W początkowej fazie komputeryzacji, jako urządzeń pamięci masowych, używano magnetofonów kasetowych oraz przewijaków taśm. Streamery są następcami tych urządzeń, posiadają większe możliwości, a ich zastosowanie jest znacznie szersze.

Nie dla przeciętnego użytkownika...

Streamer umożliwia zapis danych na taśmie magnetycznej. Ponieważ dostęp do tych danych uzyskuje się w sposób sekwencyjny (bardzo powolny), urządzenie to nie nadaje się do użytku domowego. Ze względu na długi czas dostępu do danych (taśmę trzeba przewijać), streamer nie nadaje się też do wielokrotnego zapisu oraz odczytu w trybie natychmiastowym.

Streamery stosuje się jako urządzenia do archiwizacji danych. Ich zastosowanie znajduje się w dużych firmach, bankach oraz innych placówkach wymagających ciągłej, codziennej archiwizacji czy nawet w tzw. czarnych skrzynkach...

Zapis danych

Aby zapewnić dużą gęstość zapisu stosuje tzw. zapis wielościeżkowy. Istnieją dwa układy zapisu danych: równoległy oraz ukośny - do kierunku przesuwającej się taśmy. Zapis w układzie równoległym uzyskuje się przy zastosowaniu głowicy sztywnej (nieruchomej), natomiast w układzie ukośnym wykorzystywana jest głowica wirująca.

W streamerach wykorzystuje się szeregowy zapis danych na każdej ścieżce. Odbywa się to przy użyciu jednej, dwóch lub czterech głowic.

Streamery - głowica wirująca / głowica sztywna

Rys. 1 Głowica nieruchoma oraz głowice wirujące

Głowice wirujące występują parami i umieszczone są na tzw. bębnie. Podczas zapisu, głowice przemieszczają się pod skosem w stosunku do wolno przesuwającej się taśmy magnetycznej. Ruchy głowicy mogą się odbywać tutaj stosunkowo szybko i zapis taki charakteryzuje się bardzo dużą gęstością. Zapis oraz odczyt dokonuje się podczas ruchu taśmy w jednym kierunku - kaseta jest jednostronna.

System zapisu z użyciem głowic wirujących często nazywany jest zapisem helikalnym. Taki sposób zapisu przypomina zapis na nośniku VHS (wideo).

Głowice nieruchome realizują wyraźnie inną metodę zapisu. Taśma obraca się w jedną, bądź w drugą stronę. Jeden kierunek określa zapis ścieżek parzystych, drugi natomiast - nieparzystych. Kolejne ścieżki tworzą serpentynę - dlatego też zapis ten nazywany jest zapisem serpentynowym. Zapis dokonywany jest jednocześnie na poszczególnych ścieżkach. Kasety do takich streamerów są jednostronne, ale jak napisałem wcześniej, taśma może przesuwać się w dwóch kierunkach...

Głowica sztywna (nieruchoma) tak naprawdę wykonuje ruchy w kierunku pionowym. Następuje to podczas zmiany ścieżki. Na 8mm szerokości taśmy mogą znaleźć się nawet 72 ścieżki. Im więcej zastosuje się głowic, tym zapis i odczyt może być szybszy.

Kasety do streamerów

Rys. 2 Steamer QIC z kasetą

Streamer może wyglądem przypominać stację FDD, z tą różnicą, że grubość otworu na nośnik jest o wiele większa - w miejsce to umieszcza się odpowiednie kasety. W zależności od producenta streamera, kaseta może pozostawać wewnątrz lub jej część może wystawać na zewnątrz (patrz zdjęcia).

Kasety QIC

Najpopularniejszymi kasetami stosowanymi w streamerach są kasety QIC. Wyglądem przypominają małe kasety magnetofonowe, jednak w rzeczywistości ich konstrukcja jest zupełnie inna. Typowa kaseta typu QIC jest zbudowana z metalowej płytki przymocowanej do plastikowej obudowy. Konstrukcja taka zapewnia dużą trwałość i odporność na uszkodzenia mechaniczne.

Rys. 3 Kaseta typu QIC - widok 1.

We wnętrzu kasety typu QIC znajdziemy dwie szpule oraz trzy rolki napędowe. Konstrukcja napędu taśmy jest zupełnie inna niż w zwyczajnych kasetach - taśma nie przesuwa się w skutek obracania się jednej ze szpul, na którą ma zostać nawinięta (lub jest nawinięta) taśma z danymi. Do tego służą wspomniane wyżej trzy rolki napędowe, gdzie jedna (ta na samej górze po środku) ma bezpośredni kontakt z napędem w streamerze, natomiast dwie pozostałe (na dole przy narożnikach) są rozstawione tak, aby pasek napędowy mógł zahaczyć o szpule.

Podczas kontaktu szpuli z paskiem napędowym powstaje bezpieczny obrót w danym kierunku. Zaletą tego rozwiązania, jest to, że nie występuje zbędne naprężenie taśmy nośnikowej, co mogłoby doprowadzić do jej uszkodzenia (przerwania).

Końce taśmy są dziurkowane, dzięki czemu możliwa jest zmiana ścieżek oraz użycie czujników optycznych służących do zatrzymywania i uruchamiania napędu. Taśma nie jest wyciągana na zewnątrz, natomiast głowica wsuwa się w odpowiednie miejsce w kasecie (część górna).

Rys. 4 Kaseta typu QIC - widok 2. - (dół).

Jest kilka rodzajów kaset QIC. Można spotkać się z wersjami QIC mini i QIC standard, które różnią się rozmiarami wizualnymi oraz pojemnością. Szerokość taśmy w normalnej kasecie QIC wynosi 0,25" (6,35 mm). Istnieją również kasety Travan (TR), które wywodzą się z wersji QIC mini. Kasety TR mają taśmę o szerokości 8 mm (wyglądają trochę inaczej - charakteryzują się ukośnymi bokami w górnej części obudowy).

Dzięki stosowaniu odpowiedniej kompresji można podwoić standardowe pojemności kaset. Zakres zwyczajnych kaset QIC mieści się w granicach od 250MB do 5GB dla serii standard oraz od 700MB - dla kaset mini. Kasety TR mają trochę inny zakres: od 500 MB do 2,2GB. Liczba ścieżek w kasetach QIC może wynieść od 18 do nawet 50. Istnieją też inne kasety typu QIC, które umożliwiają zapis nawet 25GB danych (w systemie SLR-100 firmy Tandberg - o tym dalej...).

Kasety inne niż QIC

Do zapisu helikalnego (głowica wirująca) używa się innych kaset. Najczęściej spotykane kasety stosowane do zapisu tą metodą to kasety typu DAT. Kasety te przypominają kasety magnetowidowe, a ich szerokości mieszczą się w granicach 8 mm oraz w przypadku RDAT - 4 mm.

Aby odczytać dane, część taśmy w kasetach typu DAT, musi zostać wyciągnięta na zewnątrz. Kasety te przypominają trochę pomniejszone taśmy VHS (z klapką na górze).

Innym rodzajem kaset są kasety DLT. Cechą charakterystyczną takiej kasety jest tylko jedna szpula, na której nawinięta jest taśma nośnikowa. Druga natomiast umieszczona jest w streamerze na stałe. Kasetę taką wkłada się do odpowiedniego streamera, a po jego uruchomieniu następuje automatyczne nawinięcie taśmy na szpulę wewnętrzną (dzieje się to dzięki dosyć dużemu zaczepowi na końcu taśmy).

Szerokość taśmy DLT wynosi 12,7 mm, pojemność natomiast do 15 GB bez kompresją lub dwa razy tyle z kompresją danych. Maksymalna pojemność kaset SDLT - następcy wspomnianego DLT - wynosi aż 160 GB.

Streamery QIC i DAT - zasada działania

Streamery QIC i DAT są zróżnicowane pod względem zasady działania. Zarówno mechanizmy, jak i sposób zapisu informacji są inne. Jest wiele rodzajów streamerów, jednak szczególny nacisk chciałbym położyć na streamery QIC i DAT.

Streamer QIC

Rys. 5 Przód streamera QIC

W porównaniu ze streamerami DAT, budowa streamera QIC jest o wiele prostsza.

Do przesuwania taśmy używa się jednego silnika. Rolka wewnętrzna (wewnątrz streamera) napędzana jest dzięki przekładni pasowej. Rolka ta napędza z kolei rolkę napędową znajdującą się wewnątrz kasety.

Do przesuwania głowicy (w kierunku pionowym - zmiana ścieżki ) stosuje się silnik krokowy.

Gdy kaseta znajduje się w środku głowica dosuwa się do taśmy, dzięki czemu możliwa jest praca (zapis / odczyt). Na początku i końcu taśmy stosuje się specjalne dziurki. Ich obecność jest wyczuwana przez odpowiednie czujniki optyczne. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe jest ustawienie taśmy na początek, bądź programowe zasygnalizowanie końca taśmy.

Dane na streamerach zapisywane są w formie sektorów, które mogą zawierać 512 lub 1024 B danych. Przed każdym sektorem znajduje się kilka bajtów specjalnych - synchronizacja i identyfikacja (numer sektora, ścieżka). Pierwszy sektor znajdujący się na taśmie zawiera informacje o taśmie, drugi natomiast informacje o partycjach, które udostępniają miejsca fizyczne zapisu (uzyskiwane na podstawie sektorów logicznych). Jak większość nośników danych - taśma wymaga formatowania.

Po zapisie informacji następuje detekcja błędów. Jeżeli takie występują następuje ich korekcja. Realizuje się to poprzez dodatkowe zapisanie bajtów detekcji oraz bajtów korekcji.

W nowoczesnych streamerach typu QIC informacje kasowane są w sposób logiczny - odpowiedni wpis w sektorze partycji sygnalizuje brak danych.

Streamer QIC składa się z trzech głowic: zapisującej, odczytującej i kasującej. Ta ostatnia zajmuje szerokość taśmy nośnikowej. Dzięki takiej kolejności głowic możliwa jest kontrola zapisu i powtórny zapis sektora.

Oprócz tego w skład streamera wchodzą specjalne układy elektroniczne służące do sterowania urządzeniem oraz do połączenia z komputerem.

Streamer DAT

Streamer DAT ma bardziej skomplikowaną budowę i zasadę działania. W tym wypadku wymagane są silniki wywijania taśmy, przesuwu oraz przewijania. Głowica wirująca napędzana jest bezpośrednio poprzez silnik.

Głowica wirująca wykonana jest w postaci bębna, w którym dolna część jest nieruchoma. Między częściami bębna umieszczone są dwie głowice ferrytowe, które wirują wraz z górną częścią bębna.

Aby doprowadzić sygnał do głowic wykorzystuje się transformator. Wewnątrz nieruchomej części bębna znajduje się uzwojenie pierwotne transformatora. Uzwojenie wtórne wiruje wraz z głowicami. Wirująca część bębna napędzana jest przez silnik o stabilizowanej prędkości obrotowej.

Bęben znajduje się w pochylonej pozycji, co umożliwia zapis ukośny. Taki bęben możemy zauważyć w każdym odtwarzaczu wideo (VHS).

Ścieżki zapisywane są na zmianę przez dwie głowice. Do stabilizacji prędkości głowic oraz prędkości przesuwania się taśmy stosuje się regulację ze sprzężeniem zwrotnym, realizowaną za pomocą układu serworegulacji. Głowica serworegulacji jest nieruchoma i mieści się pomiędzy rolką przesuwa a głowicą wirującą. Umożliwia ona zapis i odczyt ścieżek wzdłuż krawędzi taśmy.

Dane dotyczące położenia taśmy można uzyskać z poszczególnych sektorów. Kasowanie odbywa się poprzez logiczny wpis w sektorze partycji - oznaczający brak danych. Nowe dane są zapisywane na starych (brak kasowania całej szerokości taśmy).

Streamery DLT i SLR - słów kilka

Ze względu na popularność, na uwagę zasługują jeszcze dwa streamery, które należałoby tutaj trochę omówić.

Streamer DLT (ang. Digital Linear Tape )

Są to dosyć szybkie streamery (w porównaniu z DAT różnica jest dwu-, nawet trzykrotna). Prędkość transmisji mieści się w granicach od 2,5 MB/s podczas zapisu, do 3 MB/s przy odczycie z kompresją). Ze względu na te prędkości wykorzystuje się interfejs SCSI-2.

W streamerach tych, podobnie jak w QIC, stosuje się nieruchomą głowicę, wzdłuż której przesuwa się taśma. Pozwala to na zachowanie większej trwałości w stosunku do streamerów DAT.

Streamery DLT mogą posiadać dosyć skomplikowane mechanizmy obsługi taśmy. Standard SDLT wykorzystuje promień lasera do odpowiedniego naprowadzania głowic.

Streamer SLR (ang. Scalable Linear Recording)

Technologia SLR cieszy się zaufaniem w średnich firmach - charakteryzuje się wysoką niezawodnością. Streamery te używają nowoczesnych odmian taśm QIC. SLR wykorzystuje cienkowarstwowe głowice magnetyczne służące do zapisu danych. Odczyt realizowany jest dzięki głowicom magnetorezystancyjnym.

Odległości między ścieżkami oraz szerokości ścieżek są takie same i wynoszą tylko 0,03 mm.

Streamery SLR wykorzystują technologię MLR (ang. Multi-Channel Linear Recording), która charakteryzuje się m.in. zastosowaniem głowic magnetorezystancyjnych TF-MR (ang. Thin Film Magneto-Resistive) oraz serwomechanizmu sterującego głowicą. Głowice TF-MR pozwalają zapisać dane jednocześnie na kilku ścieżkach.

Podłączanie streamerów - interfejsy

Streamery można spotkać w dwóch wersjach - zewnętrznej i wewnętrznej. Wersja zewnętrzna może być bardzo różna pod względem wielkości (od 3,5" do wielkości odtwarzacza wideo/DVD). Wersje wewnętrzne to zwykle format 3,5" lub 5,25", ale istnieją też formaty przypominające wielkością domowy odtwarzacz VHS lub DVD.

Streamery wewnętrzne posiadają układy elektroniczne zasilane napięciem 5V oraz silniki zasilane napięciem o wartości 12V. Najlepszym i najszybszym interfejsem stosowanym w streamerach jest SCSI oraz SCSI-2. Istnieją też streamery z interfejsem IDE oraz FDD. Interfejsy te ograniczone są transferem od 300 KB/s (FDD) do 16 MB/s (SCSI).

Streamery zewnętrzne wymagają zwykle dodatkowego zasilania. Z komputerem można połączyć je wykorzystując porty szeregowe oraz równoległe. Często łączy się je również za pomocą SCSI lub USB.

Podsumowując

Streamery to urządzenia przeznaczone do archiwizacji danych. Nie znajdują one zastosowania dla zwykłych użytkowników - są raczej stosowane w firmach wymagających ciągłej archiwizacji ważnych danych.

Rozróżniamy kilka typów streamerów, najpopularniejsze z nich to QIC, DAT, DLT oraz SLR. Każdy z nich charakteryzuje się inną techniką pracy. Streamery dzielą się też na zewnętrzne i wewnętrzne - przy zastosowaniu odpowiednich interfejsów. Dla wymienionych wyżej streamerów produkowane są różne typy kaset, które różnią się gęstościami zapisu, prędkościami, pojemnościami oraz wykonaniem...

Streamery wymagają specjalnego oprogramowania dostarczanego przez producenta. Nie są to urządzenia łatwe w obsłudze.

Pojemności taśmy są zróżnicowane. Mieszczą się w granicach od 250 MB do nawet 160GB. Firma Sony opracowała w 2001 roku kasety o pojemności 1 TB.

Angielskie tłumaczenie skrótów

• AIT (ang. Advanced Intelligent Tape) - zaawansowana taśma inteligentna.
  
• DDS (ang. Digital Data Storage) - pamięć (przechowywanie) danych cyfrowych.
  
• DAT (ang. Digital Audio Tape) - cyfrowa taśma dźwiękowa.
  
• DLT (ang. Digital Linear Tape) - cyfrowa taśma zapisu ciągłego (liniowego).
  
• LTO (ang. Linear Tape Open) - otwarty format liniowego (ciągłego) przechowywania danych na taśmie. Format rozwijany przez firmy HP, IBM oraz Certance.
  
• FDD (ang. Floppy/Flexible/Flexy Disc Drive) - stacja dyskietek (dysków miękkich/giętkich).
  
• MLR (ang. Multi-Channel Linear Recording) - nagrywanie wielokanałowe.
  
• QIC (ang. Quarter-Inch Cartridge) - kaseta ćwierć-calowa (0,25").
  
• SLR (ang. Scalable Linear Recording) - skalowalne nagrywanie ciągłe.
  
• TF-MR (ang. Thin Film Magneto-Resistive) - dosł. cienka taśma (film) magnetorezystancyjna (typ głowicy).
  
• VHS (ang. Video Home System) - domowy system wideo.

  Ponadto:

  • Stream - potok, strumien (również IT)
    
  • Streamer - serpentyna (zob. PWN), [strimer] - napęd taśmowy

  Znane firmy / producenci streamerów

  Tandberg Data, Iomega, HP, IBM, Exabyte, Tecmar, Sony, TDK...