www.diagram.com.ua
www.diagram.com.ua
Русский: Русская версия English: English version
Translate it!
Поиск по сайту

+ Поиск по журналам
+ Поиск по статьям сайта
+ Поиск по схемам СССР
+ Поиск по Библиотеке

Бесплатная техническая библиотека:
Все статьи А-Я
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Новости науки и техники
Журналы, книги, сборники
Архив статей и поиск
Схемы, сервис-мануалы
Электронные справочники
Инструкции по эксплуатации
Голосования
Ваши истории из жизни
На досуге
Случайные статьи
Отзывы о сайте

Справочник:
Большая энциклопедия для детей и взрослых
Биографии великих ученых
Важнейшие научные открытия
Детская научная лаборатория
Должностные инструкции
Домашняя мастерская
Жизнь замечательных физиков
Заводские технологии на дому
Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
Искусство аудио
Искусство видео
История техники, технологии, предметов вокруг нас
И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
Конспекты лекций, шпаргалки
Крылатые слова, фразеологизмы
Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
Любителям путешествовать - советы туристу
Моделирование
Нормативная документация по охране труда
Опыты по физике
Опыты по химии
Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
Охрана труда
Радиоэлектроника и электротехника
Строителю, домашнему мастеру
Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
Чудеса природы
Шпионские штучки
Электрик в доме
Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
Схемы и сервис-мануалы
Книги, журналы, сборники
Справочники
Параметры радиодеталей
Прошивки
Инструкции по эксплуатации
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(150000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
Ваши истории
Загадки для взрослых и детей
Знаете ли Вы, что...
Зрительные иллюзии
Веселые задачки
Каталог Вивасан
Палиндромы
Сборка кубика Рубика
Форумы
Карта сайта

ДИАГРАММА
© 2000-2019

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

Контакты

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на http://www.diagram.com.ua

сделано в Украине
сделано в Украине

Диаграмма. Бесплатная техническая библиотека

Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая библиотека, Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Компакт-диски: технологии и стандарты

Бесплатная техническая библиотека

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

Комментарии к статье Комментарии к статье

Регулярно читая компьютерную прессу, общаясь с людьми, имеющими отношение к компьютерам, интересуясь рекламой последних в печати и на телевидении, нетрудно заметить, какими гигантскими шагами развивается эта отрасль техники. Воображение потрясают все более совершенные процессоры, высококачественные мониторы, принтеры, а нередко и принципиально новые изделия. Многие возможности вычислительной техники обусловлены ее периферийным оборудованием. В предлагаемой статье рассказывается об одном из видов периферии - устройствах долговременного хранения информации на оптических компакт-дисках.

За относительно недолгую историю вычислительной техники сменилось немало видов носителей, на которых информация может храниться неопределенно долгое время: бумажные перфокарты и перфоленты, магнитные ленты, барабаны, гибкие и жесткие диски разных размеров и емкости и, наконец, магнитооптические и оптические диски. В запасе у производителей высокотехнологичных аксессуаров для компьютеров сегодня наверняка имеется немало перспективных идей в этой области, но пока все большую популярность приобретают магнитооптические и оптические диски. В данной статье речь пойдет только об оптических дисках, появившихся довольно давно, но постоянно совершенствующихся и уверенно обретающих все большую популярность.

Более распространенное название оптических дисков - "компакт-диск" или CD-ROM (кратко - CD).

CD способен хранить в небольшом физическом объеме огромное количество информации. Немаловажна возможность многократного считывания записанных данных без износа носителя, связанная с отсутствием какого-либо механического контакта читающего устройства с поверхностью, несущей информацию. К этому следует добавить относительно невысокую стоимость самих дисков и устройств, необходимых для работы с ними. Эти достоинства не могут не привлекать всех, кому приходится хранить огромные объемы данных с минимальным риском их потери. А таких становится все больше. Везде, где есть компьютеры, обязательно найдутся мощные программы, архивы и базы данных, изображения и звуки, преобразованные в цифровую форму. Все это удобно хранить на CD.

ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ

Современный CD - пластиковый диск диаметром около 120 и толщиной примерно 1 мм, имеющий в центре отверстие диаметром 15 мм. Вокруг отверстия имеется область шириной около 10 мм для зажима в шпинделе, вращающем диск. Одна сторона CD, как правило, красиво оформлена и снабжена краткой информацией о содержании записей. Другая - блестит и переливается всеми цветами радуги. На ней вокруг зажимной области имеется еще одно визуально различимое кольцо, на котором отштампован серийный номер в штриховом или ином коде, часто понятном только изготовителю диска. Далее находится область данных, которая и дает радужный эффект при рассматривании в отраженном свете. С внешнего края CD имеет прозрачное защитное кольцо небольшой ширины [1].

Наиболее распространенные CD имеют структуру, показанную на рис. 1. На основу 1 из акрилового пластика нанесен тончайший отражающий слой 2 из алюминия. Металл покрыт прозрачной защитной поликарбонатной пленкой 3. Данные считывает лазерный луч 4. Обычный процесс изготовления CD состоит из нескольких этапов: подготовки данных к записи, изготовления мастер-диска (оригинала) и матриц (негативов мастер-диска), тиражирования CD.

Компакт-диски: технологии и стандарты

Информация наносится на гладкую поверхность алюминиевого мастер-диска лазерным лучом, который, изменяя структуру металла (проще говоря, выжигая его), создает на ней микроскопические впадины. Чередование поразному отражающих свет впадин и плоских участков представляет данные в привычной для компьютеров двоичной форме. Отметим, что размеры сформированных лазерным лучом впадин очень малы - на отрезке, длина которого не превышает толщины человеческого волоса, их может разместиться несколько десятков [2].

Дальнейшее напоминает изготовление обычных грампластинок. Негативные копии мастер-диска служат матрицами для прессования несущих информацию впадин на поверхности собственно CD, которые остается покрыть алюминием, нанести защитный слой и снабдить нужными надписями. Стоит заметить, что существуют и другие технологии производства CD, в том числе перезаписываемых и дозаписываемых, о некоторых из них будет рассказано ниже.

СЧИТЫВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Под CD, вставленным в привод блестящей стороной вниз и закрепленным во вращающемся шпинделе, перемещается по радиусу с помощью сервомотора считывающее устройство (рис. 2). Оно состоит из полупроводникового лазера 1, светоделительной призмы 2 с объективом 3, фокусирующим луч на поверхности диска 4, и фотоприемника 5. Объектив снабжен приводами точной подстройки положения луча на информационной дорожке. Ясно, что для считывания используется лазер гораздо меньшей мощности, чем тот, которым выжигали впадины на поверхности мастер-диска [3].

Компакт-диски: технологии и стандарты

Отраженный алюминиевой поверхностью луч призма направляет на фотоприемник. Если он отразился от блестящего островка между впадинами, в цепи фотоприемника появляется электрический ток, наличие которого интерпретируется как логическая 1. Луч, попавший во впадину, большей частью рассеивается, в результате освещенность фотоприемника и вырабатываемый им ток уменьшаются - фиксируется логический 0.

Чувствительная поверхность фотоприемника разделена на четыре сектора. Это позволяет управляющему приводом микропроцессору определить правильность позиционирования луча. Если луч отклонился от нужного положения (а это, как правило, случается из-за погрешностей изготовления CD и привода), сместится и создаваемое им на поверхности фотоприемника пятно, в результате его сектора будут освещены неодинаково. Сравнивая токи, вырабатываемые каждым из элементов приемника, микропроцессор формирует команды, корректирующие положение объектива, а следовательно, и луча на поверхности отражающего слоя.

СТРУКТУРЫ ДАННЫХ

Как уже говорилось, данные записаны на CD в виде последовательности впадин и интервалов между ними, образующей одну физическую информационную дорожку. Именно одну, в отличие от привычного способа записи на магнитные диски. Эта единственная дорожка представляет собой спираль, начинающуюся у центра диска и раскручивающуюся к его краю. Этим CD немного напоминает традиционную грампластинку, отличаясь от нее направлением спирали и бесконтактным способом считывания данных. Дорожка начинается со служебной области, необходимой для синхронизации привода: считывающее устройство должно "знать", когда ожидать прихода каждого из записанных битов информации. Физическая дорожка может быть разделена на несколько логических.

Непрерывный поток считываемых с CD битов делится на восьмиразрядные байты, логически объединенные в сектора. Каждый сектор состоит из 12 байт синхронизации, четырех байт заголовка, содержащего номер сектора и сведения о типе записи в нем, 2048 байт основной области данных и 288 байт дополнительной информации.

Применяется несколько типов секторов. Первый из них предназначен только для цифровой звукозаписи. Второй - основной для всех CD. Его заголовок удлинен до 12 байт за счет области дополнительной информации. Оставшуюся часть этой области занимают код обнаружения ошибок считывания данных (четыре байта) и два кода, позволяющих их исправить: Р-паритет (172 байт) и Q-пaритет (104 байт). В секторах третьего типа область дополнительной информации отдана в распоряжение пользователя. Так что каждый из них может содержать до 2336 байт данных, однако без возможности контроля правильности считывания и коррекции ошибок. Каждая логическая дорожка состоит из секторов только одного типа [4].

В первых секторах CD записано его содержание (Volume Table of Contents, VTOC) - нечто вроде таблицы размещения файлов (FAT) на магнитных дисках. Вообще, базовый формат CD согласно стандарту HSG (о нем см. ниже) во многом напоминает формат дискеты, на нулевой дорожке которой не только указываются ее основные параметры (число дорожек, секторов и т. п.), но и хранятся сведения о размещении данных (директорий и файлов).

В системной области находятся директории с указателями или адресами областей, где хранятся данные. Существенное отличие от дискеты заключается в том, что в корневой директории CD указываются прямые адреса файлов, находящихся в поддиректориях, что существенно облегчает их поиск.

Классическая "одинарная" скорость считывания данных, с которой сегодня работают только проигрыватели аудиодисков, - 175 Кбайт/с или примерно 75 секторов в секунду. Каждая логическая дорожка, содержащая 300 секторов, воспроизводится с этой скоростью за 4 с. Весь CD, если он состоит только из секторов второго типа, содержит 663,5 Мбайт данных.

В компьютерах используются приводы CD, обеспечивающие гораздо большую скорость считывания данных за счет увеличения частоты вращения шпинделя и соответствующего изменения ряда других технических характеристик. Сегодня распространены приводы с восьми-и 12-кратным увеличением скорости. Но есть и такие, в которых она в 16 и даже в 24 раза больше "одинарной".

СТАНДАРТЫ CD

Музыкальные оптические CD пришли на смену виниловым с механической записью (грампластинкам) в 1982 г., почти одновременно с появлением первых персональных компьютеров фирмы IBM. Это было результатом сотрудничества двух гигантов электронной промышленности- японской фирмы Sony и голландской Philips.

Любопытна история выбора емкости CD. Исполнительный директор Sony Акио Морита решил, что новые изделия должны отвечать требованиям любителей классической музыки. После проведения опроса выяснилось, что самое популярное в Японии классическое произведение- девятая симфония Бетховена - звучит около 73 мин. Видимо, если бы японцы больше любили короткие симфонии Гайдна или оперы Вагнера, исполняемые целиком за два вечера, развитие CD могло пойти по другому пути. Но факт остается фактом. Было решено, что CD должен быть рассчитан на 74 мин и 33 с звучания.

Так родился стандарт, известный как "Красная книга" (Red Book). He всех любителей музыки удовлетворила выбранная длительность звучания, но по сравнению с 45 мин недолговечных виниловых пластинок это был существенный шаг вперед. Когда 74 мин музыки пересчитали в информационную емкость, получилось около 640 Мбайт [2].

Две названные выше фирмы сыграли ведущую роль и в разработке первого стандарта цифровых CD - так называемой "Желтой книги" (Yellow Book). Созданные на его основе диски, способные хранить, кроме звуковых данных, также текстовые и графические, получили название CD-DA (CD-Digital Audio).

В заголовке CD-DA содержится информация, позволяющая определить тип записанных данных. Стандарт, однако, не регламентировал логический и файловый форматы записи. Их выбор был полностью доверен фирмам-производителям. В результате соответствующий требованиям "Желтой книги" CD нередко мог быть прочитан устройством только той модели, для которой он предназначен. Такое положение, особенно в связи с большим коммерческим успехом CD, разумеется, не могло удовлетворить никого. В общих интересах необходимо было срочно найти компромисс.

Вторым стандартом "де-факто" для цифровых CD стал HSG или просто High Sierra. Отметим любопытную деталь: он назван именем отеля и казино в одном из городков Калифорнии, где собрались обсудить свои проблемы основные производители CD. Этот документ носил рекомендательный характер и был предложен, чтобы обеспечить хоть какую-нибудь совместимость. В нем определялись как логический, так и файловый форматы CD. К сожалению, для книги со стандартом HSG подходящего цвета так и не нашлось. Тем не менее, он оказался настолько привлекательным, что основные положения принятого несколько позже международного стандарта ISO 9660 совпали с HSG.

ISO 9660 описывает файловую систему CD-ROM. Согласно стандарту первого уровня она напоминает аналогичную систему MS DOS: имена файлов могут содержать до восьми символов и иметь расширение из трех символов, отделенных точкой. В именах запрещены специальные символы (например,"~","-", "=", "+"), используются только прописные (заглавные) латинские буквы, цифры и символ подчеркивания. Каждый файл снабжается номером версии, который отделяется от расширения символом ";". Имена каталогов не могут иметь расширений. Допускается вложение до восьми каталогов.

Стандарт ISO 9660 второго уровня позволяет давать файлам имена длиной до 32 символов, накладывая на их выбор описанные выше ограничения. CD, созданные по такому стандарту, непригодны для использования в ряде операционных систем, в том числе MS DOS.

Прежде чем продолжить рассказ о стандартах CD, рассмотрим понятие сеанса записи. Большинство CD относятся к односеансным (Single Session), так как все данные записаны на них за один технологический цикл или сеанс записи. Однако после того, как были разработаны соответствующие технологии и специальные диски, появилась возможность выполнять дополнительные сеансы записи, добавляя к уже имеющимся новые порции данных. К многосеансным (Multisession) относятся CD форматов PhotoCD и CD-ROM XA (extended Architecture - расширенная архитектура).

Технология PhotoCD предложена фирмой Eastman Kodak в качестве средства создания и просмотра цифровых фотографий. На специальный диск можно поочередно записать в цифровой форме изображения с любых 35-миллиметровых слайдов и негативов. Но для полного считывания информации необходим PhotoCD-совместимый привод. Обычный, соответствующий стандартам HSG или ISO 9660, сможет прочесть только запись, сделанную в первом сеансе, так как во VTOC, находящейся в начале информационной дорожки, имеются сведения только о ней.

Стандарт CD-ROM XA совместим сверху с High Sierra и ISO 9660. Однако в нем заложено гораздо больше возможностей. Во-первых, он разрешает многосеансную запись. Во-вторых, можно хранить на одном и том же диске графические, текстовые и звуковые данные, причем графика может включать в себя как неподвижные картинки и анимацию, так и полноценные кинофильмы (full-motion).

Основная особенность CD-ROM XA - так называемое чередование (Interleaving) блоков разнородной информации. Например, за первым видеокадром может следовать его звуковое сопровождение, после которого располагается следующий кадр и т. д. Это способствует синхронности воспроизведения звука и изображения, существенно уменьшает необходимый объем промежуточного буфера, по сравнению с требуемым при обычном расположении данных на диске.

Другая особенность стандарта ХА - сжатие звуковых данных, что позволяет записать на один диск аудиоинформацию длительностью в несколько часов (вместо обычных 74 мин). Хотя алгоритмы сжатия самых разных данных активно применяются во многих отраслях вычислительной техники, данное преимущество CD-ROM XA пока используется не очень широко.

Очередная попытка фирм Sony и Philips исчерпывающе регламентировать не только логический и файловый форматы, но и содержимое самих файлов на цифровых CD вылилась в стандарт, известный под названием "Зеленая книга" (Green Book). Собственно, это - расширенная версия стандарта CD-ROM ХА. Приводы, соответствующие "Зеленой книге", могут читать диски форматов CD-DA, CD-ROM, CD-ROM XA, CD-I и Kodak PhotoCD [2].

Впервые упомянутый здесь формат CD-I (Interactive - интерактивный) заслуживает описания. Источниками интерактивной информации для CD-I считаются аудио- и видеоустройства реального времени с расширенными возможностями обработки текстов и графики. Предполагается широкое использование компьютерных программ для обработки всех видов данных. Применительно к информационным и системным задачам в формате CD-I определяются возможные типы данных и способы их кодирования, организация необходимых средств поддержки дисковых систем. С технической точки зрения формат CD-I основан на технологии CD-ROM, но для потребителя он близок к CD-DA. На одном диске можно объединять дорожки CD-DA и CD-I записей, применять аппаратуру декодирования CD-DA в CD-I системах.

Дисками формата CD-I чаще всего пользуются в сферах образования (дистанционное обучение и самообучение с помощью справочников, альбомов, "разговаривающих" книг), развлечений (музыка с текстом, нотами, картинками, игры), организации досуга (черчение и рисование, создание кинофильмов, анимация реального времени, сочинение стихов), туризма (карты, устройства для навигации, информация о достопримечательностях), диагностики заболеваний и многих других.

Последний из действующих сегодня стандартов CD изложен в "Оранжевой книге" (Orange Book). В его первой части речь идет о магнитооптических накопителях (CD-МО), допускающих стирание и перезапись информации. Вторая часть посвящена накопителям типа WORM (Write Once Read Many - однократная запись, многократное считывание) и CD-R (Recordable - записываемый). На эти устройства данные можно только дописать. Стереть имеющуюся запись невозможно. Практически все продаваемые сейчас приводы CD отвечают требованиям второй части "Оранжевой книги" - они могут читать CD всех описанных форматов, втом числе дозаписываемые.

Рассмотренные стандарты относятся к CD, пригодным для использования на IBM-совместимых персональных компьютерах. Разумеется, существуют и форматы, предназначенные для других систем, например, Macintosh HFS для компьютеров фирмы Apple Macintosh, но их мы касаться не будем.

В первой части статьи были рассмотрены практически все популярные форматы хранения данных на CD-ROM. Одна из их особенностей - отличие структуры файловой системы CD от принятой в MS DOS. Таким образом, для доступа к записанным данным необходимо преобразовать их формат. Для решения этой задачи фирма Microsoft выпустила специальный программный драйвер под названием Microsoft CD Extentions (MSCDEX.EXE). Он очень распространен, входит в комплект поставки MS DOS и почти всех приводов CD-ROM. При использовании MSCDEX.EXE операционная система работает с компакт-диском как с обычным магнитным (за исключением того, что данные можно только прочитать). Для загрузки драйвера в файле AUTOEXEC.BAT должна быть предусмотрена команда (записанная в одну строку)

МSCDEX / D: имя [/D: имя2...] [/Е] [/К] [/S] [/V] [/L:буква] [/М:число]

Ее параметры (необязательные - в квадратных скобках) задают следующее:

/D:имя [/D: имя2...] - имена установленных в компьютере приводов CD - ROM. Они должны совпадать с указанными в аналогичных параметрах команд файла CONFIG.SYS, которыми запускают эти приводы. По умолчанию используется имя MSCD001.

/Е - разрешается размещать буфера секторов диска в расширенной памяти, если она имеется.

/К - MS DOS может читать компакт-диски, использующие кодировку японской азбуки Канджи.

/S - разрешается доступ к CD-ROM из локальной компьютерной сети.

/V - во время запуска MSCDEX будет выводить на экран статистические данные.

/L:буква - этой буквой будет обозначен логический диск, соответствующий приводу CD-ROM. Если она не задана, драйвер использует первую свободную. Например, в системе, где уже есть диски А, В и С, по умолчанию CD-ROM станет диском D, а если имеется параметр /L:H, то диском Н. При наличии более одного привода CD остальные получат очередные не занятые буквы.

/М:число - столько буферов секторов CD создаст драйвер. Их может быть от двух до 30 (по умолчанию - 10) и каждый займет в памяти около 2 Кбайт. Чем больше буферов, тем выше производительность системы.

MSCDEX.EXE обязательно используется совместно с драйверами привода CD - ROM, описываемыми как устройства (DEVICE) в файле CONFIG.SYS. Эти драйверы специализированы для каждой модели приводов, поставляются вместе с ними и также имеют несколько параметров. К сожалению, перечислить все варианты не представляется возможным [2].

ИНТЕРФЕЙСЫ

Интерфейс связывает привод CD-ROM и компьютер. Именно его характеристики определяют скорость взаимодействия этих устройств. Каждый новый тип диска и привода к нему, появляющийся на рынке, должен иметь интерфейс, позволяющий без задержек и с наименьшей загрузкой центрального процессора передавать большие массивы данных. Довольно часто фирмы-производители поставляют привод CD-ROM вместе с контроллером, реализующим так называемый собственный (Proprietary) интерфейс. Он часто находится на звуковой плате, к которой подключают CD - ROM, приобретаемый в составе мультимедийного набора. Обычно это упрощенная реализация одного из стандартов, рассматриваемых ниже.

Очень редко (из-за низкой скорости передачи данных) применяется связь через параллельный порт, предназначенный для принтера. Обычно к нему подключают некоторые модели внешних приводов, так как для этого не нужно вскрывать компьютер. Порт чаще всего настраивается на работу в одном из усовершенствованных режимов: ЕРР (Enchanced Parallel Port) или ЕСР (Extended Capabilities Port). Для подключения CD - ROM к портативным компьютерам часто применяют конвертеры их интерфейса в параллельный.

Многие приводы CD - ROM снабжены обычным для жестких магнитных дисков (винчестеров) интерфейсом IDE (известным также под названиями АТ - Bus, ATA). Его особенность - реализация функций контроллера в самом приводе, что делает подключение к компьютеру достаточно простым. Несколько лет назад компания Western Digital разработала стандарт EIDE - улучшенный (Enchanced) IDE, который поддержали еще пять ведущих фирм. Он позволяет установить в компьютер до четырех винчестеров, приводов CD - ROM или стримеров.

Популярен интерфейс SCSI (читается "скази"). С его помощью подключают многие периферийные устройства, требующие высокой скорости передачи данных. Обычная для этого интерфейса скорость - 2...4 Мбайт/с. Физически шина SCSI представляет собой плоский кабель с 50-контактными разъемами. К ней можно подключить до восьми периферийных устройств.

Стандартом предусмотрено два способа передачи сигналов по шине: синфазный и дифференциальный. Последний отличается повышенной помехоустойчивостью и позволяет увеличить ее длину. Чтобы гарантировать неискаженную передачу сигналов, к линиям шины с обеих сторон должны быть подключены согласованные нагрузки (набор предназначенных для этого резисторов часто называют терминатором).

В версии SCSI - 2 пропускная способность повышена увеличением тактовой частоты и сокращением критических временных параметров шины за счет применения новейших интегральных микросхем и высококачественных кабелей. Существуют улучшенные варианты этого интерфейса: "быстрый" (Fast) и "широкий" (Wide). В последнем предусмотрены 24 дополнительные линии связи и устройства соединены еще одним кабелем (68-проводным). Для приводов CD - ROM "широкий" SCSI - 2 практически не применяют [5].

Программный интерфейс основного (host) адаптера SCSI, устанавливаемого в компьютер, определен стандартом ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), разработанным фирмой Adaptec - ведущим производителем таких устройств. Программные модули этого стандарта достаточно легко стыкуются друг с другом. Основной из них - хост - менеджер. С ним связаны драйверы устройств. Если вместе с приводом CD-ROM, имеющим интерфейс SCSI, поставляется ASPI - совместимый драйвер, он сможет работать со всеми хост - адаптерами (интерфейсными платами) производства Adaptec и большинства других фирм.

ДОЗАПИСЫВАЕМЫЕ CD

Мы уже не раз говорили о том, что техника развивается очень быстро и то, что было новым вчера, сегодня - привычная вещь, а завтра - безнадежный архаизм. Рассмотрим некоторые перспективные направления развития компакт - дисков.

Дозаписываемые CD, популярные уже сегодня, продолжают широко распространяться. Предназначены они не для массового тиражирования программ и другой информации, а для единичных записей или изготовления небольшого числа копий. CD-R (Recordable - дозаписываемый) полностью соответствуют требованиям второй части "Оранжевой книги". Большинство устройств для их записи поддерживают многосеансный режим.

Структура CD - R показана на рис. 3. Он состоит из нескольких слоев: несущего поликарбонатного 1, органического 2, в котором лазерный луч "выжигает" информацию, отражающего (золотого) 3 и защитного 4 из устойчивого к внешним воздействиям лака, на котором печатают этикетку [6].

Компакт-диски: технологии и стандарты

Используются несколько принципиально различных типов органического слоя. Он изготавливается из материалов очень сложного химического состава. Во время записи CD-R небольшие области 5 органического слоя под действием мощного сфокусированного лазерного луча нагреваются и изменяют оптические свойства (начинают рассеивать свет). В не нагревавшихся местах слой остается прозрачным и во время считывания данных пропускает свет лазера 6. Последний доходит до золотого отражающего слоя и, возвратившись назад, попадает на светоделительную призму, а затем - на светочувствительный датчик. Больший, чем у алюминия, коэффициент отражения света золотом компенсирует потери энергии считывающего луча в органическом слое.

Хотя способы записи информации на обычные и дозаписываемые CD различны, результат одинаков - последовательность отражающих и не отражающих свет участков, которую может прочесть любой привод CD-ROM. Надо отметить, что CD-R имеет некоторые преимущества перед сходными с ними WORM-дисками, имеющими большую емкость (двусторонние - до 1,2 Гбайт), но из-за очень высокой стоимости не получившими широкого распространения [4].

НОВЫЙ СТАНДАРТ: ТЕХНОЛОГИЯ DVD

Последний тип оптических дисков, о которых мы расскажем в данной статье, - DVD. Сегодня это самый новый и перспективный стандарт. Точно так же, как CD медленно вытесняли виниловые долгоиграющие пластинки, DVD в будущем постепенно заменят CD - ROM [6].

Первоначально аббревиатуру DVD расшифровывали как Digital Video Disk (цифровой видеодиск), затем - Digital Versatile Disk (цифровой универсальный диск), а сегодня - вообще не расшифровывают. Эта технология находится в стадии разработки очень давно, но наконец подошла к рубежу, за которым последует широкое внедрение. В частности, на крупнейшей российской компьютерной выставке Comtek'98 демонстрировалось несколько видеодисков, изготовленных по технологии DVD [7].

Компакт-диски: технологии и стандарты

Внешне DVD напоминает обычный CD, однако информации на нем может быть записано в семь раз больше (4,7 Гбайт). Это значение характерно для однослойного одностороннего диска (SLSS). Информационная емкость двуслойного одностороннего (DLSS) составляет 8,5 Гбайт, однослойного двустороннего (SLDS) - 9,4 Гбайт, а двуслойного двустороннего (DLDS) - около 17 Гбайт, т. е. в 26 раз больше, чем современного CD - ROM.

Диск DLDS (рис. 4) состоит из двух склеенных подложек 1 толщиной по 0,6 мм каждая с нанесенными на них информационными и защитными слоями толщиной по несколько микрометров. Для считывания данных с каждого из информационных слоев луч лазера 4 фокусируют на одном из них: полупрозрачном приповерхностном 2 или отражающем глубинном 3. Лазерный диод считывающего устройства работает не в характерном для CD инфракрасном диапазоне (длина волны 780 нм), а излучает красный свет с длиной волны 650 и 635 нм, что позволило уменьшить размер пита (области, занятой на рабочей поверхности диска единицей информации) почти в два раза и соответственно сократить расстояние между дорожками записи. Повышенные требования к точности фокусировки заставили применить линзу увеличенной апертуры. Высокая плотность записи потребовала устойчивого к сбоям кодирования данных (EFM Plus 8/16) и использования надежной системы исправления ошибок считывания (кодов Рида - Соломона) [8].

Имеется пять подстандартов DVD (книг): А - DVD - ROM, В - DVD - Video, С - DVD - Audio, D - DVD - WO, Е - DVD - RAM. Нетрудно догадаться о содержании каждой из книг. DVD - ROM заменят цифровые компьютерные CD, которыми мы пользуемся сегодня. DVD - Video с записью движущихся изображений в полноэкранном формате неизбежно придут на смену бытовым видеокассетам с магнитной лентой. DVD - Audio - замена нынешних звуковых CD. DVD - WO (Write Once - однократная запись) подобны дозаписываемым CD - R. Большие надежды возлагаются на самые технологически сложные DVD - RAM. Они в далеком (или не очень) будущем заменят CD - RW (Rewritable - перезаписываемый) или CD - E (Erasable - стираемый), опытные образцы которых только начинают появляться на рынке.

Каждому из перечисленных подстандартов предсказывают самые радужные перспективы. Но по-настоящему оценить их достоинства можно будет, лишь увидев в действии. Пока что потребителей должны впечатлять заявленные объемы размещаемой на DVD информации.

Литература
  1. Нортон П. и др. Персональный компьютер изнутри. - М.: Бином, 1995.
  2. Борзенко А., Федоров А. Мультимедиа для всех. - М.: Компьютер пресс, 1995.
  3. Сворень Р. Электроника шаг за шагом. - М.: Детская литература, 1991.
  4. Мультимедиа. Под редакцией А. Петренко. - М.: Бином, 1994.
  5. Карни Д. Накопители сегодня и завтра. - PC magazine, RE, 1997, № 4, с. 148 - 156.
  6. Вассерман А. Во имя пользователя. - Компьютерра, 1996, № 33, с. 21 - 23.
  7. Пур А. Накопители XXI века. - PC magazine, RE, 1997, № 4, с. 138 - 146.
  8. Павид А. Прощайте, винилы, кассетники и видаки. - Компьютерра, 1996, № 37, с. 34 - 39.
Авторы: А.Денисенко, А.Балабанов, г.Нижний Новгород

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

Рекомендуем скачать в нашей Бесплатной технической библиотеке:

раздел сайта Бытовая электроника

журналы М-Хобби (Приложения к журналу)

книга Переключения в электроустановках 0,4-10 кВ распределительных сетей. Филатов А.А., 1991

книга Любительский куметр. Акментыньш А.Я., 1970

статья Куда идут деньги от налогов?

статья Сабвуфер из подручных материалов

справочник Сервисные режимы телевизоров зарубежных телевизоров. Книга №2

Оставьте свой комментарий к этой статье:

Имя:


E-mail (не обязательно):


Комментарий:

[lol][;)][roll][oops][cry][up][down][!][?]




Бесплатная техническая библиотека Бесплатная техническая документация для любителей и профессионалов