincte:
– system area(zona sistem) pentru tabela de adrese și informații necesare sistemului de operare
-date area(zona de date) conține datele structurate adecvat pentru sistemul de căutare și regăsire a
informației.
Structura logică este descrisă în tabela de adrese care specifică:
-partea liberă si partea utilizată a discului
-partea neutilizabilă datorită unor defecțiuni fizice
Discul magnetic poate fi accesat elecrtronic prin intermediul softului rezident și al
dispozitivelor electronice de acționare și transfer al datelor.Elementele spațiale utilizate pentru
stocare sunt:
-numarul cilindrului
-numarul sectorului
-numarul suprafeței de înregistrare

Transferul datelor spre placa de bază
Ansamblul hard -disk fizic și controler de hard -disc vor asigura un transfer optim,sigur și
de și rapid spre sistemul și memoria calculatorului.
Există câteva m etodologii pentru eficientizarea unui transfer:
1.Programmed I/O
-se folosesc comenzile IN și OUT ale limbajului de asamblare.Fiecare octet este transferat prin
intermediul procesorului.Viteza de transfer a datelor este limitata de cea a magistralei interf eței și
de performanța procesorului
2.Memory mapped I/O
-procesorul poate procesa datele provenite dintr -un controler de disc mai repede dacă acestea
sunt stocate într -o regiune fixă de memorie.
3.Direct Memory Access(DMA)
-folosind un canal DMA,un dispozi tiv poate transfera date direct în memorie,fără contribuția
procesorului.Această metodologie este mai lentă din punct de vedere al transferuului de date.
4.Busmaster DMA

-controlul hard -discului preia magistrala cu permisiunea procesorului și administrează transferul
datelor.Transferul datelor cu unitățile de hard -disk se poate realiza prin următoarele interfețe:
-IDE (Integrated Device Electronics)
-ATA -IDE(Advanced Technology bus Attachement – Integrated Drive Electronics)
-ESDI(Enleanced Small Device Int erface – interfață îmbunătățită pentru dispositive mici)
-ATAPI(AT Attachment Packet Interface)
-Serial ATA (Advanced Technology Attachement)
-SCSI(Small Computer System Interface)
-SCSI 1;2;3
-ULTRA SCSI
-USB(Universal Serial Bus) -folosit pentru hard-disk-uri externe
-Interfața Fibre Channel
Instalarea unui Hard -Disk
-Conectorii de pe placa de bază (0 si 1) trebuie să corespundă cu firul roșu al panglicii IDE.Pe o
panglică IDE se pot conecta maxim două unități de hard -disk,o unitate hard -disk si una CD –
ROM sau două unități CD -ROM.Partea din spate a fiecărui hard -disk conține un conector pentru
panglică IDE,un conector pentru alimentare și jumpere.Pe partea superioară a hard -disk-ului se
află o etichetă în care este specificat cum conectăm jumperii pentru ca unitatea să poată să
funcționeze ca Master,Slave,Cable Select sau Single Drive.Alimentarea se conectează ușor
deoarece conectorul suportă o singură poziție.
Dacă utilizăm un hard -disk SCSI,prima data va trebuii să punem controllerul SCSI în
placa de bază , la unul din sloturile PCIe sau PCI.Unele plăci de bază au controller -ul SCSI
integrat și conectorii pentru hard disk se găsesc pe placă,în rest alimentarea și conectarea
jumperilor se face asemănător procedurii descrise pentru hard -disk-urile IDE.După ce am montat
unitatea de disc pornim calculatorul și configurăm din BIOS tipul și numărul de hard -uri
existente
Pentru a achiziționa un HDD de calitate, cumpărătorul trebuie să urmărească următoarele
aspecte, nu neapărat în ordinea enumerată mai jos:
– capacitatea de memorare;
– firma producătoare;
– viteza de rotație a platanelor (5400, 7200, 15000 rpm): cu cât viteza de rotație a

platanelor este mai mare, cu atât timpul necesar localizării informației pe HDD scade
– numărul de platane
– modul de conectare – IDE, SCSI ,ATA, SATA(Serial ATA), SATAII
(proiectată pentru a putea suporta în viitor o viteză de transfer a datelor de până la 600
Mbps (Mega Bytes Per Second)).
Orice HDD este caracterizat de următorii parametri:
– Latență medie (Average Lat ency) – timpul scurs între ridicarea capului de pe pistă și
citirea primului bit;
– Timpul mediu de căutare (Average Seek Time) – tmpul mediu necesar trecerii în poziție
de scriere/citire a capetelor HDD pe orice pistă;
– Timpul de acces (Access Time) – suma dintre timpul mediu de căutare și latență;
– Rata internă de transfer – viteza cu care canalul intern al HDD poate transfera date
către platan (parametru măsurat în Mbps)

1.2 Sisteme de stocare magnetică evoluate
Stocarea magnetică a evoluat din cauza sistemelor miniaturale și de mare fiabilitate.Tehnologiile
de stocare o sa impună variante noi de hard -discuri a căror capacibilitate de stocare depășește
limitele de previzibilitate
1.Tehnologia GMR(Giant Magneto -Resistive)
Inainte de de tehnologia GMR ,a existat o alta tehnologie numită MR(Magneto -Resistive) prin
care densitatea de stocare atingea 3Gb/ in2.Tehnologia GMR prin unitatea de hard disk
Microdrive creată în 1999 de către IBM a realizat cel mai mic și mai ușor hard -disk.Tehnologia
Giant Magneto -Resistive dispune de o mare densitate de stocare a datelor pe support
magnetic(până la 40 de Gb/ in2.Unitățile Microdrive utilizează un platan fabricat din sticlă ,având
diametrul de 1 inch care es te pus în mișcare de nouă electromagnețo,motorul rotind discul care
cântărește 16 grame la o viteză de 4500 de rotații pe minut.Datele sunt transmise și primate prin
capetele de scriere -citire .Sistemul de absorție a șocurilor din cauciuc și un ac tuator de blocare
previn deteriorarea suprafeț ei discului și în condiții normale de funcționare și în cazul daca
untatea este lovită.

Circuitul de control al unității administrază toate funcțiile acesteia chiar și cele de transfer
al datelor și viteza de rotație . Capul de citire scriere poate accelera la viteză maxima într -o
jumatate de secundă și are de 50 de ori mai puțină inerție decât un cap de citire dintr -o unitate
mai mare.Accelerația rapidă ii permite unității să se oprească din rotație atunci când datele n u
sunt accesate,îmbunătățind astfel caracteristicile de conservare a energiei.Hard discul Microdrive
poate fi integrat într -o varietate de produse electronice.Aceste unități Microdrive au fost lansate
initial cu capacități de 170MB și 340MB la o stocare cu densitatea de 4.1Gb/ in2cu un timp de
căutare de 15 ms,viteză de transfer a datelor de 32MB/s și 49 MB/s.În anul 2000 apar versiunile
de 512MB și de 1 GB.În 2005 ating capacități de 8GB.Firma Hitachi oferă o soluție îmbunătațită
prin tehnologia de înregist rare PMR(Perpendicular Magnetic Recording) care oferă capacități de
stocare de până la 20GB/ in2(în anul 2007).În această tehnologie,PMR dipolii magnetici nu mai
sunt distribuiți longitudinal -orizontal pe suprafața discului,ei prezintă o poziționare vertica l
perpendiculară pe suprafața discului.Crește densitatea dipolilor plasați pe disc.Se evidențiază și
dificultățile electro -mecanice de acces la dipoli pentru scriere și citire.Această tehnologie a
rezolvat problemele de accesare a dipolilor verticali.

Diferența între Perpendicular Magnetic Recording și Longitudinal Magnetic Recording.

2.Tehnologia de stocare OAW(Optically Assisted Winchester)
OAW îmbină tehnologia magneto -optică cu hard -drive -uri magnetice convenționale .Ea
utilizează lumina laser pentru a selecta diferite capete din unitate față de sistemul tipic al
unităților electromagnetice convenționale.Acest principiu constă în focalizarea cu un laser pe
suprafața unui disc.Este folosit pentru scrierea și citirea datelor pe disc.Se utilizează efectul Kerr
prin care lumina polarizată reflectată de pe o suprafață magnetizantă este polarizată în două
moduri diferite în funcție de orientarea dipolilor magnetici.Se evită distrugerea datelor deoarece
efectul de încălzire al unității de stocare este minim.Do ar o mică porțiune de pe hard disc este
încălzită cu un laser de mare putere.În tehnologia OAW sunt utilizate oglinzi de tip servo micro
mașini și o lentil care concentrează foarte précis laserul pe suprafața cea mai mica
posibila.Zonele adiacente nu sunt încălzite deci ramân neschimbate.Structura pentru stocarea
datelor este realizată dintr -un aliaj amorf.Durabilitatea memoriei cu stocare magneto -optică va fi
mult mai mare deoarece discul este stabil la temperature extreme și ambientale,iar capacitatea de
stocare a datelor este mare.
Capitolul 2: Dispozitive de stocare optice
2.1Unitatea Cd -rom

Unitatea CD -ROM (Compact Disc Read Only Memory) este un mediu optic de stocare
bazat pe formatul CD -DA (audio digital) dezvoltat pentru CD -urile audio.
Alte formate cum ar fi CD-R (Cd inscriptibil) sau CD -RW (reinscriptibil) extind capacitățile
unui CD ob ișnuit transformându -l în mediu inscriptibil.

O unitate CD -ROM are în alcătuirea sa internă un cap optic(de citire) un platan pentru
disc,un sistem pentru prelucrarea semnalului și un controler.Capul optic este format dintr -o
diodă laser ,o celulă fotovo ltaică pentru detectarea reflexiilor de pe disc și lentile.
Controlerul integrează câteva funcții :
-pentru focalizare
-pentru stabilirea pe pistă
-pentru viteza de rotație a discului.
Procesorul de semnal execută operațiile de demodulare ,decodificare și aplică un algoritm
de corecție datelor citite.Înscrierea unui CD -ROM necesită un flux de date foarte
stabil.Majoritatea unităților au un buffer de 2MB.Procesoarele care asistă unitatea CD -ROM
oferă mai mult de 16 viteze pentru transferul de date.Unitățile cu 24 de viteze transferă cu o
viteză de la 1,8 Mb/s din centrul discului până la 3,6 Mb/s spre exteriorul discului.Unitățile CD –
ROM cu 48 de viteze unghiulare constante,transferă datele cu o viteză care poate ajunge până la
7,2 Mb/s și ating o turație a discului de 12000 de rotații pe minut.Unitățile CD -ROM sunt utile
pentru transferul rapid al datelor dar nu pentru transferul aleatoriu,modalitate care există la hard –
disk-uri.

CD-urile pot memora până la 74 sau 80 de minute de material audio sau până la 682 MB
(CD de 74 de minute) sau 737 MB (CD de 80 de minute) de date.
CD-urile standard au un diametru de 120 mm si pot stoca până la 80 de minute de d ate în format
audio necomprimat. Mini CD -ul are diametre variabile, între 60 mm si 80 mm și poate stoca
până la 24 de minute de date în format audio.

Un CD este alcătuit dintr -un plastic policarbonat, aproape pur, cu grosim e de 1,2 mm și
cu greutate de aproximativ 20 de grame. Un strat subțire de aluminiu sau mai rar, de aur, este

aplicat suprafeței pentru a o face reflexivă. Metalul se protejează aplicând un strat de lac direct
pe suprafața reflexivă.
Datele sunt stocate pe CD ca o serie de indentații cunoscute sub nume le de “pits” (gropi),
codate în spirală în stratul de policarbonat. Zonele dintre gropi sunt cunoscute sub numele de
“lands” (terenuri). Gropile și terenurile nu reprezintă zero -urile și unu -rile din datele binare. În
schimb este folosită o codare non -return-to-zero, inverted: o schimbare din groapă în teren indică
un unu, în timp ce nici o schimbare reprezintă o serie de zerouri. Trebuie să fie cel puțin două și
maxim zece zerouri între fiecare unu; numărul de zerouri este dat de lungimea gropii.
CD-urile sunt sensibile la deteriorări atât din cauza folosirii în mod normal cât și din
cauza expunerii la mediul înconjurator. Zgârieturile pot fi reparate prin reumplerea lor cu un
plastic refracta nt asemănător sau prin netezire.
CD-ROM
Compact Disc -Read Only Me mory este un Compact Disc ce conține informație care
poate fi accesată, dar nu și scrisă, de către un calculator. Sunt folosite în special pentru distribuția
de software incluzând jocuri și aplicații multimedia, dar pot stoca orice tip de date (până la lim ita
de capacitate a discului). Unele CD -uri conțin atât date pentru calculator cât și audio ce pot fi
redate de către un CD player.
CD-ROM -urile sunt identice cu CD -urile ca formă, iar datele sunt stocate și citite într -o
manieră similară ( CD-ROM -urile diferă de CD -urile audio doar prin standardele folosite pentru
stocarea datelor). Informația este stocată pe disc sub forma unei serii de indentații microscopice.
Un laser este aplicat pe suprafața reflexivă a discului pentru a citi tiparul creat de gropi și
terenuri. Deoarece adâncimea gropilor este aproximativ o ¼ până la 1/6 din lungimea de undă a
luminii laserului folosită pentru a citi discul, faza razei reflectate este shiftată în rel ație cu raza
inițială, aceasta produce o inte rferență destructivă și r educe intensitatea razei reflectate. Acest
tipar de schimbare a intensității razei reflectate este convertit în informație binară.
CD-R și CD -RW
Compact Disc -Recordable si Compact Disc -ReWritable sunt variații ale CD -ului. CD -R
este de tipul Write Once Rea d Many, deși nu este obligatoriu ca întregul disc să fie scris într -o
singură sesiune. CD -RW este un Compact Disc ce poate fi rescris de până la 1000 de ori.
Ambele tipuri sunt disponibile cu capacități de 80 de minute de audio sau 703 MB.

În cazul CD -R, discul de policarbonat conține un șanț în formă de spirală, numit
“pregroove”(deoarece este creat înainte ca informația să fie scrisă pe disc), pentru a conduce raza
laserului în timpul scrierii și citirii informa ției. Acest pregroove apare în partea de sus a discului
de policarbonat, unde gropile și terenurile s -ar găsi într -un CD obișnuit; partea de jos pe care se
aplică raza laserului este plată și netedă. Partea discului pe care se află șanțul este acoperită cu un
strat foarte subțire de colorant organic peste care se aplică un strat subțire de argint, aliaj de
argint sau aur. În final ul procesului , un strat protector de lac foto -polimerizabil se aplică peste
metalul reflector și uscat cu ajutorul luminii ultraviolete.
Un CD -R care este nescris nu este go l. Șanțul preegrove are un zigzag ce ajută laserul cu
care se scrie să rămână pe aceeași direcție și să scrie informația pe disc la o rată constantă.
Menținerea unei rate constante este importantă pentru a asigura o mărime și o spațiere
corespunzătoare pen tru gropile și terenurile imprimate în stratul de colorant. Șanțul pregroove nu
este distrus la scrierea discului; el este folosit pentru stocarea unor informații, de exemplu pentru
protecție impotriva copierii.
Discurile CD -RW trebuiesc șter se înainte de refolosire.Putem folosi metode diferite de
ștergere, printre care ștergerea completă a suprafeței întregi a discului sau ștergerea rapidă în
care doar zonele de meta -data sunt șterse. Ștergerea rapidă este de obicei suficientă pentru
permiterea rescrierii discului. Putem recupera datele de pe un CD -RW șters complet ,acest lucru
este posibil doar cu ajutorul unui echipament specializat în recuperarea datelor.
În acest domeniu (al creaării tipurilor diverse de medii de stocare) fizicianul român
Eugen Pavel a creat o tehnologie nouă denumită Hyper CD cu ajutorul căreia se poate realiza un
CD cu o capacitate de memorare de 10000 de ori mai mare decât a unui CD clasic. Hyper Cd -ul
nu a intrat în producție de serie

2.2 DVD -ROM
Ca și în cazul CD -urilor,diametrul DVD -urilor poate fi de 8mm sau de 12mm . Un disc
DVD poate fi cu o singură față single side (SS) sau cu două fețe double side (DS). Fiecare față
poate conține unul single layer (SL) sau două straturi double layer (DL). Capacitatea discului
depinde de numărul total de straturi utilizate.
Există un număr mare de variante ale discurilor DVD fiecare cu capacități diferite,
începând de la 4,7 GB, formatul DVD -5, compus dintr -o singură față cu un singur strat și până la

17,08 GB, numit și DVD -18, care este compus din două straturi pe fiecare față. Totuși,
capacitatea maximă de stocare de 17,08 GB este foarte greu de obținut, ca urmare a procesului
tehnologic complicat. Există și discuri care pot atinge capacități situate între cele două valori, de
8,54 GB (DVD -9) și 9,4 GB (DVD -10), cu o față și două straturi, respectiv, cu două fețe, fiecare
cu câte un strat. Specificațiile pentru discurile DVD -R și DVD -RW prevăd capacități de 4,7 GB
și 9,4 GB, cu un singur substrat pe fiecare față. Variantele DVD+R și DVD+RW sunt optimizate
pentru stocarea datelor informatice, spre deosebire de versiunile din care provin, DVD -R și
DVD -RW, optimizate pentru stocarea datelor multimedia.
Variantele mai noi de sisteme DVD, Blu -Ray Disc (care folo sește o rază laser cu lungime
de undă mai mică, în domeniul albastru de 405 nm) și HD -DVD (DVD de înaltă definiție,
compatibil cu standardul TV de înaltă definiție, HDTV), permit obținerea de capacități
superioare, care pot atinge 50 GB.
Capacitatea unui disc cu două straturi nu ajunge la dublul capacității unui disc cu un
singur strat. Fasciculul laser trebuie să traverseze stratul exterior pentru a citi de pe stratul
interior (o distanță cuprinsă între 20 μm și 70 μm). Pentru a se reduce interferențele dintre cele
două straturi, lungimea minimă a cavităților de pe ambele straturi este mărită de la 0,4 μm la 0,44
μm. În plus, viteza liniară a fasciculului este puțin mai mare, de 3,84 m/s față de 3,49 m/s la
discurile cu un singur strat. Ca vitățile de lungime mai mare, aflate la distanțe mai mari permit o
citire mai ușoară, dar astfel se reduce capacitatea pe strat.
Cele mai performante suporturi optice de memorare a informație sunt discurile Blu Ray
(Blu-violet laser) cu capacitate de memor are de 25 GB în cazul discurilor Blu Ray normale și 50
GB în cazul celor double layer, însă recent s -a reușit crearea unor discuri BD care să stocheze
500 GB. Sunt utilizate pentru stocarea de material video de înaltă definiție.

DVD VIDEO

Este un DVD pen tru multimedi a ce a început să înlocuiască clasicul CD -ROM. Furnizează un
mediu de stocare de dimensiuni mari (4,7 până la 17 GB de date). DVD -ROM conține diverse
tipuri de date și este interpretat de o unitate DVD -ROM -Drive conectată la calculator.

Un DVD -ROM poate fi DVD -Video, DVD -Audio sau un disc pentru PC cu aplicații specifice
(jocuri video, sisteme de operare, programe software. Diferența între DVD -Video și DVD -ROM
este oarecum similară cu diferența dintre CD -Audio și CD -ROM.
Cel mai utilizat des dintre toate formatele DVD, es te un disc special care a fost creeeat
pentru stocarea și vizionarea filmelor. Introducerea discurilor DVD -Video are numeroase
implicații pentru industria cinematografica,st udiourile de filme,fiind foarte implicate în crearea
standardului DVD -Video. Format ul a apărut în Japonia la 1 noiembrie 1996, în S.U.A. la 24
martie 1997, în Canada, America Centrală și Indonezia la sfârșitul anului 1997, și în Europa,
Asia, Austra lia și Africa în 1998. Apariția DVD -urilor ca medii de stocare a imaginil or video
sub for mă digitală au dus la reducerea costurilor de stocare și distribuție a imaginilor video.
Un disc DVD -Video are în componență o pistă de informații video digitale comprimate
prin metod MPEG -2, cu o rată de biți constantă (CBR –Constant Bitrate)sau variabil ă (VBR –
Variable Bitrate) .Sunt utilizate sistemele video NTSC cu 525 linii, 29,97 cadre/s (mod întrețesut
– “interlaced”), și PAL/SECAM(625 linii, 25 cadre/s (mod întrețesut). Sunt tipice de asemenea
imaginile cu 24 cadre/s, în mod progresiv (neîntrețesut), provenite din filme.
La o rată medie de 4,7 Mbit/s (1,2 Mbit/s pentru trei piste audio cu câte 5.1 canale și 3,5 Mbit/s
pentru video ), un disc DVD cu un s ingur strat poate conține aproximativ de 135 minute. Un
disc cu două straturi poate avea în compone nță un film de două ore redat la o r ată de 9,5 Mbiți/s
( limita maximă fiind de 11,08 Mbit/s).
În component unui DVD -Video pot exista până la 8 piste audio. Fiecare pistă poate avea
unul din următoarele trei formate:
Dolby Digital (AC -3): 1 până la 5.1 canale
MPEG -2 audio: 1 până la 5.1 sau 7.1 canale
PCM(Pulse Code Modulation) 1 până la 8 canale.
Sunt prevăzute alte două formate opțion ale:Digital Theater Sound (DTS) și Sony Dyna mic
Digital Sound (SDDS). Și Digital Theater Sound (DTS) și Sony Dyna mic Digital
Sound (SDDS) necesită decodoare externe și nu sunt recunoscute de toate unitățile. Canalul
indicat prin “.1” (5.1, 7.1) se referă la un canal de efecte cu frecvențe joase (Low -Frequency
Effects – LFE) care se conectează la un amplificator pentru tonuri joase.
Un DVD -Video poate fi citit de orice unitate DVD Player conectată la un TV. Pentru a
se menține compatibilitatea cu aparatel e existente, unitățile DVD conțin un codificator Dolby

Pro Logic pentru a traduce pistele AC -3 sau MPEG -2 într -un format care poate fi redat cu
ajutorul unui amplificator stereo standard sau a unui sistem audio obișnuit.
DVD Video Recordering (DVD VR) este un format de înregistrare DVD care are
opțiunea de a edita un film direct p e disc în timp ce acesta este înregistat. Se pot adăuga
videocl ipuri noi, eliminare segmente vi deo,schimbarea meniurilor etc. Formatul DVD VR este
disponibil în principal pe DVD p layere high end.

Formate DVD VR:
DVD + VR (pentru discuri DVD + RW)
DVD -VR (pentru discuri DVD -RAM și DVD -RW)
DVD -Audio
DVD -Audio este formatul DVD care este folosit numai pentru date audio (muzică). Standardul
pentru discurile DVD -Audio a fost elaborat de Work ing Group 4 (WG4) al DVD Forum.Prima
versiune , versiunea 0.9 a standardului a fost publicată în iulie 1998, iar versiunea 1.0 în
octombrie 1998. Primele produse DVD -Audio au apărut în 1999. DVD -Audio oferă un sunet de
înaltă calitate cu pân ă la 6 canale cu rate de eșantionare de 24 bit/1 92 kHz .
Linear pulse -code modulation (LPCM), un tip specific de PCM unde nivelurile de
cuantificare sunt liniar uniforme, oferă până la 6 canale cu rate de eșantionare de 48/96/192 kHz
(de asemenea 44,1/88,2/ 176,5 kHz) și cu eșantioane de 16/20/24 biți.
Grupul WG4 a introdus în 1998 Merdian Lossless Packing (MLP) o compresie fără pierderi, ce
permite înregistrarea pe un singur strat a 74 până la 135 de minute de sunet cu 6 canale, cu o rata
de eșantionare de 9 6 kHz și eșantioane de 24 biți (comparativ cu 45 de minute fără compresie).
În cazul sunetului cu 2 canale, timpul este între 120 și 140 de minut e la 192 kHz/24 biți (în
comparație cu 67 minute fără compresie).
Ca și DVD -Video,și DVD -Audio are protecție la copiere. Aceasta utilizează o
tehnologie de proces are a semnalelor pentru și aplică semnalului audio o semnătură digitală și
unele chei opționale de criptare sub forma unui zgomot nedetectabil, astfel noile echipamente
vor re cunoaște discurile copiate și vor refuza redarea lor.

Structura de fișiere DVD -Video
DVD -AR (Aud io Recordable) este un format care permite înregistra rea, edita rea și reda rea
conținutul audio direct pe disc urile pe care se scrie.Acest format este utilizat în diverse scopuri
datorită unei varietă ți mari de scheme de compresie.P e un DVD -AR se pot stoca și imagini
statice și text.
DVD Stream Recording (DVD -SR) poate înregistra în timp real orice semnal digital
audio/video obținut din diverse surse (televiziune,internet HDTV tuner) etc, într -un flux de date
simplificat. Unitatea DVD player are un decodificator adecvat care este folosit în timpul citirii
datelor .
Toate tipurile de discuri DVD (DVD -Video, DVD -ROM și DV D-Audio) au datele organizate în
fișiere. Datele sunt accesate folosind un sistem de fișiere comun tuturor discurilor DVD. DVD –
Video și DVD -Audio conțin date în directoare speciale, și anume în VIDEO_TS și AUDIO_TS.
Pentru a fi compatibile cu versiunile in scriptibile și reinscriptibile, a fost ales formatul UDF
Bridge . Aceasta presupune o combinație între formatul UDF (Universal Data format) și
standardul ISO 9660 pentru compatibilitate cu mediul CD -ROM. Fișierele DVD -Video au
maxim 1 GB și se înregistrează ca o singură extensie (într -o singură secvență). Primul director de
pe disc este VIDEO_TS și conține fișierele .IFO, .BUP și .VOB . Numele fișierelor este în format
8.3. DVD -Audio conț ine totalitatea fișierelor în directorul AUDIO_TS.

DVD -R
DVD – R (recordable) este termenul folosit pentru cele două variante DVD -R și DVD+R, în care
datele pot fi scrise pe un DVD. DVD ± R este succesorul direc t al CD -R-ului. Diferența se află în
modul în care se citesc datele de pe disc formatarea lor .
Formatul DVD -R a fost dezvoltat de către firma Pioneer și l ansat în anul 1997. DVD+R a fost
dezvoltat de către companiile Philips și Sony și a fost lansat în anul 2002. Companiile care
acceptă DVD -R includ Hitachi,Toshiba,Pioneer și Panasonic precum și DVD Forum, în timp ce
companiile care acceptă DVD+R sun t DVD+RW Philips,Sony,Pioneer,HP,Yamaha . Discurile
DVD ± R sunt compatibile cu aproape toate u nitățile DVD player.La început capacitatea de
stocare a discului era de 3,68GB,ulterior a fost marită până la 4,38GB. Discurile DVD ± R sunt
fabrica te de Hitachi,Mitsui,Maxell , Pioneer și TDK.
Formatul DVD -R foloseș te sistemul de control al vitezei de înregistra re numit LPP (Land
Pre Pit), iar DVD+R folosește ADIP (Address In Pregroove), care este mai puțin sensibil la
interferențe și erori decât sistemul LPP. Discurile DVD -R pot fi scris doar într -un singur strat pe
suprafata discului, pe când DVD+R pot f i scrise în mai multe straturi,din aceasta cauză oferă o
capacitate mai mare de stocare .
DVD+R este compatibil cu aproape orice DVD -player modern fiind o alegere mult mai
bună datorită tehnolog iilor îmbunătățite, car e nu au atatea erori la inregistrarea datelor.O
posibilitate în plus pe care o oferă utilizatorului este aceea de a edita numele fișierelor, titlurile
filmelor și melodiilor, inclusiv playlist -urile. În cazul unui player mai vechi, formatul DVD -R
este mai b un deoarece oferă o compatibilitate mai bună .

DVD+RDL
DVD ± R DL (Dual Layer) sau DVD -R9 este un format cu 8,5 GB utilizând două straturi
înregistrabile, fiecare cap abil să stocheze 4,7 GB, astfel capacitate a totală a discului este dublată .
DVD -R DL a fost dezvoltat de Pioneer, în timp ce DVD+R DL a fost dezvoltat de
DVD+Alliance, Philips și MKM (Mitsubishi Kagaku Media).
DVD -R DL este disponibil mai ales pe piețele din A sia. În piețele din Europa și din SUA
compatibilitatea acstora este destul de slabă cu playe rele DVD -VIDEO .
DVD+R DL este mai compatibil cu DVD -playere decât DVD -R DL.

DVD+RW
DVD -RW
DVD -RW (Read/Write) sunt discu rile reinscriptibile. Acest format a fost susținut de HP, Sony,
Philips și DVD Forum, și a fost lansat în anul 1998. Discurile DVD -RW utilizează o tehnologie
dezvoltată de firma Pioneer bazată pe cea a discurilor CD -R, utilizând același control al rotației

și aceiași distanță între piste . Discurile DVD -RW pot fi înscrise de mii de ori și pot fi citite de
majoritatea unităților DVD. Capacitatea inițială este de 4,38 GB într -un singur strat.
DVD+RW
Format elaborat de Philips, Sony, HP și DVD+RW Alliance, utilizeaz ă o tehnologie cu
schimbare de fază, Phase -Change Rewritable similară cu cea utilizată la discurile CD -RW.
Discurile DVD +RW au o capacitate de 2,8 GB pe o față și utilizează metoda CLV (Constant
Linear Velocity) folosită pentru accesul secvențial și metoda CAV (Constant Angular Velocity)
folosită pentru accesul aleator. Ca și formatul DVD+R, oferă posibilitatea de editare a numelor
de fișiere, filme, titluri de melodii și pl aylist -uri. Este compatibil cu toate DVD playerele.
DVD ± RW DL (Dual Layer) este un format dezvoltat și promovat de DVD Foru m. Sunt discuri
ce au în componență două straturi (DVD -9) și au o capacitate de stocare de până la 8,5 GB.
Discurile acestea au apărut la sfârșitul anului 2004. DVD – RW DL este formatul cu două
straturi oferit de DVD -RW Alliance. DVD ± RW DL sunt discuri rare (în mare parte în Asia) și
nu dau rezultate foarte bune,nici pentru video și nici pentru date.

DVD -RAM
DVD -RAM
DVD Random Access Memory este un standard creeat de DVD Forum, HP, Sony și Philips.
Discurile reinscriptibile DVD -RAM au apărut în iunie 1998 cu o capacitate de 4.7 GB, utilizate
pentru stocare de date. Prima unitate DVD -ROM care poate citi di scurile DVD -RAM a fost
lanasată de Panasonic la sfârșitul anu lui 1998. Specificațiile au fost lansate pe piață în anul 2003
de către RAM Promotion Group (RAMPRG). DVD -RAM este utilizat atât în PC, camere video

și unități DVR (Digital Video Recorder).
DVD -RAM utilizează o canelură spiralată pentru sincronizarea datel or, cu marcaje înscrise atât
în interiorul canelurii, cât și în spațiul dintre caneluri. Canelurile și antetele sectoarelor sunt
gravate pe disc în timpul fabricației.
DVD -RAM pot fi cu o singură față de 4,7 GB sau 9,4 GB pe două fețe.
Discuri Mini -DVD -RAM de 80 mm și 1,46 GB sunt de asemenea disponibile. Mini
DVD -RAM cu o capacitate de 2,4 GB, nu sunt compatibile cu unitățile DVD actuale (din cauza
diferențelor de reflectivitate, a modului de tratare a defectelor și a unor diferențe minore de
format).

Capacitatea discurilor DVD

DualDisc

În acest domeniu (al creaării tipurilor diverse de medii de stocare) fizicianul român
Eugen Pavel a creat o tehnologie nouă denumită Hyper CD cu ajutorul căreia se poate realiza un
CD cu o capacitate de memorare de 10000 de ori mai mare decât a unui CD clasic. Hyper Cd -ul
nu a intrat în producție de serie.

2.3BD(Blu -Ray Disc)
Blu-Ray Disc este dezvoltat de o asociație cu același nume din care fac parte liderii
mondiali în fabricarea arhitecturilor de calculatoare din care fac parte și producătorii structurilor
de stocare optică(Dell,Hitachi,Apple,LG,JVC,HP,Mitsubishi,Pioneer,Panasonic,Samsung etc)
Acest format a fost dezvoltat pentru a permite înregistrarea,redarea și reîns crierea datelor video
de înaltă definiție(High -Definiton),având si o capacitate mare pentru stocarea datelor.Se
folosește laserul de 650 nm la tehnologiile pentru unitățile optice ca și DVD,DVD -R,DVD –
RW,DVD -RAM.Dacă utilizăm un laser cu lungime de undă mai scurta de 405nm (violet
albastru)putem minimiza și focalizările la suprafața discului.Densitatea de stocare crește,practice
este dublă la Blu -Ray disc ,și structura cristalină este mai fină.În concluzie,se îmbunătățește
sistemul optic relative la standard ul dimensional impus unității și performanțele cresc mult mai
mult.Avantajele Blu -Ray discului ar fi că datele pot fi compactate mai bine pe discul Blu -Ray.Un
singur strat de disc poate stoca 25GB.Acest spațiu de stocare este echivalent cu 2 ore de
înregi strati în formatul HDTV(High Definition Television)sau mai mult de 13 ore în format
pentru televiziunea standard.
BD-RE
Blu-ray Disc Recordable Erasable (BD -RE) poate fi șters și reînregistrat de mai multe ori.
Capacitățile sunt de 25 GB pentru discuri cu un singur strat, 50 GB cu două straturi, 100 GB
pentru treistraturi și 128 GB cu patru straturi (doar în BD -R).

BDXL
Blu-ray Extra -large poate stoca între 100 și 128 de GB de date .Discul are 3 straturi BD-R.
Varianta reînregistrabilă a acestui BDXL poate stoca 100 GB. BDXL a fost fabricat prima oară
de Sharp, în iunie 2010.

BD-9
BD-9 este un DVD cu laser roșu cu conținut BD. Discul trebuie să funcționeze la o viteză mai
mare decât 3x, cu o rată de transfer de până la 30,24 Mbit/sec.
Mini Blu -ray
Discul Mini -Blu-ray are 8 cm diametru și poate stoca maximum 7,5 GB de date, iar variantele
înregistrabilă (BD -R) și reînregistrabilă (BD -RE) au fost create special pentru camerele video
compacte și alte aparate de înregistrare de di mensiuni mici.

HD-DVD(High Definition Digital Versatile Disc)
Are dimensiunile unui DVD standard.Prima variant a HD -DVD -ului s -a numit AOD(Advanced
Optical Disc).HD -DVD folosește laserul cu lungimea de undă în spectru albastru violet fiind
destinat pentru stocari de mari dimensiuni și având viteze ridicate de transfer a datelor.La început
HD-DVD -ul avea un singur strat la o capacitate de 15GB și dublu strat la capacitate de
30GB.Compania Toshiba a realizat stocarea la 45 GB în triplu strat ,dar s -au axat pe suport
dublu cu 32 de GB ,în varianta comercială.

2.4Diferența între unitațile CD -uri și DVD -uri

DVD -urile au o viteză de rotație de trei ori mai mare decât cea a CD -urilor. DVD -urile
pot avea una sau două suprafețe utile (se numesc single layer cu o capacitate de stocare de 4.7GB
sau double layer (dual layer) cu capacitatea de stocare de 8.55 GB).
La fel ca si în cazul CD-urilor, principiul de functi onare al DVD -urilor este simplu: un fascicul
laser este reflectat cu o intensitate diferita de micile pit -uri si land -uri de pe suprafata discului; in functie
de aceasta intensitate, semnalul este interpretat ca 0 si 1, binar.
Un disc DVD arată la fel ca un CD normal, având diametrul de 120 mm și grosimea de 1,2 mm,
cu singura diferență că are un al t logo imprimat pe fața inactivă. Inițial, lungimea de undă a laserului de
citire s -a plasat în intervalul 635 -650 nm (în domeniul roșu din spectrul vizibil), față de valoarea de 780
nm la CD (în domeniul infraroșu).
Diferența cea mai mare constă în faptul că DVD -ul este mult mai fin realizat, este compus din
două substraturi, cu o grosime de 0,6 mm, jumătate din grosimea stratului unui CD, iar dimensiu nile
pentru pit -uri și land -uri sunt mult mai mici ca și distanța dintre acestea . Substratul de grosime 0, 6 mm al
unui DVD poate conține două straturi reflexive (două rânduri de pit -uri și land -uri), iar aplicarea un ei raze
laser care are lungime de undă diferită face posibilă citirea celor două str aturi în mod independent, și nu
exista riscul de a amesteca informațiile stocate. Din cauză că dimensiunea substratului este foarte mică,
este posibil ca discul să fie compus din două fețe cu două substraturi care sunt suprapuse, acest lucru face
posibilă citirea DVD -ului pe ambele părți, ca și în cazul discului de vinil. Capacitatea totală a DVD -ului
ajungând astfel la aproxim ativ 17,6 GB. Astfel spatial de stocare este d e 27 de ori mai mare față de spatiul
de stocare a unui disc CD -ROM.
Prin focalizarea fascicolului laser se face citirea informației de pe substra turi. Când raza laser nu
este focalizată, acea sta cuprinde o arie mai largă dar aparatul nu o percepe. Raza citește doar stratul
asupra căruia este exact focalizată. Pista spiralată a DVD -ului este ștanțată mu lt mai strâns pentru a -i da o
capacitate mai ma re, șanțurile fiind situate la o distanță de 0,74 micrometri. Laserul care citește discul are
o lungime de undă între 635 și 650 nanometri.
Pentru a citii discurile DVD avem nevoie de lasere care produc raze cu o lungime de undă mai
mică,deoarece au mecanisme de focalizare mai precise. Focalizarea mai precisă este de fapt cea care
permite înregistrarea datelor pe dou ă straturi. Pentru a citii cel de-al doilea strat, se realizează focalizarea
fascicululu i în adâncimea discului, unde își are locul acest strat.
Discul are o viteză liniară constantă de 3,49 m/s, mai mică decât a CD -urilor. Ca rezultat, viteza
de rotație variază de la 600 rpm în marginea exterioară la 120 rpm în interiorul discului. Un bit ocupă 0,4

micrometri, deci rata de transfer a datelo r este de 1108 Mbit/s. În termenii vitezei pentru CD, viteza de
bază a DVD -ului este de la 7x la 8x.
Există trei versiuni principale ale formatului DVD:
DVD -ROM (Read Only Memory) numai pentru citire, discuri din fabrică
DVD -R (DL), DVD + R (DL) DVD care p ot fi scrise o singură dată (inscriptibile)
DVD -RAM ,DVD – RW, DVD + RW pot fi scrise de mai multe ori (reinscriptibile).

Capitolul 3: Dispozitive de stocare care folosesc semi conductori
3.1Card SD
Secure Digital, prescurtat SD, este un tip de card de memorie foarte răspândit. Ține de
marea grupă de memorii cu acces aleator și de asemenea, din alt punct de vedere, de grupa
memoriilor SSD. Memoria unui card SD este una nevolatilă (nu necesită alimenta re cu curent
electric). A cest card de memorie a fost dezvoltat de către SD Association (SDA) pentru a fi
utilizat în dispozitivele și aparatele portabile(telefoane,camera foto -video etc.)
.În ziua de azi cardurile de acest tip sunt întrebuințate în zeci de categorii diferite de produse
portabile și în peste 8.000 de modele individuale de produse, fiind considerate stadardul de facto
al industriei electronicelor
Cardurile SD se fabrică în mai multe variante:
SDHC (HC de la high capacity), SDXC (XC de la exte nded capacity), miniSD, mi croSD

Capacitatea maximă a unui card SDXC atinge 2 TB. Cardurile SD se fabrică în mai multe
clase de performanță (viteză de transmisie a datelor), iar prețurile depind și de această clasă.

3.2Memorie USB
O unitate flash USB este un dispozitiv de stocare a datelor care include memorie flash cu
o interfață USB integrată . Este de obicei detașabil, rescriptibil și mult mai mic decât un disc
optic . Majoritatea câ ntăresc mai puțin de 30 g . De la p rima apariție pe piață la sfârșitul anului
2000, la fel ca în cazul tuturor celorlalte dispozitive de memorie pentru calculator, capacitățile de
stocare au crescut în timp ce prețuril e au scăzut.

În anu 2018, s-a ajuns la performanța ca o unitate USB să poată stoca 2TB de date. Unele
permit până la 100.000 de cicluri de scriere / ștergere, în funcție de tipul exact de cip de memorie
utilizat și se consideră că datele salvate pe unitate pot rămâne intacte mult timp, între 10 și 100
de an i în condiții norma le .
Unitățile flash USB sunt adesea utilizate pentru stocarea, backup -ul de date și transferul
fișierelor de calculator. Față de dischete sau CD -uri , acestea sunt mai mici, mai rapide, au o
capacitate semnificativ mai mare și sunt mai durabile din cauza lipsei de piese mobile. În plus,
ele sunt imune la interferențe electromagnetice (spre deosebire de dischete) și nu sunt afectate de
zgârâieturi sau șocuri (spre deosebire de CD -uri care nu au aceste atuuri ).
Unitățile flash USB folosesc standardul clasei de dispozitive de sto care masivă USB ,
suportate de sisteme de operare moderne precum Windows , Linux , macOS și alte sisteme
similare Unix . Unitățile USB cu suport USB 2.0 pot stoca mai multe date și tran sferă datele mai
rapid decât unitățile de disc optice mult mai mari, precum unitățile CD -RW sau DVD -RW și pot
fi citite de multe alte sisteme, cum ar fi Xbox One , PlayStation 4 , playere DVD,smartphone -uri
și tablete.
O unitate flash este alcătuită dintr -o placă mică de circuit imprimat care transportă
elementele circuitului și un conector USB, izolat electric și protejat în inter iorul unei carcase din
plastic sau metal . Stick -urile USB au dimensiuni mici,sunt foarte practice pot fi transportate
foarte ușor . Conectorul USB este protejat de un capac detașabil . Majoritatea unităților flash
folosesc o conexiune USB de tip A standard, care permite conectarea cu un computer daca acesta
are port USB .
Unitățile flash sunt deseori comparate în funcție de viteza cu care transferă datele. Ratele
de transfer pot fi date în megabytes pe secundă (MB / s), sau în multiplicatori de unități optice,
cum ar fi „180X” (de 180 ori 150 KiB / s). Ratele de transfer de fișiere variază considerabil
între dispozitive. Unitățile flash din a doua generaț ie(2.0) pot să citească date cu o viteză care
poate ajunge la 30 MB / s și să scrie cu aproximativ jumătate din această rată, cee a ce a fost de

aproximativ de 20 de ori mai rapid decât rata teoretică de transfer realizată de modelul anterior,
USB 1.1, care este limitat la 12 Mbit / s (1,5 MB / s) .
Unitățile flash USB de a treia generație au fost anunțate la sfârșitul anului 2008 și au
devenit disponibi le în 2010. Unitațile USB 3.0 (a treia generație) au performanțe mult mai mari în
comparație cu unitățile din generația a doua(2.0). Interfața USB 3.0 are o rate de transfer a
datelor care poate ajunge până la (625 MB / s), comparativ cu USB 2.0 (60 MB / s). Până în
2010, capacitatea maximă de stocare disponibilă a dispozitive lor a ajuns până la 128 GB.
În ianuarie 2013, compania tehnologică Kingston, a lansat o unitate flash care putea stoca
1 TB de date. Primele unități flash USB 3.1 de tip C , cu viteze de citire / scriere de aproximativ
530 MB / s, au fo st anunțate în martie 2015. În iulie 2016, unități le flash cu capacitate între 8 –
256 GB au fost vândute mult mai bine decât cele cu capacități cuprin se între 512 GB și 1 TB. În
2017, Kingston Technology a anunțat lansarea unei unități flas h de 2 TB. În 2018, SanDisk a
anunțat o unitate flash USB -C de 1 TB, cea mai mică de acest fel.
Pe o unitate flash USB, un capăt al dispozitivului este prevăzut cu un singur
conector USB Standard -A ; unele unități flash oferă suplimentar un conector micro USB ,
facilitând transferurile de date între diferite dispoziti ve.
Istoricul usb

Baza pentru unitățile flash USB este memoria flash , un tip de memorie cu semiconductor
cu porți flotante inventat de Fujio Masuoka la începutul anilor '80. Memoria flash folosește
tranzistoare MOSFET cu port flotan t ca celule de memorie .
M-Systems , companie israeliană, a primit un brevet american în 14 noiembrie 2000,
intitulat „Arhitectură pentru un disc USB baz at pe ” și creditând invenția către Amir Ban , Dov
Moran și Oron Ogdan, toți M – Angajații de sisteme la acea vreme. Cererea d e brevet a fost
depusă de M -Systems în aprilie 1999. Mai târziu, în 1999, IBM a depus o divulgare a invenției
de către unul dintre angajații săi. Unitățile flash au fost vândute inițial de Trek 2000 International,
o companie din Singapore, care a început să vândă la începutul anului 2000. IBM a devenit
prima care a vândut unități flash USB în Statele Unite în 20 00. Capacitatea inițială de stocare a
unui unitatea flash a fost de 8 MB.

3.3 SSD
Un solid -state drive (expresie engleză cu traducerea liberă „unitate cu cipuri”; prescurtat
SSD) este un dispozitiv de stocare a datelor care folosește memorii cu semiconductori, construite
pe baza studiilor de fizica stării solide.
SSD-urile se deosebesc de unitățile cu discuri dure clasice (HDD) care sunt dispozitive
electromecanice cu discuri de stocare aflate în mișcare, prin aceea că SSD -urile folosesc numai
microcipuri care rețin datele în memorii nevolatile, fără să aibă părți mobile. SSD -urile au o
rezistență mai ridi cată la șocurile mecanice,și au un timp de acces mai scăzut dar prețul pe
megabait este mai mare. Pentru a fi interschimbabile cu HDD -urile, ele folosesc aceleași
interfețe (semnale electrice, conectoare) ca și cele ale discurilor dure, de ex. de tip SATA. Totuși,
interschimbabilitatea cu unitățile HDD nu este o condiție standard de fabricație a SSD -urilor.

Primele SSD -uri folosind RAM și tehnologie similară
Originile SSD -urilor au apărut în anii 1950 folosind două tehnologii similare, memoriile
magnetice și CCROS. Aceste unități de memorie auxiliare, așa cum erau numite la momentul
respectiv, au apărut în timpul erei calculatoarelor cu tuburi electronice. Dar odată cu introducerea
unităților de stocare cu tamburi, folosirea lor a fost o prită. În timpul anilor 1970 și 1980, la

primele supercomputere de la IBM, Amdahl și Cray, SSD -urile au fost implementate pe baza
memoriilor cu semiconductori.
În 1978 compania Texas Memory Systems a adus pe piață un SSD de 16 KB RAM pentru a fi
folosit de către companiile de petrol pentru achiziția de date seismice. În anul 1979
compania StorageTek a dezvoltat prima unitate SSD modernă, supranumită „ Iceberg ”.
Calculatorul Sharp PC -5000, care a fost lansat în 1983.Acesta folosea cartușe de stocare de
tip solid-state de 128 KB, care conțineau memorie de tip bubble . În anul 1984 compania Tall
Grass avea o unitate de backup de 40 MB cu o unitate SSD de 20 MB înglobată. Unitatea de 20
MB putea fi folosită în locul unui hard -disk. În septembrie 1986 compania Santa Clara Systems a
introdus modelul „ BatRam ”, sistem de stocare în masă de 4 MB, expandabil la 20 MB, folosind
module de memorie cu o capacitate de 4 MB. Pachetul includea o baterie reîncărcabilă pentru a
conserva conținutul memoriei cipului chiar și atunci când sistemul nu era alimentat.

SSD-uri bazate pe tehnologie flash
În anul 1995 compania M-Systems a introdus primele SSD -uri bazate pe tehnologia flash .
De atunci SSD -urile au fost folosite cu succes ca înlocuitor pentru HDD -uri de către armata
ameri cană și industria aerospațială. SSD -urile au o frecvență foarte scăzută a erorilor,adică există
un interval foarte mare de timp între două erori consecutive.Un atu al SSD -urilor este abilitatea
lor de a rezista la șocuri mecanice, vibrații și variații mari de temperatură.
În anul 1999 compania BiTMICRO a anunțat un SSD de 18 GB de 8,89 cm (3,5 țoli). În
anul 2009 compania OCZ a prezentat la târgul de specialitate internațional CeBIT un SSD de
1 TB cu o interfață PCI Express 8x. Acesta avea o viteză maximă de scriere de 654 MB/secundă
și o viteză maximă de citire de 712 MB/secundă. În luna decembrie a aceluiași an compania
Micron Tehnology a anunțat primul SSD care avea o rată de transfer de 6 GB pe secundă pe
interfață SATA.
Enterprise flash drive
SSD-urile de tip Enterprise flash drive (EFD) sunt folosite la aplicațiile unde sunt
necesare viteze de I/O ( Input/Output , intrare/ieșire) foarte mari precum și o fiabilitate foarte
mare. Un EFD este, de obicei, un SSD care are anumite specificații mult mai pretenț ioase decât

SSD-urile folosite în notebook -uri. Termenul a fost folosit prima dată de compania EMC în
ianuarie 2008 pentru a identifica producătorii de SSD -uri conform standardelor lor ridicate. Nu
există niciun standard internațional pentru EFD -uri, de ac eea mulți producători pretind că fabrică
EFD -uri, chiar dacă produsele lor au caracteristici diferite.

Arhitectură și funcționare
Până în anul 2008 SSD -urile au folosit memoria volatilă de tip DRAM, dar din 2008 a fost
înlocuită cu memorie nevolatilă de tip NAND.
Controlere
Fiecare SSD are în componența un controler care constă în circuite electronice de legătură între
componentele NAND ale memoriei și calculator. Controlerul este un procesor încorporat,
execută cod (program) la nivelul firmware și este u na din cele mai importante componente ale
unui SSD. El execută urmatoarele funcții:
Detecția erorilor
Detecția nivelului uzurii
Realocarea blocurilor de memorie corupte
Colectarea resturilor și criptare
Performanța (viteza de funcționare) a unui SSD tine cont de câte chipuri sunt folosite în
dispozitiv. Un singur chip NAND putem spune că este relativ încet din cauza interfeței I/O
asincronă pe 8/16 biți și are o latență mare la operațiile I/E de bază. Atunci când folosim mai
multe chipuri NAND, latența mar e dispare dacă sarcina este distribuită egal între dispozitive.
Memorie de tip flash
Cei mai mulți dintre producători folosesc memorie de tip flash pentru a crea dispozitive mai
compacte și mai rigide. Aceste SSD -uri bazate pe memorie de tip flash nu necesită baterii
(acumulatoare).Aceste SSD -uri au dimensiuni standard de 1,8, 2,5 sau 3,5 țoli. Memoria
nevolatilă permite SSD -urilor să păstreze datele chiar și în care alimentarea cu energie electrică
este întreruptă.La capitolul viteză de lucru SSD -urile bazate pe memorie flash sunt mai încete
decât cele bazate pe memorie DRAM și chiar decât HDD -urile tradiționale atunci când lucrează
cu fișiere de dimensiuni mari,dar nu au timpi de căutare și nici alte î ntârzieri precum la
memoriile electromecanice.

SSD-urile cu un preț mai redus folosesc de obicei memorie flash de tip multi -level cell (MLC –
celule pe mai multe nivele), dar aceasta este mai lentă și mai puțin fiabilă decât tipul single -level
cell (SLC – celule pe un singur nivel).
Memorie de tip DRAM
SSD-urile bazate pe tehnologie DRAM sunt caracterizate de timpi de acces ultrascurți, de ordinul
a 10 milisecunde. SSD -urile DRAM conțin o baterie internă sau un adaptor AC/DC care asigură
reținerea datelor ș i atunci când curentul este întrerupt.În momentul în care curentul este întrerupt,
bateria internă asigură curentul necesar pentru transferul datelor din RAM în memoria de
rezervă. Atunci când curentul revine, datele sunt copiate înapoi în memoria RAM.
Aceste SSD -uri conțin aceleași module DRAM ca și cele de la PC-uri, putând fi ușor înlocuite cu
module mai mari.
SSD-urile pe baza de DRAM sunt utilizate de obicei la calculatoare care dispun deja de un
număr maxim de module de memorie RAM.
SSD-urile care nu au memorie DRAM se numesc DRAM -less.
Cache (buffer )
SSD-urile folosesc de obicei memorie cache de tip DRAM la fel ca și HDD -urile. Un director
pentru plasarea blocurilor și a nivelului de uzură este păstrat în timpul funcționării în cache .De
onicei în cache nu se păstrează și datele utilizatorului. Compania SandForce nu foloseste pentru
SSD-uri memorie cache de tip DRAM. Ei ating perfor manțe ridicate și fără memorie cache .
Această cauză a dus la creearea SSD -urilor de dimensiuni foarte reduse.
Baterie sau SuperCap
Bateria sau condensatorul (în engleză: capacitor , de acolo și numele SuperCap) de înaltă
performanță,este o altă component fo arte importantă a SSD -urilor. Aceasta este necesară pentru
menținerea integrității datelor și păstrarea datelor din cache atunci când se întrerupe curentul.
Interfețe
Interfețele nu sunt componente specifice ale SSD, dar cu toate acestea ele au un rol foar te
important. Interfața este încorporată de la majoritatea SSD -urilor, în controler. Acestea sunt
asemănătoare cu cele folosite pentru HDD -uri:
SATA
SAS (folosită în general pe servere)
PCIe

FCI (aproape în totalitate folosită pe servere)
USB
IDE
SCSI
Form a
Forma și mărimea oricărui dispozitiv este influențată de mărimea și forma componentelor sale.
HDD -urile tradiționale și CD -ROM -urile sunt construite în jurul motorului și mediului de stocare
rotativ.Din cauză că SSD -urile sunt construite din circuite int egrate și interfețe conectoare, ele
pot în principiu să aibă orice formă, deoarece forma nu este restricționată aproape deloc de
componentele interne.

Formă standard de HDD
Folosirea formei externe clasice de HDD la majoritatea SSD -urilor are avantajul că SSD-ul se
poate atunci cupla și poate folosi infrastructura deja existentă fără modificări.
Diferențe între SSD -uri și HDD -uri

La SSD -uri timpul de începere al rotației este nul,adică rotația începe instantaneu ,dar la
HDD,timpul de începere a rotației poate dura în jur de câteva secunde
-Timpul de acces aleator la SSD -uri este de aproximativ 0,1 ms,este mult mai rapid decat la
HDD,deoarece datele sunt accesate direct din memoria flash.La HDD timpul de acces poate dura
între 5 și 10 ms.Acest timp ridicat se datorează nevoii de mișcare a capetelor de citire,acest lucru
face ca HDD -urile să fie mult mai lente la capitolul Timpi de Acces aleator decât SSD -urile.
-La SSD -uri latența la citire este în general redusă deoarece datele pot fi citite din orice locație a
memoriei.La HDD -uri latența la citire este ridicată din cauză că componentele mecanice au

nevoie de mai mult timp pentru a se alinia.La SSD -uri performanța la citire nu se schimbă în
funcție de locația datelor ,dar la HDD -uri daca datele sunt scrise fragmentat,timpul de cititre
poate varia.Daca datele stocate se fragmentează performanțele SSD -urilor nu se schimbă
deoarece acestea nu au capete mișcătoare,în schimb unităților HDD le sunt afectate
performanțele deoarece acesteau au capete de citire care trebuie mișcate.Un alt avantaj al SSD –
urilor ar fi că acestea nu creează nici un fel de zgomot în timp ce lucrează,în schimb HDD -urile
produc un zgomot în timpul lucrului deoarece acestea au în componența lor părți
mișcătoare.Zgomotul nu este unul mare și nivelul acustic variază în funcție de ce model de
Hard -Disk folosim.La capitolul consum de en ergie,tot SSD -urile sunt mai fiabile deoarece
acestea consuma mai puțină energie decât HDD -urile din aceeiași clasă,ele disipă mai puțină
căldură decât HDD -urile,și nu necesită racire cu miniventilatoare,SSD -urile neavând părți mobile
acestea nu prezintă d efecte mecanice,spre deosibire de HDD -uri care au părți mișcătoare și se pot
defecta mechanic.
SSD-urile nu sunt sensibile la șoc, vibrații și temperaturi ridicate sau foarte scăzute deoarece
acestea nu au capete sau platane mobile care să se defecteze de la șoc sau vibrații.HDD -urile având
în componență aceste piese capetele sau platanele mobile sunt predispuse la defecte din
cauza șocului sau vibrațiilor
HDD -urile sunt sensibile la magnetism și magneții pot altera datele de pe HDD -uri și să le facă
ilizib ile,în schimb SSD -urile nu au aceasta sensibilitate la magnetism deoarece magneții nu
afectează memoria flash.
Unele SSD -uri conțin mai multe module de memorie flash care pot partaja datele care trebuie
scrise sau citite deci pot face operații în paralel HDD-urile conțin mai multe capete de citire,
dar acestea sunt mereu aliniate pe același cilindru,acest lucru nepermițând efectuarea operațiilor
în paralel
Cost și capacitate
Până spre șfarșitul anilor 2000 , discurile SSD cu memorie flash erau prea scumpe p entru
folosirea la scară largă în tehnologia mobilă. În timp ce producătorii de memorii flash treceau de
la tehnologia NOR la tehnologia NAND cu un singur nivel de celule (SLC), și recentul folosind
celule cu mai multe nivele (MLC) flash NAND pentru a maxi miza folosirea vopselei de siliciu și
pentru a reduce costurile asociate, SSD -urile sunt acum numite mai adesea „discuri cu stare
solidă”. La nivelul interfeței ele funcționează la fel ca și discurile. Se aplică în tehnologia mobilă

în industrie și la elec tronicele de larg consum.Costul materialului brut pentru flash -uri scade în
fiecare an cu 50%, în timp ce capacitățile continuă să se dubleze în același ritm. Acest lucru face
ca SSD -urile bazate pe flash să devină din ce în ce mai populare în piețe cum a r fi notebook –
urile și mini -notebook -urile pentru înterprinderi, calculatoarele ultramobile (UMPC) și PC –
urile tabletă folosite în domeniul sănătății și în sectorul electronicelor de consum.
Majoritatea companiilor de calculatoare au început să ofere astfe l de tehnologie. Ca
exemplu, notebook -ul Aspire 8951G al companiei Acer are în componență, pe lângă un HDD de
750 GB, și de un SSD de 120 GB.
Calitate si performanță
SSD este o tehnologie care se dezvoltă rapid.O analiză a pieții din ianuarie 2009 făcută d e
către compania Tom's Hardware a tras concluzia că relativ puține dintre dispozitivele testate
arătau performanțe (viteze) de I/O acceptabile și că Intel (care își face propriile chipset -uri SSD)
încă produce SSD -urile cu cele mai bune performanțe din ace st moment; un punct de vedere
împărtășit și de către Anandtech. În particular, operațiile care necesită multe scrieri mici,spre
exemplu fișierele de log, sunt foarte afectate pe unele dispozitive SSD, provocând sistemul gazdă
să „înghețe” perioade de până la o secundă.
Potrivit Anandtech, acest lucru se întâmplă datorită proiectării cipului controler cu un set
variat de componente, si cel puțin parțial datorită faptului că majoritatea producătorilor de
memorie nu proiectează microcipul și nici SSD -ul. Dintr e ceilalți producători de pe piața,
Memoright, Mtron, OCZ, Samsung și Soliware au fost de asemenea amintiți într -o lumină bună
pentru cel puțin unele domenii ale testării.
Concluzia finală la care a ajuns compania Tom's Hardware a fost că „niciunul dintre discurile
care nu este de la Intel nu este excelent. Toate au slăbiciuni semnificative: de obicei fie
performanțe I/O joase, fie consum mare de putere .
Aceasta afecta doar performanța la scriere a SSD -urilor destinate consumatorilor. SSD –
urile de tip „ Enterprise ” reușesc să evite această problemă prin rezervarea unei părți din
hardware și prin folosirea algoritmilor anti -uzură, care mută datele doar în perioadele când
discurile sunt slab folosite.
Aplicații
Până în 2009 SSD -urile erau folosite în principal pentru aplicații critice, unde viteza
sistemului de stocare trebuia să fie cât mai înaltă. Din momentul în care memoria flash a devenit

o componentă obișnuită a SSD -urilor, prețurile în scădere și creșterea în capacitate le -au făcut
mai atractive financi ar pentru multe aplicații.
SSD-urile bazate pe flash pot fi folosite și la aparatura de rețea din hardware -ul
calculatoarelor de uz general. Un disc flash protejat contra scrisului și conținând sistemul de
operare și aplicații software poate înlocui hard -disk-urile și CD-urile. Aparaturile construite în
acest mod pot furniza o alternativă ieftină la ruterele scumpe și firewall -ul hardware.