«ТЕХНОЛОГИИ ОПТИЧЕСКИХ ДИСКОВ»
САВИНА ВАЛЕРИЯ г. ВОЛЖСКИЙ
10 кл. Кадетская школа
План :
1. Введение …………………………………………...…..….2
2. Лазерные накопители CD-ROM, CD-R и CD-RW…….3
2.1 Лазерные накопители CD-ROM…………………...…....3
2.2 Диски CD-R …………………………………….…….….....7
2.3 CD-RW накопители на перезаписываемых дисках....11
3. Накопители DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW и др. ……..13
4. Форматы DVD……………………………………………..16
4.1 DVD-R…………………………...………………………….16
4.2 DVD-RW……………………………………………………19
4.3 DVD-RAM…………………………………………………..22
4.4 DVD+RW……………………………………………………23
4.5 DVD+R……………………………………...………………24
5. HD DVD или Blu-Ray – война форматов……………...25
6. Перспективные разработки……………………………..27
6.1 AHD, HVD, AO-DVD, DMD………………..………….….27
6.2 Флуоресцентный многослойный диск FMD-ROM…...29
7. Вопросы….………………………………………………...35
8. Литература………………………………………………...38
1. Введение
В конце 70-х годов прошедшего века две компании, Philips и Sony, серьезно занялись вопросом цифрового звуковоспроизведения. Они приступили к разработке нового типа носителей, базирующихся на оптической тех-нологии записи и считывания данных, который был приз-ван прийти на смену виниловым грампластинкам. В ре- зультате в 1982 г. появились привычные нам сегодня музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA), спустя два года вышли и компьютерные CD-ROM. Их характеристики были определены исходя из поставленной первоначально задачи — записи музыки. С этим связан выбор концентрической дорожки (собственно, как и на грампластинках), более пригодной для последователь-ного, а не для произвольного доступа к данным, характер-ного для компьютерных систем. Емкость дисков, первона-чально составлявшая 650 Мбайт, была выбрана с точки зрения возможности записи 74 мин. музыки.
Похоже, неожиданно для самих создателей новинка пришлась ко двору в ПК. Именно благодаря приводам CD-ROM возникло понятие «мультимедиа», в компьютерах платформы PC появились аудиофункции, пришли большие деньги в игровую индустрию. Технология развивалась, вслед за «штампованными» заводскими CD-ROM были созданы диски с однократной (CD-R) и многократной (CD-RW) записью.
Дальнейшая эволюция технологий записи информации на оптические носители информации привели к созданию DVD приводов и дисков с возможностью записи еще боль-шего количества информации (до 17 Гбайт на двуслойный двусторнний диск). Предпосылкой для разработки такого типа оптических носителей, сначала называвшихся Digital Video Disc и потом переименованных в Digital Versatile Disc, что подчеркивает их универсальность, послужило желание вслед за музыкой «переложить на цифру» и фильмы.
Следующим этапом развития технологий оптических дисков вероятно станет применение новых стандартов последнего поколения DVD с еще более высокой плот-ностью записи : HD DVD или Blu-Ray. Исход борьбы
между сторонниками котрых пока неизвестен.
В настоящее время наиболее интересной разработкой
является новейший тип носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск с уже сегодня достигнутой вместимостью 140 Гбайт, что не является теоретическим пределом. К сожалению из-за высокой стоимости оборудования, реализующего технологии FMD, говорить об их практическом применении еше преждевре-
менно.
2. Лазерные накопители CD-ROM, CD-R и CD-RW
2.1 Лазерные накопители CD-ROM
На диске CD-ROM промышленным способом записы-вается информация, и произвести ее повторную запись невозможно. Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD-ROM емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записы-ваются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором располагаются в виде концентрических окруж-ностей). С точки зрения физики лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записан-ных на CD, по форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали. Принцип считывания информации с оптичес-кого диска можно приближенно разбить на четыре этапа.
1. Луч слабого лазера испускается лазер-диодом привода CD-ROM. Проходя через систему линз, он фокусируется на областях спирали данных компакт-диска, двигаясь по траекториям, задаваемым сервоприводом. Сервопривод служит для перемещения направляющей линзы.
2. Луч производит считывание, отражаясь с различной интенсивностью от pit-слоя компакт-диска.
3. Отраженный луч возвращается, попадая в группу призм. Там происходит его преломление и отражение на фотодетектор.
4. Фотодетектор определяет интенсивность светового потока и переправляет эту информацию к микропроцессору дисковода, который завершает ее анализ, преобразуя в цифровую последовательность.
Основу компакт-диска диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм составляет слой оптически чистой поликарбонатной пластмассы — это нижняя сторона подложка (back layer). На нее нанесен тонкий слои алюминия, придающий диску необходимые отражающие свойства. От окисления и механических повреждении его защищает лакировка. Поверх лакового слоя печатается этикетка диска.
Главное характеристикой привода CD-ROM является скорость чтения данных, поднять которую можно только единственным способом - увеличением частоты вращения диска. Поскольку для CD-ROM изначально принята постоянная линейная скорость чтения (Constant Linear Velocity - CLV), то частота вращения диска является переменной величиной, обратно пропорциональной расстоянию от считывающей головки до центра. Для первого поколения устройств со скоростью чтения 150 Кб/с (односкоростные, или 1Х) она лежит в диапазоне от 200 об/мин для внешней части дорожки диска до 530 об/мин для внутренней. В следующих поколениях частоты вра-щения, а с ними скорость чтения, просто увеличивались в целое число раз (двухскоростные - 2 X, четырехскоростные - 4Х и т. д.).
Так продолжалось довольно длительное время, пока скорость высококлассных моделей не достигла 12Х (1800 Кб/с), а массовых - 8Х (1200 Кб/с). Для 12-скоростных моделей диапазон частот вращения составляет от 2400 до 6360 об/мин. Понятно, что 6360 об/мин - это очень боль-шая скорость для сменного носителя, которую технически трудно поддерживать. Еще труднее быстро раскрутить диск до этой скорости, если головка для считывания очередной порции информации перескакивает, например, с внешней части диска на внутреннюю. Время раскрутки накладывается на время перемещения и для быстрого доступа должно быть минимальным. Трудности многократно возрастают при попытке еще больше повысить частоту вращения, поэтому 12-кратная скорость является предельной для режима CLV.
Дальнейшее увеличение скорости чтения возможно только при отказе от режима CLV, поэтому в последующих моде-лях приводов CD-ROM все ведущие производители вместо «чистого» CLV начали использовать в той или иной мере режим с постоянной угловой скоростью (Constant Angular Velocity - CAV), в котором частота вращения постоянна (и близка к максимально возможной), а скорость чтения пропорциональна радиусу, Режим CAV используется либо для всей поверхности диска, либо комбинируется с CLV. Комбинированный режим, когда для центральной части диска используется CAV, для периферийной CLV, называют CAV| CLV, Partial CAV или Р-CAV.
Новые модели приводов CD-ROM позиционируются по максимальному значению скорости чтения как 32-50-ти скоростные, что не дает, однако, адекватного представ-ления о реальном быстродействии.
Что касается расположения информации на диске, то следует учитывать, что, во-первых, заполнение диска начинается от центра, и, во-вторых, большинство дисков заполнены не полностью (в среднем только наполовину). То есть решающей для общего быстродействия является скорость чтения на внутренней части диска. Например, популярный тест CD-TACH при оценке скорости учитывает внутреннюю часть (0-215 Мб) диска с весовым коэффи-циентом 60%, среднюю (1215-430 Мб) -30% и внешнюю (430-615 Мб) - 10%.
Приводы CD-ROM высшего класса имеют скорость чтения для внутренней части диска 12Х, массовые модели - 8-10Х. Скорость чтения внешней части достигает в некото-рых моделях 50Х.
Переход от режима CLV к режимам Р-CAV и CAV не потребовал от производителей особых затрат, так как максимальная частота вращения не увеличилась, и механическая часть, включая двигатель, не подверглась существенным изменениям. Поэтому цены на новые устройства, несмотря на значительно улучшенные параметры, остались на прежнем, весьма невысоком уровне.
Причем покупать лучше устройства со скоростями начиная от 24х. Несмотря на незначительный прирост реального быстродействия, только они поддерживают стандарт MultiRead, дающий возможность чтения перезапи-сываемых дисков CD-RW.
Появившиеся на рынке в 1997 году 24-скоростные CD-ROM работали по полной CAV-технологии при частоте вращения диска 5000 об/мин., и скорость считывания данных у них лежала в пределах от 1,8 до 3,6 Мбайт/с. При 50-ти кратной скорости, как у самых новых накопи-телей, частота вращения достигает 12 тыс. об./ мин., что пока не используется даже в самых современных жестких дисках. Поток данных при этом составляет 7,2 Мб/с.
Однако шум, издаваемый приводом на таких скоростях не выдерживает никакой критики. Дошло до того, что некото-рые пользователи стали выбирать дисководы 24-32х. Пусть немного медленнее, зато тихо. Кроме того, появились специальные программы, позволяющие ограничивать скорость любого привода не более желаемой.
Дисководы CD-ROM могут иметь различные интерфейсы. Подавляющее большинство подключаются к обычному IDE выходу на материнской плате.
Несмотря на то что процесс установки привода CD-ROM с интерфейсом IDE весьма прост, стоит обратить внимание на следующие моменты. Как известно, любой адаптер Enhanced IDE имеет два 40-контактных разъема, к кото-рым подключаются по два устройства: Primary Master и Slave и Secondary Master и Slave. По понятным причинам Primary Master - это всегда загрузочный жесткий диск (С:). Таким образом, привод CD-ROM может быть либо Primary Slave, либо Secondary Master, либо Secondary Slave. Итак, перед подключением кабелей питания, интерфейса и аудио на задней стенке накопителя следует соответ-ствующим образом установить перемычки Master и SLave (но лучше всё же, подключить CD-ROM ко второму IDE, отдельным шлейфом).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
