Festplatte vakuumiert gegen Verstaubung

Präsentation zum Thema: "Festplatte vakuumiert gegen Verstaubung"—  Präsentation transkript:

1 Festplatte vakuumiert gegen Verstaubung mehrere Magnetplatten übereinander 2 Motoren Platten Linearmotor für die Arme Schreib- und Lesekopf am Arm bis 15‘000 Umdrehungen der Magnetscheiben pro Minute Betriebstemperatur: min. 5°C, max. 60°C (zu heiss: schlechte bis keine Magnetwirkung mehr) Das Innere einer Festplatte ist vakumiert, damit keine Fremdstoffe auf die Magnetplatten kommen. Die Magnetplatten bestehen aus speziellen Legierungen, die sie magnetisch machen. Es sind mehrere übereinander gelagert und an einer Drehachse befestigt. Diese wird über einen Motor angetrieben. Eine Geschwindigkeit von bis zu 15‘000 Umdrehungen wäre möglich. Heutige Standards liegen bei 7‘200 U/min. Der andere Teil besteht aus Lesearm und der dazugehörigen Elektronik. Der Lesearm wird über einen Linearmotor angetrieben. Die max. Betriebstemperatur einer Festplatte liegt bei 60 grad Celsius.

2 Funktionsprinzip Input kommt vom Mainbordcontroller, mit dem die Festplatte per SATA- oder IDE-Kabel verbunden ist („Befehle“ werden von dort empfangen). PCB (printed circuit board) kontrolliert die Elektronik in der Festplatte DSP (digital signal processor) wandelt digitale Inputs in analoge um, welche vom „read-channel“ enkodiert und an den Zwischenspeicher weitergeleitet werden. Der read-channel kann auch das umgekehrte: die zu lesenden analogen Daten auslesen und in digitale umwandeln. Lese- und Schreibkopf am Arm sind induktiv (haben ein Magnetfeld). So werden analoge Daten in die magnetisierbaren Platten gespeichert. Durch hohe Drehzahl haben Köpfe ein wenig Auftrieb, der einen Abstand von einer 5000stel Haaresbreite ist. Der Kontroller instruiert den Trägearm (worauf sich die Köpfe befinden) sich zur korrekten Spur, Zylinder und Platte zu begeben.Wenn sich die Schreibköpfe auf dem Trägerarm zwischen der äußeren und inneren Kanten der Platten bewegen, können Sie nun jeden gewünschten Millimeter erreichen.Das System gibt Informationen über die genaue Positionierung der Köpfe aus. Das Betriebssystem sorgt dafür, dass der Kontroller nur auf leere, ungenutzte Blöcke Informationen schreibt und somit keine Daten verloren gehen.

3 Tintenstrahldrucker Presst Tinte an der richtigen Stelle in der richtigen Menge auf das Blatt. + günstige Anschaffung – teure Verbrauchsmittel – haftet nicht auf allen Materialien - wasserlöslich Laserdrucker Durch elektrische Ladungen wird Toner mithilfe einer Bildtrommel (2) auf das Papier übertragen und dort durch Hitze (5) fixiert. + günstig + wasserfest + scharfe Kanten – Toner und Ozon gesundheitsschädlich – zu schlechte Qualität für Fotodruck Tintenstrahldrucker haben mehrere Düsen, durch welche je nach Position die Menge der Tinte durch Keramikelemente, welche unter Strom gesetzt werden, verändert wird. Dabei wird ein Punkt von jeweils einigen 1/10-tel Millimeter erzeugen. Das Bild wird dabei aus einer Vielzahl solcher Punkte zusammengesetzt. Tintenstrahldrucker sind in der Anschaffung sehr günstig, allerdings sind die Betriebskosten aufgrund der teuren Tinte sehr hoch. Beim Laserdrucker wird die Bildtrommel zunächst elektrostatisch negativ aufgeladen. Ein Laser löscht danach alle die Ladungen aus, sodass ein negativ der gesamten zu druckenden Seite auf der Bildtrommel vorhanden ist. Diese nimmt nun durch die Ladung den Tonerstaub auf und gibt diesen im nächsten Schritt an das Papier ab, welches über eine stark geladene Rolle geführt wird. Der Staub auf dem Papier muss nun noch durch Hitze fixiert werden, damit er haltbar bleibt. Bei Farblaserdrucker wird dieser Vorgang 4 mal ausgeführt und dabei die unten liegenden Schichten überdruckt. LED-Drucker arbeiten mit dem selben Prinzip, allerdings mit einer fixen LED-Lichtleiste und nicht mit einem beweglichen Laserkopf. Ein 3D-Drucker funktioniert ähnlich einem Tintenstrahldrucker. Er spritzt Lage für Lage an der gewünschten Stelle ein Aufbaumaterial, meisten Polystyrol (das gleich wie die Legosteine) oder ein Metall auf. Das Objekt wächst dann langsam von der 2. Dimension zu der 3. in die Höhe. Der Druck eines Objektes geht heutzutage mit den kleineren und günstigeren Geräten noch sehr lange, allerdings schon einigermassen präzise. Die Technik ist aber noch nicht so verbreitet, da das benötigte Aufbaumaterial sehr teuer ist. Kleinere Geräte sind allerdings für den Konsumentenmarkt auf dem Vormarsch und sind heutzutage ab 1400 Fr. (Bausatz) erhältlich. 3D-Drucker Schicht für Schicht wird ein Polystyrol oder ein Metall zu einem 3-dimensionalen Objekt aufgetragen. + schnelle Fertigung von Einzelstücken + viele Möglichkeiten – teurer Betrieb

4 resistiver Touchscreen
Gleichstrom 2 elektrisch leitfähige Schichten dazwischen ein lichtdurchlässiger Halbleiter Bei Druck -> leitet -> Spannungsabfall nach aussen, an Druckstelle ist Spannung gleich Vorteile: auch mit Handschuhen bedienbar Nachteile: ungenau, schneller kaputt, kein Multitouch Bsp: Tablet PCs, PDAs, gewisse Handys

5

6 kapazitiver Touchscreen
Glassubstrat mit durchsichtigem Metalloxid Wechselspannung -> elektrisches Feld bei Berührung geschieht Ladungstransport -> elektrisches Feld wird gestört Vorteile: keine Halbeliter (gutes Bild), nicht anfällig auf Wasser, Chemikalien etc., Multitouch Nachteile: nur mit Finger/leitendem Gegenstand Bsp: die meisten neueren Smartphones

7 Kinect-Sensor „Du bist der Controller“
Bewegungssteuerung ohne Controller in der Hand 2009 vorgestellt 18Mio. Stück verkauft 3D-Erfassung des Raumes

8 Die Kamera im Kinect_Sensor hat die standard Webcamauflösung von 640X480 Pixeln. Der Tiefensensor erfasst 76’800 Punkte die mittels Infrarot die Entfernung ermittelt. In Kombination mit den beiden Mikrofonen kann ein Objekt im dreidimensionalen Raum erfasst werden. Die Umrisse der werden durch die komplexe Software mit gespeicherten Bildern verglichen um die Position der einzelnen Gelenken zu bestimmen. Pro Sekunde werden 24 Bilder gemacht und durch die Koordinatenunterschiede werden die Bewegungen berechned, welche an die Spielfigur weitergegeben werden. Im vergleich zu anderen Motion-Control Konsolen wie der Nintendo Wii oder der Playstation Move werden keine zusätzlichen Controller benötigt.

9 Infrarot Tiefensensor, erfasst 76‘800 Punkte im Raum
RGB-Kamera mit 640x480 Pixeln 2 Mikrofone für Voice-Control-Befehele 24 Aufnahmen pro Sekunde Mitentwickelte Software vergleicht Aufnahmen mit Datenbank Position der Gelenke wird ermittelt Koordinaten der Gelenke werden an die Spielfiguren weitergegeben Die Kamera im Kinect_Sensor hat die standard Webcamauflösung von 640X480 Pixeln. Der Tiefensensor erfasst 76’800 Punkte die mittels Infrarot die Entfernung ermittelt. In Kombination mit den beiden Mikrofonen kann ein Objekt im dreidimensionalen Raum erfasst werden. Die Umrisse der werden durch die komplexe Software mit gespeicherten Bildern verglichen um die Position der einzelnen Gelenken zu bestimmen. Pro Sekunde werden 24 Bilder gemacht und durch die Koordinatenunterschiede werden die Bewegungen berechned, welche an die Spielfigur weitergegeben werden. Im vergleich zu anderen Motion-Control Konsolen wie der Nintendo Wii oder der Playstation Move werden keine zusätzlichen Controller benötigt.

10

11 induktiver Touchscreen
Induktion -> Spannungsunterschiede benötigen Eingabestifte mit Spule Vorteile: hover-Effekt, robuster Screen, aufliegende Hand bei Tablets stört nicht Nachteil: braucht speziellen Stift und viel Strom Bsp: Tablet PCs

12

13 Maus und Tastaturlayout

14 Alternativen: Trackball/point
Trackpoint: kleiner Joystick in Tastatur Trackball Trackpoint: kleiner Joystick in Tastatur Der Trackball (Bild 1, Quelle ist im Grunde genommen eine Kugel, die den Cursor (Mauspfeil) steuert. Es wird somit nicht die Hand bewegt, sondern nur die Kugel gedreht. Der Trackpoint (Bild 2, Quelle ist ein kleiner Joystick, der zwischen den Tasten eingebaut ist. Er wurde eigentlich als Ersatz für das Touchpad (bei Laptops) eingesetzt, es gibt aber auch Handys die diese Funktion übernommen haben.

15 Maus Mechanisch: Mit Ball und Achsen Optisch:
Mit Lichtquelle und Reflexionen 3 Tasten + Scrollfunktion Mechanisch: Mit Ball und Achsen Optisch: Mit Lichtquelle und Reflexionen 3 Tasten + Scrollfunktion Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Mäusen: optische und mechanische Mäuse. Der Unterschied liegt in der Erfassung der Bewegung. Bei mechanischen Mäusen (Bild 1, Quelle wird mit Hilfe eines Balles an der Unterseite der Maus die Bewegung registriert. Dieser Ball dreht an zwei Achsen, die senkrecht zueinander stehen (vorne/hinten, links/rechts). Hier wird mit Lichtschranken die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung ermittelt und dann als Signal weitergegeben. Nachteil sind das hohe Gewicht (vor allem wegen dem Ball) sowie Probleme bei Verschmutzung. Allerdings ist diese Variante sehr stromsparend. Optische Mäuse wenden ein anderes Prinzip der Bewegungserkennung an, welches mehr Rechenleistung (im Mausprozessor) verlangt und somit auch erst später entwickelt wurde. Mit einer Lichtquelle (entweder Leucht- oder Laserdioden) wird der Untergrund beleuchtet (Bild 2, Quelle Die Reflexionen werden aufgenommen und bei deren Änderungen wird Richtung und Geschwindigkeit aus den unterschiedlichen Bildern berechnet. Diese Art von Mäusen hat einen höheren Stromverbrauch, leidet aber nicht mehr an verschmutzten Sensoren und hat ein geringeres Gewicht. Transparente Flächen bleiben aber ein Hindernis, da es beinahe keine Reflexionen gibt. Heutige Mäuse haben meist drei Tasten, je eine links und rechts, sowie ein Scrollrad in der Mitte. Dieses Scrollrad kann man meist als mittlere Maustaste verwenden und sogar nach links und rechts drücken, um seitlich zu scrollen. Beim drücken der Tasten wird ein akustisches Signal zurückgegeben (Klick-Geräusch), um dem Benutzer zu zeigen, dass die Taste genug weit hinuntergedrückt wurde.

16 Tastatur-Layout Hintergrund für Tastenverteilung: Schreibmaschine
Häufigste Buchstaben verteilen Häufige Kombinationen räumlich trennen Wurde übernommen, da Umstieg von Schreibmaschine einfacher Verschiedene Versionen für verschiedene Länder Hintergrund für Tastenverteilung: Schreibmaschine Häufigste Buchstaben verteilen Häufige Kombinationen räumlich trennen Wurde übernommen, da Umstieg von Schreibmaschine einfacher Verschiedene Versionen für verschiedene Länder Als Ursprung der heutigen Tastenbelegung auf der Tastatur gilt die Schreibmaschinentastatur. Dabei wurde darauf geachtet, dass häufige Buchstaben (wie ) und Kombinationen (wie ) räumlich voneinander entfernt waren (somit auch auf der Tastatur). Grund war, dass sich einerseits nebeneinanderliegende Hebel verklemmen, wenn man sie schnell hintereinander anschlägt, und andererseits, dass die Mechanik der ersten Schreibmaschinen verlangte, dass jeder Buchstabe hinter seinem Hebel sitzt (unter den Tasten geben Stangen den Impuls an den Hebel weiter). Wenn man nun also die Buchstaben verteilte, musste man auch die Tasten an einen anderen Ort setzen, was zum heutigen Layout führte. Als Computer aufkamen, übernahm man kurzerhand die Tastatur der Schreibmaschine, da man bereits an dieses Layout gewohnt war und somit ein Umstieg einfacher war. Allerdings gab es verschiedene Versuche, ein neues Layout durchzusetzen, bis jetzt erfolglos. So gab es beispielsweise die Dvorak-Tastatur (Bild, Erfinder hiess Dvorak, Quelle: welche die meistverwendeten Buchstaben der englischen Sprache in die mittlere Tastenreihe bringt und alle Vokale der linken Hand zuweist. Ausserdem gibt es kleinere Unterschiede von Land zu Land, welche die jeweilig häufiger verwendeten Zeichen einfacher zugänglich machen.

17 CD Polycarbonat-Scheibe mit Aluminiumschicht
Daten sind spiralförmig von innen nach aussen angeordnet. Ein Laser tastet die Oberfläche (Land) mit den Vertiefungen (Pits) ab. Länge der Pits und deren Abstände zueinander stellen die Daten dar. Hauptsächlich für Musik und Datenspeicherung genutzt

18 DVD Gleiches Prinzip wie bei CD
Etwas kürzere Wellenlänge beim Laser, kleinerer Abtastpunkt  Schmalere Pits möglich  Längere Datenspur, mehr Daten Double-Layer Zwei Schichten, untere Schicht mittels anwinkeln des Lasers und anderer Brennweite lesbar. Hauptsächlich für Filme und Spiele genutzt

19 Blu-Ray Erneute Steigerung der Datenmenge
Noch kürzere Wellenlänge des Lasers und kleinerer Abtastpunkt Noch schmalere Pits Mehrere Layer vervielfachen die Kapazität Hauptsächlich bei grössere Datenmengen, wie bei 3D/HD-Filmen und neueren Spielen genutzt.

20 Technische Daten CD DVD Blu-Ray Speicherkapazität 540–900 MB
4,7/8,5 GB 25/50/100/128 GB Datenratetransferrate: (1x Lesegeschwindigkeit) 1,228 MBit/s (Daten), 1,411 MBit/s (PCM-Audio) 11,08 MBit/s 36 MBit/s Laser-Wellenlänge: 780 nm (Infrarot) 650 nm (Rot) 405 nm (Violett) Fokusdurchmesser: 650 nm 542 nm 238 nm Spurabstand: 1,60 µm 0,74 µm 0,32 µm Laserpunkt: 2,1 µm 1,3 µm 0,76 µm Pit-Länge 0,83 µm 0,44 µm 0.138 µm Dicke der Schutzschicht 1,0 mm 0,6 mm 0,1 mm

21 LCD LCD(liquid crystal display) Flüssigkristallanzeige, transmissives System Mithilfe von Strom werden Flüssigkristalle gesteuert und ausgerichtet. Je nach Ausrichtung wird das Licht anders beeinflusst. Aufbau: Zwei Glasplatten schließen den Flüssigkristall ein Innen sind sie mit einer Elektrodenschicht überzogen, um die Kristalle zu beeinflussen Aussen sind Polarisationsfilter angebracht, um das Licht zu beeinflussen Hinter der Zelle befindet sich eine Lichtquelle die das Licht hindurchschickt

22 TFT(thin film transistor) Dünnfilmtransistoren, aktives System
Unterschied zu LCD’s: Bei TFT’s wird jeder Pixel mit einem eigenen Transistor angesteuert -> bessere Bildqualität. LCD’s brauchen weniger Strom, da die Kristalle ausgerichtet bleiben und nur bei Änderungen angesteuert werden.

23 TFT TFT(thin film transistor) Dünnfilmtransistoren, aktives System
Unterschied zu LCD’s: Bei TFT’s wird jeder Pixel mit einem eigenen Transistor angesteuert -> bessere Bildqualität. LCD’s brauchen weniger Strom, da die Kristalle ausgerichtet bleiben und nur bei Änderungen angesteuert werden.

24 OLED OLED(organic light-emitting diode)
Ist dem Aufbau einer LED sehr ähnlich, besteht aber aus organischen Materialien Sind extrem dünn und können in jeder Grösse hergestellt werden Je nach dem wie gross die Energiedifferenz zwischen angeregtem Zustand und Grundzustand ist, besitzt das Licht eine andere Wellenlänge Beim Übergang in den Grundzustand wird Licht freigesetzt