שעון מטוטלת (אורלוגין) הוא שעון המשתמש במטוטלת, משקולת מתנודדת, כאלמנט העוקב אחרי הזמן. היתרון של שעון המטוטלת הוא הדיוק - מנגנון שעון המטוטלת מדויק הרבה יותר מכל מנגנון שעון שהיה קיים לפניו. מאז המצאתו ב-1656 על ידי כריסטיאן הויגנס ועד שנות ה-40 של המאה ה-20, היה שעון המטוטלת המכשיר המדויק ביותר למדידת זמן, ולכן זכה לשימוש נרחב. שעון המטוטלת צריך להיות נייח כדי לפעול בדיוק מרבי. טלטול או האצה משפיעים על תנועת המטוטלת וגורמים לאי דיוקים.
שעוני מטוטלת נוספים:
מאז אמצע המאה ה-20 קיימים שעונים מדויקים יותר וזולים יותר, כדוגמת שעון קוורץ, ועיקר ערכו של שעון מטוטלת הוא בהיותו פריט עיצובי.
שימושים אחרים.
מטרונום.
מֶטְרוֹנוֹם הוא מכשיר עזר לנגינת יצירות מוזיקליות, המורה על הקצב והמפעם בו יש לנגן את היצירה, וכך יכול לשמור המנגן על מהירות אחידה של הנגינה. המטרונום מתבסס על פעולת המטוטלת המתנודדת סביב ציר קבוע. הוא מורכב משתי משקולות, אחת כבדה מהשנייה המחוברות ביניהן במוט מתכת. המשקולת הכבדה נמצאת בתחתית המוט, ובדרך כלל מוסתרת מהמשתמש. המשקולת השנייה נמצאת מעל הציר וניתנת להזזה. מרחקה מהציר קובע את הקצב בו יתנודד המטרונום. ככל שהמשקולת נמצאת גבוה יותר (כלומר רחוק יותר מהציר), זמן המחזור ארוך יותר. על המוט שעליו נעה המשקולת, מסומנות שנתות בהתאם לזמני המחזור השונים, כך שהמשתמש יכול להתאימו ליצירה אותה הוא מנגן.
סייסמוגרף.
מטוטלת שבה המוט אינו אנכי אלא כמעט אופקי הייתה בשימוש של סייסמוגרפים מוקדמים למדידת רעידות אדמה. הסייסמוגרף מודד ורושם, בנוסף לעוצמת הרעש, גם את סוגי הגלים השונים המשתחררים בעת רעידת אדמה. את עוצמת התנודות מודדים בעזרת סולם ריכטר, המתבסס על גובה התנודות הנמדדות. הסייסמוגרף מדפיס תרשים המתאר את תנודות האדמה, הנקרא סייסמוגרמה. המשקולת של המטוטלת נשארת במקומה בעוד המסגרת נעה, הרישום נוצר מהפערים ביניהם.
כוונון שולר (Schuler tuning).
כפי שהוסבר לראשונה על ידי מקסימיליאן שולר (Maximilian Schuler) במאמר משנת 1923, מטוטלת שהתדירות שלה שווה בדיוק שווה לזמן ההקפה של לוויין היפותטי במסלול שקרוב לפני השטח של כדור הארץ (כ -84 דקות) נוטה להישאר במצב המצביע על מרכז הארץ ברגע שהתמיכה שלה מוסרת.עקרון זה מכונה כוונון שולר והוא משמש מערכת ניווט אינרציאלית של אוניות ומטוסים הפועלים על פני כדור הארץ. לא עשה שימוש במטוטלת פיזית, אבל מערכת הבקרה השומרת על פלטפורמת האינרציה מחוברת לגירוסקופים משתנה כך שהמתקן מתנהג כאילו הוא מחובר למטוטלת, באופן ששומר את פני הפלטפורמה כך שיהיו מכוונים כלפי מטה בזמן שכלי התחבורה נע על המשטח המקומר של כדור הארץ.
זוגות של מטוטלות.
בשנת 1665 הוגינס (Huygens) ביצעה תצפית משמעותית על שעוני מטוטלת. שני שעונים הוצבו על קורת האח והוא שם לב שיש להם תנועה הפוכה. כלומר, המטוטלות שלהם נעו באופן מתואם אך הפול בכיוונו בפאזה הפוכה של 180°. הוא מצא ששני השעונים יגיעו למצב הזה ללא תלות בנקודת ההתחלה שלהם. זאת הייתה התצפית הראשונה של תופעה זו.
הסיבה להתנהגות זו היא ששתי המטוטלות משפיעות אחת על השנייה דרך תנודות קטנות של הקורה שעליה עמדו. תהליך זה מכונה בפיזיקה סחיפה (entrainment) או נעילת מצב (Mode-locking) והוא נצפה גם במקרים אחרים של התנדנדות כפולה. מטוטלות מסונכרנות שימשו בשעונים ובמכשירי מדידה של כוח הכבידה (Gravimeter) בשנים המוקדמות של המאה ה-20.למרות שהגנס צפה רק בסינכרון מחוץ לפאזה, נמצאו גם תופעות של סנכרון בפזה כמו גם מצב "מוות" שבו אחד מהשעונים או שניהם מגיעים לעצירה.
שימושים דתיים.
תנועת המטוטלת נראית גם בטקסים דתיים. לדוגמה, הקטורת המתנדנדת המכונה Censer או Thurible. המטוטלות משמשות גם בהתכנסויות רבות במקסיקו המזרחית לציון היום שבו הגאות בשיאה. המטוטלות שימשו בעבר גם לדאוזינג.
הוצאה להורג.
במהלך ימי הביניים המאוחרים, מטוטלות שימשו כשיטה של עינוי על ידי האינקוויזיציה הספרדית. המשקולת של המטוטלת הוחלפה בראש של גרזן. הקורבן נקשר לשולחן מתחת לגרזן בזמן שהמתקן מופעל והגרזן מתנדנד הלוך וחזור באוויר. בכל מחזור המטוטלת מונמכת בהדרגה אל עבר בית החזה של הקורבן עד שהוא מתבקע. עקב הזמן הארוך הדרוש להשלמת הפעולה של הגרזן שיטה זו נחשבת לעינוי הקורבן עד למותו. שיטת עינוי מעין זו מופיעה בסיפורו של אדגר אלן פו "הבור והמטוטלת".
RAID (באנגלית: Redundant Array of Independent Disks, מערך יתיר של דיסקים עצמאיים, לשעבר Redundant Array of Inexpensive Disks, מערך יתיר של דיסקים זולים) היא שיטה שבה מאחדים מספר דיסקים קשיחים ליחידה לוגית אחת. איחוד זה מאפשר גישה במקביל למספר דיסקים, המשפרת את מהירות העבודה, ושמירת מידע יתיר, המאפשר לשחזר מידע שאבד בתקלה. ישנן שיטות שונות לניהול מערך הדיסקים. שיטות אלו מכונות רמות RAID (באנגלית RAID levels) וכל אחת מהן מספקת יתרונות שונים (כפי שמפורט בהמשך).
מערכת ההפעלה ויישומים הפועלים על המחשב מתייחסים למערך ה-RAID כדיסק קשיח אחד, ואינם צריכים לעסוק בניהולו. לרוב, על ניהול ה-RAID אחראי רכיב חומרה או רכיב תוכנה ייעודי.
בדרך-כלל, כל הדיסקים המחוברים למערך הם מאותו סוג ובפרט בעלי אותו נפח אחסון.
תכונות RAID.
מהירות.
בעוד השיפור במהירויות המעבדים והזיכרון הנדיף הוא מהיר מאוד לאורך הזמן מדגם אחד לדגם הבא, השיפור במהירויות הדיסקים הקשיחים הוא אטי, יחסית. השימוש במספר דיסקים קשיחים כיחידה אחת מאפשר לבצע קריאה וכתיבה בו-זמנית על ידי מספר תוכנות הרצות על אותו מחשב בריבוי משימות, או אף לבצע פעולה אחת כמספר פעולות בו-זמניות. לדוגמה, אם ב-RAID מחוברים שני דיסקים קשיחים, ניתן לבצע פעולת כתיבה ארוכה אחת כשתי פעולות כתיבה נפרדות ובו-זמניות, כל אחת על דיסק קשיח אחר. כך, הזמן שתיקח הפעולה יהיה, בקירוב, חצי מזמן פעולת כתיבה ארוכה אחת לדיסק קשיח אחד.
אמינות.
דיסקים קשיחים מרכזים בתוכם מידע רב. לכן, תקלה בדיסק קשיח עשויה לגרום לאיבוד כמות גדולה של מידע. ישנן שלוש שיטות המסייעות להקטין את הסיכוי לאובדן מידע ב-RAID:
סוגי RAID.
RAID 0.
מערך של שני דיסקים קשיחים לפחות, שבהם כל המידע מחולק שווה בשווה בין הדיסקים. כאשר יישום שומר פיסת מידע, היא מחולקת לחלקים בגודל קבוע מראש, כך שהחלק הראשון נשמר בדיסק אחד, השני נשמר בדיסק הבא וכו' עד הדיסק האחרון. החלק הבא יישמר שוב בדיסק הראשון, וחוזר חלילה:
כפי שניתן לראות בשרטוט, המדגים מערך RAID 0 בן שני דיסקים, הבלוקים (יחידות המידע הקטנות ביותר שהדיסק מסוגל לקרוא או לכתוב) מאוחסנים לסירוגין על שני הדיסקים.
כלומר, הדיסקים עובדים בו זמנית על פעולת הכתיבה וכל דיסק כותב או קורא חלק מידע אחר מתוך כל המידע. מערך מסוג זה מגביר את ביצועי המערכת, משום שנדרש הרבה פחות זמן על מנת לקרוא או לכתוב מתוך מספר דיסקים בו זמנית מאשר מדיסק אחד. RAID 0 לא היה חלק מרמות ה-RAID בתחילה, משום שהוא לא מוסיף אמינות למערך, אלא רק שיפור ביצועים (להפך - הסיכוי לתקלה באחד משני דיסקים גבוה יותר מהסיכוי לתקלה בדיסק אחד). עם זאת, מערך RAID 0 מנצל את כל השטח של הדיסקים המחוברים לשמירת מידע, בניגוד לרמות אחרות שמשתמשות בחלק מהנפח לאחסון מידע נוסף להגדלת אמינות המערך.
RAID 1.
מערך של שני דיסקים לפחות, שבהם כל חלק מהמידע נכתב לכל הדיסקים בו זמנית; כלומר, נוצר גיבוי על דיסקים נוספים. נקרא גם בלשון העם "מירור" (mirror) משמעותו "דיסק ראי" מכיוון שהנתונים נכתבים בו זמנית ל־2 הדיסקים בצורה שווה.
מערך מסוג זה מגביר את שרידות המידע משום שכל פיסת מידע כתובה מספר פעמים - המערך מיושם בעיקר כאשר שרידות המידע חשובה יותר מנפח האחסון הכולל. מערך כזה מנצל רק 1 חלקי מספר הדיסקים מנפח האחסון הנתון.
RAID 2.
מערך של שבעה דיסקים לפחות, בו המידע מחולק בין הדיסקים סיבית אחר סיבית, כלומר הסיבית הראשונה של המערך מאוחסנת בדיסק הראשון, השנייה בשני וכו'. כך, כל קריאה או כתיבה של סיבית אחת, גוררת קריאה וכתיבה מכל הדיסקים.
השיטה כוללת שימוש בקוד המינג כקוד לתיקון שגיאות. קוד זה דורש 3 סיביות על כל 4 סיביות מידע ולכן מנצל רק formula_1 (כ-57%) מנפח האחסון הנתון (השאר משמש לקוד לתיקון השגיאות).
שיטה זו היא היחידה המאפשרת זיהוי ותיקון מידע משובש (מידע שחלה שגיאה בקריאתו אך לא זוהתה על ידי הדיסק הקורא) תוך-כדי עבודה.
ב-RAID 2 נדרש שכל הדיסקים יסתובבו בסנכרון מלא, זה מול זה, כדי שפעולות הקריאה והכתיבה יתבצעו ביעילות.
הדרישה לשבעה דיסקים לפחות נובעת מכך, שקוד המינג הקטן ביותר בשימוש מקודד 4 סיביות מידע באמצעות 7 סיביות. מכאן, שיחידת המידע הקטנה ביותר היא 7 סיביות. ברמה 2, מערך ה-RAID צריך להכיל דיסק לכל סיבית ביחידת המידע הקטנה ביותר - שגודלה, כאמור, 7 סיביות. בצורה דומה, ניתן להרכיב מערך RAID 2 מ-14 דיסקים, 49 דיסקים וכו', על-פי קוד המינג המתאים.
RAID 3.
מערך של שלושה דיסקים לפחות, שבו דיסק אחד של זוגיות ושאר הדיסקים מאחסנים מידע.
הבדיקה נכתבת ברמת הבית; כלומר, מול כל בית בדיסקי המידע יישמר בית זוגיות בדיסק הזוגיות.
בדוגמה שבשרטוט, הדיסקים Disk 0, Disk 1, Disk 2 מאחסנים מידע, ולכל שלישיית בתים הנמצאים במיקומים מקבילים, Disk 3 מאחסן את בית הזוגיות. ניתן לראות שלבלוק A, המכיל שני בתים בדיסקים המאחסנים מידע, שני בתי זוגיות ב-Disk 3, שהוא דיסק הזוגיות.