Способы доступа к данным в голографических з апоминающих устройствах Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

2. Зимин И.В., Баянкина Е.В. Практическое применение задач управления сетевыми ресурсами в телекоммуникационных сетях // Журнал Проблемы автоматики и управления №2, Институт автоматики Национальной Академии наук КР, материалы международной конференции «Проблемы управления и информационных технологий», Кыргызстан Бишкек, 2010г. С. 31-35.

3. Сборник информационно-аналитических материалов группы ГЦЭУ по текущему состоянию государственных информационных ресурсов Кыргызской Республики // Кыргызстан, Бишкек, 2014г. С. 337-421.

4. Аналитический отчет по итогам исследования уровня доступа к информации, обсуждению проблем и их возможных решений в местных сообществах. // Кыргызстан, Бишкек, 2014г. С. 6-9.

References:

1. Zimin IV Textbook: "traffic management in networks and telecommunications systems" // "Altyn Print" Publishing House, Bishkek, 2012 .;

2. Zimin IV, EV Bayankin The practical application of network management tasks in telecommunication networks // Journal of Automation and Control Problems №2, Institute of Automation of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, materials of the international conference "Problems of Management and Information Technology", Kyrgyzstan Bishkek, 2010. S. 31-35.

3. Collection of information and analytical materials group GTSEU on the current state of public information resources of the Kyrgyz Republic // Kyrgyzstan, Bishkek, 2014. Pp 337-421.

4. The analytical report of the study level of access to information, discuss problems and possible solutions in the local communities. // Kyrgyzstan, Bishkek, 2014. Pp 6-9.

© Алымкулов С.А., Зимин И.В., Жумалиев К.М., 2016

УДК 621.38

С.А.Алымкулов, К.М.Жумалиев

Институт физико-технических проблем и материаловедения НАН КР, Бишкек, Кыргызстан

СПОСОБЫ ДОСТУПА К ДАННЫМ В ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ З АПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ

Аннотация

В статье рассматривается способ доступа к данным в голографических запоминающих устройствах. Для увеличения скорость доступа к информации на голографических дисковых запоминающих устройствах предлагается размещать на голографическом диске микроголограммы файла вдоль радиуса диска. Освещение массива голограмм осуществляется одновременным переключением лазерного луча на все голограммы, размещенные по радиусу диска, и за время считывания обеспечивается доступ к нескольким микроголограммам.

S.A. Alymkulov, K.M.Zhumaliev

Institute of Physical and Technical Problems and Materials Science NAS KR,

Bishkek, Kyrgyzstan

ACCESS TECHNIQUE TO DATA IN HOLOGRAPHIC MEMORY DEVICES

Access technique to data in holographic memory devices is considered in this article. To increase the velocity of access to information on holographic disk memory devices the microholograms of the file are proposed to be arranged on a holographic disk along the disk radius. Holograms array lighting is realized by simultaneous switching of laser ray to all holograms placed along radius of the disk, and during time of reading, the access is ensured to several micro holograms.

При традиционном способе доступа к данным в оптической массовой памяти на дисках (оптический и голографический) массивы данных (информационная единица), будь это оптический бит или

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

микроголограмма, располагаются один за другим вдоль информационной дорожки. Для осуществления доступа к информации необходимо перемещать (механически) оптическую головку записи-считывания вдоль радиуса диска [1, 2,3].

В других способах неподвижным является оптическая головка записи-считывания и для доступа к информации в разных информационных дорожках перемещается диск вдоль своей радиальной координаты. Известна система доступа, включающая в себя набор оптических волокон: первая группа волокон соединяет оптические источники с фиксированными точками из плоскости диска, вторая группа волокон обеспечивает оптическую связь массивов фиксированных точек на диске вдоль радиальной координаты с оптическими детекторами. Выборочное возбуждение конкретной пары оптического источника и детектора позволяет считать информацию с заданного участка диска.

Вышеперечисленные способы доступа к информации имеют следующие недостатки:

- необходимость высокопрецензионной механики, обеспечивающей перемещения микронных размеров;

- большое время доступа к информации на диске за счет механических элементов;

- отсутствие элементов, обеспечивающих параллельность доступа к массивам данных.

Обычно устройство считывания-записи информации в дисковых накопителях включает в себя электронный блок и электромеханический блок, предназначенный для радиального перемещения головки записи-считывания по поверхности диска.

При этом среднее время доступа к данным в накопителе определяется

где Ър - среднее время доступа;

1пр - время преобразования (оптического сигнала в электрический и наоборот);

1вб- время непосредственной выборки искомой дорожки диска.

Если обратить внимание, что 1пр<<1вб, то основные затраты времени уходят на позиционирование головки считывания-записи на необходимую дорожку диска, и величина 1вб составляет от 10 до нескольких сотен миллисекунд. В то время как при максимальном использовании функциональных возможностей ГДЗУ требуется обеспечить быстродействие ввода-вывода информации от 10 до 100 Мбит/с.

Для увеличения скорости доступа к данным ГДЗУ предлагается способ расположения микроголограмм на рабочей поверхности одностороннего голографического диска.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем [4]. В традиционном способе микроголограмм записи файла А расположены вдоль дорожки диска, как показано на рис 1. При этом файл А считывает вдоль дорожки и максимальная скорость доступа ограничивается углевой скоростью вращения Юшахголографического диска. Для повышения быстродействия доступа предлагается размещать на диске микроголограммы файла А вдоль радиуса диска, как показано на рис.2.

Проведем анализ, показывающий принципиальную возможность расположения микроголограмм вдоль радиуса диска и возможность организации параллельного доступа к ним.

(микроголограмм) файла А

Голографический диск Г

Рисунок 1 - Расположения записи (микроголограмм) при традиционном способе доступа

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070_

Определим время экспонирования Ъжс (непосредственное время считывания) микроголограммы шириной Lпри угловой скорости вращения голографического диска ©maX.

Известно, что линейная скорость вращающейся точки микроголограммы

vi= ©maX* Ri, (2)

где ©max -максимальная угловая скорость вращения диска, Ri- радиус точки микроголограммы.

Рисунок 2 - Расположение записей (микроголограмм) вдоль радиуса голографического диска

В то же время

^ (3)

1экс

где L - ширина микроголограммы; tэкс - время, за которое лазерный луч проходит через всю ширину Lмикроголограммы. Из формулы (2) и (3) выводим время

Ь Ь

1-экс

vi © * Ri

1 max

таким образом,

^кс © . Ri

(4)

Для подтверждения предлагаемого способа расположения микроголограмм на диске допустим

Ьтах = 100 км; ютах =10 об/с, ^=0,765*10_1м

L„

1*10-

^экс

©max*Ri 0,1-102*0,765*10-1 t3KC = 13 мкс.

= 1,3*10

,-5

Рассчитанное время £эксявляется минимальным временем считывания Ъпт(или максимальным быстродействием) к очередной микроголограмме файла А на выбранной дорожке (время позиционирования головки записи-считывания tвб здесь не учитывается) при традиционных способах расположения микроголограмм (Рис.1). В предлагаемом способе осуществляется доступ к нескольким микроголограммам, учитывая физические свойства голографического принципа регистрации данных (Рис.2), позволяющие восстанавливать всю информацию при экспонировании лазерным лучом любой точки ее площади. Процесс осуществления одновременного считывания голограмм иллюстрируется на рис.3.

Количество микроголограмм считываемых за время определяется неравенством

11}=11] <1т1п*К (5) где п- число одновременно считываемыхмикроголограмм за время

^коэффициент надежности восстановления информации с микроголограммы; ^-квант времени, необходимый для экспонирования каждой микроголограммы.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №3/2016 ISSN 2410-6070

Необходимо, чтобы время переключения устройства tnep было меньше tmm, то есть реализация предложенного метода расположения микроголограмм возможна при

1^пер<1тт. (6)

Рисунок 3 - Фрагмент голографического диска, иллюстрирующий принципиальную возможность

считывания микроголограмм вдоль радиуса диска. I

Рисунок 4 - Волноводная считывающая головка

При соответствующей разработке волноводного оптоэлектронного узла (Рис.4), переключающий лазерный луч для экспонирования микроголограмм на различных информационных дорожках, время доступа существенно уменьшится.

Выводы. Таким образом, для увеличения скорость доступа к информации на голографических дисковых запоминающих устройствах предлагается размещать на голографическом диске микроголограммы файла вдоль радиуса диска. Освещение массива голограмм осуществляется одновременным переключением лазерного луча на все голограммы, размещенные по радиусу диска, и за время считывания обеспечивается доступ к нескольким микроголограммам.

Список использованной литературы:

1. Микаелян А.Л. Методы оптической обработки информации. М.; Машиностроение.1989. 224с.

2. Акаев А. А., Алымкулов С. А., Муратов Т. М. Авторское свидетельство №319427.

3. Алымкулов С. А., Муратов Т. М. Авторское свидетельство № 260583.

4. Акаев А. А., Алымкулов С. А., Муратов Т. М. Способ доступа к информации на ДГЗУ. Авторское свидетельство № 4756394 / 24.

© Алымкулов С.А., Жумалиев К.М., 2016