Лазерни дискове и дискови устройства. Как работи CD-ROM устройство

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) - диск само за четене.

Размер: 120 mm, дебелина 1,2 mm (5”) 640-700 MB (включително 8 MB сервизна информация)

Структура на диска:

Поликарбонатна пластмаса (заден слой)

тънък слой алуминий

Защитен слой (лак/лак)

Етикет на диска (декоративен капак)

Информацията на диска се записва по една спирална писта (както на грамофонна плоча), началото на песента се брои от центъра на диска до ръба, т.е. пистите на диска са под формата на спирала. Лазерният лъч определя цифровата последователност от 0s и 1s, записани на компактдиска, чрез формата на микроскопичните вдлъбнатини (Pit-layer) върху неговата спирала.

Принципът на четене на информация от CD-ROM 4 етапа:

Лазерният лъч, попадащ върху острова (хълма), отразяващ светлината, се отклонява от фотодетектора, който го интерпретира като двоична 1. Лазерният лъч, попадащ в кухината, се разпръсква и абсорбира, фотодетекторът фиксира двоична 0.

1. лъч от слаб лазер на дисково устройство се движи през система от лещи и се фокусира върху спиралата на диска
2. лъчът "чете", отразявайки се от пит слоя на диска с различен интензитет
3. отразеният лъч попада в група от призми, пречупва се и се отразява върху фотодетектора
4. фотодетекторът определя интензитета на светлинния поток и го предава на микропроцесора на задвижването, който превежда всичко в цифрова последователност (0 или 1).

Как се записва на CD-ROM:

CD-ROM дисковете се произвеждат само в завода на специализирано индустриално оборудване на 2 етапа:

1. Създава се главен диск (матрица). Върху заготовката на диска (релефна поликарбонатна подложка, върху която е нанесен тънък слой светлоотразителен метал - алуминий) се оформя спираловидна пътечка, по която лазерният лъч "прогаря" в нея миниатюрни вдлъбнатини. (зони на ями).
2. Щамповане на тиража от главния диск. Матрицата се изпраща в производствения цех, където от нея се щамповат много копия. След това релефната основа се метализира, добавя се още един по-тънък слой лак за защита на металната повърхност, отгоре се нанасят рисунки (етикет).

Информацията от лазерен диск се чете с помощта на устройство (CD устройство) Дизайн на задвижване:

1. Електронна платка (Поставени са всички управляващи вериги на задвижването, интерфейс с компютърния контролер, интерфейс и изходни конектори за аудио сигнал)
2. Шпинделен двигател (електродвигател) - служи за въртене на диска в задвижването с постоянна или променлива линейна скорост
3. Оптичната система на четящата глава се състои от оптичната глава и нейната система за позициониране. Главата съдържа лазерен излъчвател с ниска мощност, система за фокусиране, фотодетектор и предусилвател.

Система за зареждане на диск - може да бъде в два варианта:

1. специален калъф за диск (caddy), поставен в приемния отвор на устройството (като флопи диск)
2. tray tray (tray-механизъм), който се изважда от устройството след натискане на бутона Eject. Върху него е инсталиран диск, дискът се натиска чрез повторно натискане на бутона за изваждане (не трябва да натискате механизма на тавата „ръчно“, в противен случай дисковото устройство може да се повреди.

Отпред на устройството са:

1. Бутон за изваждане за изваждане и зареждане на диск
2. жак за слушалки (с електронен или механичен контрол на звука)
3. индикатор за достъп до устройство
4. някои модели може да имат бутон Пусни/Напред за възпроизвеждане на аудио дискове (докато бутонът Изваждане се използва за спиране на възпроизвеждането). Качеството на възпроизвеждане на музикални дискове е по-ниско от стационарен плейър, защото. това е спомагателна функция на CD-ROM-а, а не основна - качеството е близко до плеъра.
5. малък отвор за аварийно изваждане на диска (например в случай на повреда на тавата на устройството, по време на аварийно изключване на захранването). Трябва да поставите щифт (изправен кламер) в отвора и леко да натиснете, докато заключването на тавата е премахнато и можете да го издърпате ръчно и да извадите диска.

На гърба:

Почти всички CD устройства имат на задния панел, в допълнение към обичайния аналогов изход (под формата на токови импулси), цифров изход за директна връзкакъм звуковата карта, което ви позволява да заобиколите звуковата част на устройството и да използвате подходящите вериги на звуковата карта (звукът е по-добър).

Характеристики на задвижването:

Основната характеристика е скорост на четене на данни, зависи от скоростта на въртене на диска, увеличаването на скоростта на въртене може да увеличи скоростта на четене на данни. В CD-ROM (2,4,8 скорост) с постоянна линейна скорост (CLV - Constant Linear Velocity), скоростта на въртене е променлива и е обратно пропорционална на разстоянието от четящата глава до центъра. Пример: 2-скоростно устройство 200 rpm (вътрешна писта) 530 rpm (външна писта) Започвайки с 12-скоростни CD устройства, честотният диапазон е 2400-6360 rpm, тази скорост е трудна за прилагане на сменяеми носители, така че се използва различен режим CAV (постоянна ъглова скорост)- режим с постоянна ъглова скорост, при който честотата на въртене е постоянна и близка до max, а скоростта на отчитане е пропорционална на радиуса. В този режим работят CD устройства с 16, 24, 32, 40, 50 скорости. Скоростта, поставена в маркировката на устройството, е максималната скорост на четене, а не средната - което означава, че това не е 24 скоростно устройство, а 14-16 скоростно устройство (според средната стойност). Съветът е да не се увличате по високоскоростните карания, т.к. колкото по-висока е скоростта на четене на данни, толкова по-ниско е качеството, надеждността на четенето, толкова повече грешки излизат (особено при пиратски копия). 40-50 скорости са достатъчни.

Интерфейс за свързване на CD устройство към дънната платка:

1. EIDE (второ с хард диск на същия кабел) или отделно в IDE
2. SCSI (инсталиран в слота за разширение на компютъра на дънната платка) Заедно с CD-ROM.

Производители: NEC, ASUSTEK, Toshiba, Sony, Pioneer, Panasonic Правила за работа на устройства и дискове:

• Те се страхуват от прах и мръсотия по повърхността на дисковете, това може да повреди системата от лещи и да доведе до неуспешно четене (прескачане на песен). Не се допускат следи от ръце (отпечатъци), драскотини, замърсявания.
• Не можете да хващате повърхността на диска с пръсти, а само страничните повърхности.
• Ако дискът е мръсен, има единствения начинза да го почистите: навлажнете диска с почистващ препарат (на основата на изопропилов алкохол), прокарайте микрофибърна кърпа от центъра към ръба, в никакъв случай около обиколката, покрай пистите.
• Има специални платформи (устройства) за почистване на дискове.
• Внимателно се отнася до използването на дискове със съмнително производство в устройството (случаи на разкъсване на диска в устройството по време на развиване и в резултат на това повреда на устройството)

CD-R - Записваем компакт диск

За да запишете информация на такъв диск, имате нужда от: специално записващо устройство, празен диск (празен или CD-R матрица), специален софтуер. Тези дискове се използват за създаване на архив с данни, аудио-видео дискове, пакет за разпространение на софтуер Капацитетът е същият като този на CD-ROM. Има 780-800 MB за звукозапис 74 минути при 176 KB

Структура на диска:

Прозрачен защитен слой

Багрило (записващ слой - цианин или фталоцианин)

Субстрат

Метално покритие (алуминий, сребро, злато и други сплави)

Защитен лак с етикет

Цианиновото багрило има синьо-зелен (цвят на „морска вълна“) или наситено син оттенък на работната повърхност, фталоцианинът в повечето случаи е почти безцветен, с бледо оттенък на светлозелен или златист цвят. Цианиновото багрило е по-толерантно към екстремни комбинации на мощност за четене/запис от фталоцианиново злато, така че базираните на цианин дискове често са по-лесни за четене на някои устройства. Фталоцианин - малко повече съвременно развитие. Дисковете, базирани на този активен слой, са по-малко чувствителни към слънчева светлина и ултравиолетово лъчение, което допринася за по-голяма издръжливост на записаната информация и малко по-надеждно съхранение при неблагоприятни условия.

Принципът на запис на CD-R:

Фокусиран мощен лазерен лъч(CD - рекордер) загрява малки участъци от слоя багрило. Багрилото предава топлина на съседния субстрат, под действието на топлината субстратът променя свойствата си и започва да разпръсква светлина (потъмнява и става непрозрачен). В области, които не се нагряват от лазера, субстратът остава прозрачен и пропуска лъча при четене на данни. Последният преминава към металния слой, отразява се от него и през подложката навлиза в светлочувствителния сензор. Методът за запис на информация е различен от CD-ROM, резултатът е същият - последователност от отразяващи и неотразяващи секции (Pit секциите са формирани като CD-ROM), които всеки CD-ROM чете. Такива CD-R са четат малко по-лошо от обикновените CD-ROM дискове ROM дискове, поради наличието на допълнителен слой, който намалява коефициента на отражение. От голямо значение е качеството на образуване на "ямки" върху диска, което зависи както от свойствата на органичното багрило, така и от самия CD рекордер. Структурата на задвижването е същата, структурата на диска и лазерната мощност са различни. Как да изберем CD-R дискКогато избирате диск за запис, най-добре е да се съсредоточите върху производителя на диска. Това е за производителя, а не за търговската марка на продавача (например дисковете Taiyo Yuden (TY) се продават под търговските марки както на самия Taiyo Yuden, така и на Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf и някои други). На нашия пазар най-често се срещат дисковете на следните производители (някои търговски марки са посочени в скоби):

• Taiyo Yuden Company Limited (Taiyo Yuden, Sony, Philips, Hewlett Packard, TDK, Basf)
• Mitsui Chemicals (Hewlett Packard, Mitsui, Philips, Sony)
• TDK Corporation (3M, TDK)
• SKC Company Limited (SKC)
• Multi Media Masters & Machinery SA (Mirex, BASF)
• Mitsubishi Chemicals Corporation (Traxdata, Verbatim)
• Ritek Co. (Dysan, FujiFilm, Memorex, MMore, Philips, BASF, TDK, Samsung, Targa, Traxdata)
• Fuji Photo Film Co, Ltd. (Fuji Film)
• Kodak Japan Limited (BASF & Kodak)
• Princo Corporation (BTC, Princo & KingTech)
• CMC Magnetics Corporation (BASF, MMORE, Imation, Memorex)

За запис на аудио компактдискове трябва да обърнете внимание на висококачествени цианинови CD-R. Когато избирате CD-R за запис на данни, така че информацията да се съхранява на тях за възможно най-дълго време, трябва да дадете предпочитание на висококачествени фталоцианинови дискове.

CD-RW - Compact Disk ReWritable - презаписваем диск.

Структура на диска:

Защитен прозрачен слой

Комбиниран слой

Метално покритие (алуминий и др.)

защитен слой

Как да записвам на CD-RW:Информацията се записва от специален комбиниран слой, който променя обратно нейните характеристики. Записващият слой променя състоянието си (от кристален - прозрачен до аморфно непрозрачен). Такъв процес се нарича фазов преход и се използва широко в магнитооптични устройства. Записването на CD-RW се основава на промени в отразяващата способност на повърхността. Тези дискове са по-"капризни" при четене. промяната в отразяващите свойства е много по-малка от тази на CD-R дисковете CD-RW дисковете показват по-ниска скорост на работа за разлика от CD-R дисковете, но се справят с всички задачи, които изпълняват CD-R дисковете и освен това можете да презаписвате дискове. Скорост 4-8-12-16-24x Записът на CD-R (RW) може да се извърши в 2 режима:

1. режим (единична сесия) DAO(Disk At Once - целият диск в една сесия) - целият диск се записва (нарязва) в 1 сесия без прекъсвания. След като запишете на такъв диск, няма да е възможно да добавите нови данни към него.
2. режим (мултисесия) TAO(Track At Once - една песен на сесия) - данните се попълват в няколко сесии, информацията под формата на отделни томове или пакети (пакетен режим).

Има CD рекордери - това е устройство, което може да записва на компактдискове и да ги чете. Всички съвременни рекордери работят с CD-R и CD-RW. Скоростта на въртене се обозначава с три числа: Например 50x/24x/16x/ 50x - скорост на четене на CD 24x - скорост на запис на CD-R 16x - скорост на запис на CD-RW

DVD дискове Цифров видео диск (Цифров видео диск)

DVD устройството има лазер с по-къса дължина на вълната от CD, така че пистите на диска са разположени по-близо една до друга и количеството информация, съхранена на дадена дължина на пистата, също се увеличава. В резултат на това до 4,7 GB данни могат да бъдат записани на едната страна на DVD. Предлагат се двуслойни дискове с възможност за запис на 8,5 GB данни от едната страна, както и двустранни "флип" (Flippy) дискове с възможност за запис от двете страни с капацитет 17 GB.

Съществуват следните типове DVD структура:

1. Една страна/Един слой– най-простият тип дискове с капацитет 4,7 GB

2. Едностранно/двоен слой. Дисковете имат два слоя данни, единият от които е полупрозрачен. И двата слоя четат от една и съща страна и 8,5 GB данни могат да бъдат съхранени на такъв диск, тоест 3,5 GB повече, отколкото на еднослоен / едностранен диск

3. Двустранно/еднослойно. На такъв диск се поставят 9,4 GB данни. Не е трудно да се забележи, че на такъв диск два пъти повече капацитет. Данните са разположени от двете страни, ще трябва да обърнете диска или да използвате устройство, което може да чете информация от двете страни на диска самостоятелно

4. Двойна страна/Двоен/Слой. Най-трудният вариант. Предоставя възможност за поставяне на 17 GB данни на диска. Ясно е, че такъв диск е по същество два едностранни / двуслойни диска, сгънати заедно.

Запис на DVD-R (цифров многофункционален диск за запис) DVD-R е формат за еднократен запис, разработен от Pioneer. Технологията на запис е подобна на използваната в CD-R и се основава на необратима промяна под въздействието на лазер на спектралните характеристики на информационния слой, покрит със специално органично съединение. Едностранно DVD дискове-R подходящ за 4,7 или 3,95 GB на страна. Двустранните дискове се предлагат само с общ капацитет от 9,4 GB (4,7 GB на страна).

Разработени са две спецификации за защита срещу незаконно копиране: DVD-R(A) и DVD-R(G). Тези две версии на една и съща спецификация използват различни дължини на лазерните вълни за запис на информация. DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW.

Всички известни презаписваеми спецификации DVD дисковеизползвайте технология за многократен запис, базирана на физическия принцип на промяна на фазовото състояние (кристално / аморфно) на информационния слой под въздействието на лазер с дължина на вълната 650 (635) nm (запис с промяна на фазата). Четенето на информация се извършва чрез определяне оптични характеристикиинформационен слой в различните му фазови състояния при отразяване на лазерни лъчи (същите като по време на запис).

DVD-RAM (цифрова универсална дискова памет с произволен достъп)- презаписваем формат, разработен от Panasonic, Hitachi, Toshiba. Форматът е одобрен от DVD Forum през юли 1997 г. Днес това е най-разпространеният DVD формат в компютърната индустрия. Дисковете от сегашното - второ поколение носят 4,7 GB отстрани или 9,4 GB за двустранната модификация. Основната характеристика на DVD-RAM са специалните маркировки, нанесени върху матрицата на диска по време на неговото производство. Тези знаци маркират началото на секторите. Особеността на DVD-RAM е, че може да се форматира редовно файлова система FAT32. За запис DVD-RAM дискът трябва да бъде в касета, а касетите често са здраво запоени. Ако извадите DVD-RAM диска от касетата, ще можете да го използвате в нормално DVD-ROM устройство.

DVD-RW (цифров универсален диск за презапис)- има и други имена за този формат: DVD-R / W и по-рядко DVD-ER. DVD-RW е презаписваем формат, разработен от Pioneer. DVD-RW дисковете съдържат 4,7 GB на страна, предлагат се в едностранни и двустранни версии и могат да се използват за съхраняване на видео, аудио и други данни.

DVD+RW.Този стандарт, без благословията на DVD форума, е конкурентен презаписваем формат, предлаган от Philips, Sony, Hewlett-Packard и други, базиран на CD-RW технология. DVD+RW устройствата ще четат DVD-ROM и CD, но няма да са съвместими с DVD-RAM. DVD+RW дисковете, способни да съхраняват 2,8 гигабайта (3G) данни, използват технология за промяна на фазата. DVD+RWустройствата поддържат многосесиен запис. Благодарение на по-прецизното позициониране на лазера по време на процеса на запис, устройството ви позволява да презапишете всяка част от съдържанието на диска директно в горната част, без да изтривате старото съдържание. Това също позволява уникална корекция на грешки при запис - зле записан сектор автоматично се презаписва отново.

DVD+R.Технологията за запис на DVD+R е изградена на същите принципи като DVD+RW. Единствената разлика е, че материалът, използван за отразяващия слой, е подобен на този, използван при обикновените CD-R. В сравнение с DVD+RW, недостатъкът на DVD+R е, че те нямат корекция на грешки, базирана на просто презаписване на лош сектор. От друга страна, DVD+R дисковете се четат по-добре на стационарни плейъри и обикновени DVD-ROM поради по-високата отразяваща способност на записания слой. Kodak Japan Limited.

Информацията се записва на CD-ROM диск по индустриален начин и е невъзможно да се презапише. Най-често срещаните са 5" CD-R дискове OM с капацитет 670 MB. По своите характеристики те са напълно идентични с конвенционалните музикални компактдискове. Данните на диска се записват под формата на спирала (за разлика от твърдия диск, данните на който са подредени под формата на концентрични кръгове). От гледна точка на физиката, лазерният лъч определя цифровата последователност от единици и нули, записани на CD, според формата на микроскопични ями (ямка, пит) на неговата спирала. Принципът на четене на информация от оптичен диск може грубо да се раздели на четири етапа.

1. Слаб лазерен лъч се излъчва от лазерен диод CD-R устройствоО.М. Докато преминава през системата от лещи, той се фокусира върху области от спиралата с данни на компактдиска, следвайки серво задвижвани пътища. Серво задвижването се използва за преместване на водещата леща.

2. Лъчът произвежда отчитане чрез отразяване с различен интензитет от пит слоя на CD.

3. Отразеният лъч се връща, попадайки в група от призми. Там се пречупва и отразява към фотодетектора.

4. Фотодетекторът определя интензитета на светлинния поток и препраща тази информация към микропроцесора на устройството, който завършва анализа й, като я преобразува в цифрова последователност.

Основата на CD с диаметър 12 см и дебелина 1,2 мм е слой от оптично прозрачна поликарбонатна пластмаса - това е долната страна на субстрата (заден слой). Върху него е нанесен тънък слой алуминий, който придава на диска необходимите отразяващи свойства. Лакирането го предпазва от окисляване и механични повреди. Върху слоя лак се отпечатва етикет на диска.

Основната характеристика на CD-ROM устройството е скоростта на четене на данни, която може да се повиши само по един начин - чрез увеличаване на скоростта на въртене на диска. Тъй като CD-ROM първоначално беше приет с постоянна линейна скорост на четене (Constant Linear Velocity - CLV), скоростта на диска е променлива стойност, обратно пропорционална на разстоянието от четящата глава до центъра. За първото поколение устройства със скорост на четене от 150 Kb / s (едноскоростна или 1X) тя варира от 200 rpm за външната част на пистата на диска до 530 rpm за вътрешната. В следващите поколения скоростите на въртене, а с тях и скоростта на четене, просто се увеличават с цяло число пъти (двускоростни - 2Х, четирискоростни - 4Х и т.н.).

Това продължи доста дълго време, докато скоростта на моделите от висок клас достигна 12X (1800 Kb/s), а масата - 8X (1200 Kb/s). За 12-степенните модели диапазонът на оборотите е от 2400 до 6360 об./мин. Ясно е, че 6360 оборота в минута са много висока скорост за сменяеми носители, която е технически трудна за поддържане. Още по-трудно е бързото завъртане на диска до тази скорост, ако главата скочи, например, от външната част на диска към вътрешната, за да прочете следващата порция информация. Времето за завъртане се наслагва върху времето за пътуване и трябва да бъде сведено до минимум за бърз достъп. Трудностите се увеличават многократно, когато се опитвате да увеличите скоростта още повече, така че 12x скорост е ограничението за режим CLV.

По-нататъшно увеличаване на скоростта на четене е възможно само ако режимът CLV бъде изоставен, следователно в следващите модели на CD-ROM устройства всички водещи производители, вместо „чистия“ CLV, започнаха да използват в една или друга степен Режим Constant Angular Velocity (CAV), при който скоростта на въртене е постоянна (и близка до максимално възможната), а скоростта на четене е пропорционална на радиуса.CAV режимът се използва или за цялата повърхност на диска, или комбиниран с CLV. Комбинираният режим, когато CAV се използва за централната част на диска, CLV за периферната част, се нарича CAV | CLV, частично CAV или P-CAV.

Новите модели CD-ROM устройства се позиционират според максималната скорост на четене като 32-50 скорости, което обаче не дава адекватна представа за реалната производителност.

Що се отнася до местоположението на информацията на диска, трябва да се има предвид, че, първо, пълненето на диска започва от центъра и, второ, повечето дискове не са напълно запълнени (средно само половината). Тоест скоростта на четене от вътрешната страна на диска е решаваща за цялостната производителност. Например, популярният тест CD-TACH, когато оценява скоростта, взема предвид вътрешната част (0-215 MB) на диска с коефициент на тегло 60%, средната част (1215-430 MB) -30% и външната част (430-615 MB) - 10%.

CD-ROM устройствата от висок клас имат скорост на четене на вътрешността на диска 12Х, масовите модели - 8-10Х. Скоростта на четене на външната част достига 50X при някои модели.

Преходът от режим CLV към режими P-CAV и CAV не изискваше специални разходи от производителите, тъй като максималната скорост не се увеличи, а механичната част, включително двигателят, не претърпя значителни промени. Следователно цените на новите устройства, въпреки значително подобрените параметри, останаха на същото, много ниско ниво.

И да купуват по-добро устройствосъс скорости, започващи от 24x. Въпреки лекото увеличение на реалната производителност, само те поддържат стандарта MultiRead, което прави възможно четенето на презаписваеми CD-RW дискове.

Представени на пазара през 1997 г., 24-скоростните CD-ROM дискове работеха с пълна CAV технология при 5000 RPM и имаха скорости на четене от 1,8 до 3,6 MB/s. При 50 пъти по-висока скорост от най-новите дискове, скоростта на въртене достига 12 хиляди оборота в минута, което все още не се използва дори при най-модерните твърди дискове. Потокът от данни в този случай е 7,2 Mb / s.

Въпреки това, шумът, издаван от задвижването при такива скорости, не издържа на критика. Стигна се дотам, че някои потребители започнаха да избират дискове 24-32x. Малко по-бавно, но тихо. Освен това се появиха специални програми, които ви позволяват да ограничите скоростта на всяко устройство до не повече от желаното.

CD-ROM устройствата могат да имат различни интерфейси. По-голямата част от тях са свързани към обичайния IDE изход на дънната платка.

Въпреки че процесът на инсталиране на IDE CD-ROM устройство е доста прост, заслужава да се обърне внимание на следните точки. Както знаете, всеки подобрен IDE адаптер има два 40-пинови конектора, към които са свързани две устройства: Primary Master и Slave и Secondary Master и Slave. По очевидни причини Primary Master винаги е твърдият диск за зареждане (C:). По този начин едно CD-ROM устройство може да бъде или Primary Slave, или Secondary Master, или Secondary Slave. Така че, преди да свържете захранващия, интерфейсния и аудио кабела на задната стена на устройството, трябва да настроите съответно джъмперите Master и SLave (но е по-добре да свържете CD-ROM към второто IDE, като използвате отделен кабел).

Как да изберете DVD устройство за вашия компютър

Трудно е да се оспори фактът, че DVD-носителите бавно, но сигурно изчезват в забрава. Те повтарят съдбата на своите предшественици - дискети и компактдискове. Никакви "революционни" решения като пускането на двуслойни или двустранни DVD дискове не могат да променят драстично ситуацията, а пазарът на цифрови медии на малки партиди попада в ръцете на производителите на флаш памет и Blu-ray дискове. Въпреки това DVD форматът все още е най-популярният формат при разпространението на филми, софтуер, игри и музика (заедно с компактдискове), така че DVD устройството все още се счита за неразделна част от персоналния компютър.

Нека започнем, както обикновено, с основите. „Научно“ е DVD устройство оптично дисково устройство, устройство, предназначено да чете и записва данни от цифрови носители, които по-специално включват CD-R, CD-RW, DVD-/+R и DVD-/+RW дискове. Много хора все още помнят дните, когато "записващото" DVD устройство беше по-скоро лукс, отколкото необходимост. Днес е почти невъзможно да се намери просто „четещ“ диск за продажба и няма особена нужда от това. Дори и да използвате тази функция (запис) рядко или изобщо никога, това практически няма ефект върху крайната цена, така че няма смисъл да купувате обикновено DVD устройство или дори CD-ROM записващо устройство. Освен ако не ги събереш.

Ако купувате компютър от нулата, тогава по подразбиране вътрешният (опакован в системна единица) DVD устройство е включено в пакета. Това важи както за стационарни компютри, така и за лаптопи с нетбуци, въпреки че последните са оборудвани със собствени, по-тънки и по-скъпи модели дискове. Необходимостта от отделна покупка на DVD устройство може да възникне само по две причини. Или вашето устройство се е повредило по някаква причина (може да има много причини - от фабрични дефекти до небрежност при работа с устройството), или този моделне сте доволни от някои параметри (шум, скорост, дизайн, съвместимост), но е възможно да разберете само в процеса на работа с устройството.

Скорост на шофиране и основни медийни формати

Въпросът е какво може да не е наред с този или онзи диск? Основният параметър, за който се твърди, че си струва да се обърне внимание, е скоростта на четене и писане. Всъщност можете да почувствате тази скорост само ако ще четете или пишете дискове в наистина индустриален мащаб. Също така си струва да решите какъв носител най-често ще „захранвате“ устройството, тъй като същите компактдискове се четат много по-бавно (повече от 9 пъти) от DVD дисковете. Логично е да се предположи, че ако по-голямата част от информацията на пазара днес се продава на DVD носители, тогава ще пъхате предимно дискове от този формат в устройството.

Скоростта на устройството е посочена в 1x, където 1 съответства на 150 Kb/s за CD-ROM и 1,385 Mb/s за DVD-ROM. Максималният размер на стандартен компактдиск, на който музикални албуми и малки компютърни игри (както и бази данни и софтуер), е 700 MB. По днешните стандарти размерът е смешен, но напълно достатъчен за запис на дузина некомпресирани музикални записи, текстови файлове, програми или диск с корпоративна информация(каталози, цени, инструкции и др.). Теоретично скоростта на четене на CD е ограничена до 56x, но на практика тази цифра не надвишава 40x, тъй като колкото по-бързо се върти дискът в устройството, толкова повече шум създава по време на работа.

Ако често и обичате да пишете дискове CD-R (еднократна употреба)И CD-RW (презаписваем), тогава способността ви да четете тези медии ще бъде ограничена до 40x и 48x, или дори 24x (за CD-RW). Що се отнася до записа, по подразбиране устройството ще работи на най-високата възможна скорост, която може ръчно да се промени на по-ниска скорост. 700 мегабайта обикновено се запълват в рамките на пет минути.

Сега нека се обърнем директно към DVD дисковете, които ще срещнете най-често, както в процеса на четене, така и в процеса на записване. Напомняме ви, че обменът на данни с DVD-носители може да се извършва само чрез DVD-устройство, обикновен CD-ROM няма да се справи с тази функция по дефиниция.

В момента има следните дискове DVD. Това е преди всичко най-често срещаното DVD-ROM, което е основата за филмови продукти, игри, софтуер и други данни, произвеждани и продавани с търговска цел. Запис на DVD-ROM у дома не е възможен, само четене. DVD-ROM дисковете са еднослойни и двуслойни, с капацитет съответно 4,7 и 8,5 GB.

Най-често срещаният дисков формат, който ще срещнете, са DVD-R и DVD+R дискове за еднократна употреба, които най-често се използват за съхраняване на "тежка" информация като видео и софтуер. Защо плюс и минус? Всичко е просто, минусовите дискове се появиха малко по-рано по предложение на известната компания Pioneer, докато "плюс" технологиите принадлежат на Sony и Phillips. Разликата е в наличието на специални маркировки, които улесняват позиционирането на задвижващата глава и използването на различен отразяващ материал. Първоначално тези разлики бяха критични за качеството на пренаписване (разбира се, за DVD-RW и DVD + RW дискове), но днес повечето модели устройства могат лесно да се справят с всяка версия.

Максималната скорост на четене и запис на DVD-R и DVD+R дискове, в зависимост от модела на устройството и качествата на диска, е от 8x до 24x, което при пълно зареждане с данни ще бъде приблизително от 4 до 8 минути. Предлагат се и двуслойни дискове за еднократна употреба с префикс DL (двуслоен) в името, с капацитет 8,5 GB. Скоростта на запис при тези "гиганти" обаче е не повече от 12 пъти.

По отношение на презаписваемите носители се разграничават DVD-RW, DVD+RW и DVD-RAM. Вероятно вече сте срещали първите два: 4,7 GB дискове с максимална скорост на запис 8x. Що се отнася до DVD-RAM, които могат да се записват едновременно с процеса на четене на данни, масовото им използване е ограничено поради непосилни разходи.

Какво друго трябва да знаете за скоростта на DVD устройството? Предвид факта, че този параметър на устройството зависи пряко от използвания в него носител, не е препоръчително да се стремите да закупите най-бързия диск. Заготовките, които поддържат висока скорост на запис и четене, са скъпи и не се продават навсякъде. Не забравяйте, че дисковете са изключително крехки носители, подложени на драскотини, стърготини и други физически повърхностни деформации. При висока скорост на въртене такава намеса може да доведе до разрушаване на диска, който просто се разпада на фрагменти и може да причини непоправима повреда на устройството. Както се казва, тръгнеш по-тихо - ще продължиш.

Характеристики за свързване на дисково устройство и търговска опаковка

Вероятно всеки е виждал обичайното вътрешно устройство. Правоъгълник (148x42x198 mm) без излишни дизайнерски извивки с тегло под килограм. Има и скъсени версии (за компактни кутии) с дължина до 170 мм и олекотени до 750 грама. Най-елегантни са, разбира се, DVD устройствата за лаптопи - квадратни с размери (130х130 мм) с дебелина само 13 мм и тегло 120 грама. Въпреки това, тези устройства са много скъпи и капризни по отношение на инсталацията, която е по-добре да се остави на професионалистите.

Появата на DVD устройство за лаптоп

DVD устройство е вътрешно устройство, свързан чрез кабел към дънна платкакомпютър, поради което има два вида връзка - чрез паралелен IDE интерфейс или сериен SATA интерфейс. Сега IDE навсякъде се заменя с по-усъвършенстван SATA, така че когато купувате устройство отделно, трябва да проверите вътрешността на компютъра си или по-скоро с конекторите на дънната платка, за да не попаднете в бъркотия. По-новите модели платки най-вероятно вече работят със SATA, така че можете безопасно да закупите подходящия диск. Какво е предимството? Теоретично - в скоростта. Но на практика вероятно няма да забележите разликата.

Относно опаковката. Фактът, че употребяваните устройства не си струва да се купуват, е, надявам се, ясен и без тях допълнителни думи, защото всички компютърни компоненти имат свой ограничен ресурс. Магазинът ще ви предложи две опции: OEM и Retail. OEM - пълен комплект "за бедни", който включва найлонов плик плюс диск с инсталационен софтуер. Като част от Retail kit, освен самото устройство, ще намерите проводници (гъвкав кабел), болтове, празни дискове, а ако производителят е щедър, тогава и аудио кабел и дори сменяеми панели. Естествено, вторият вариант ще ви струва малко повече от "полиетилен".

Производители и цени

Не е тайна, че в нишата на DVD устройствата марката или търговската марка често се превръщат в определящ фактор при избора на едно или друго устройство. В системния блок има много всякакви елементи, вариращи от дънната платка, видеокартата и завършвайки със захранването и всъщност самия системен блок. Но всички тези компоненти, като правило, са безлични, защото не всеки ще се сети да влезе вътре, за да погледне производителя на звук или дънна платка. Много, не твърде напреднали, потребители са по-фокусирани върху конкретни параметри, а не върху имената на фирмите. С DVD устройствата е различно, те просто са „изправени“ към потребителя, гордо украсявайки системния блок с надпис като NEC, Sony или Plextor.

Винаги има много субективизъм при избора на конкретна марка, защото малко хора трябва да тестват дискове от различни производители. Обикновено се привързваме към душата на определен модел, след което не искаме и да чуваме за смяната му с нещо друго. Въпреки това на този пазар има много играчи, за които ще говорим в края на статията.

DVD-ROM от Plextor

Ако трябва да се занимавате с процеса на запис често и много, тогава всъщност има две възможности. Или постоянно сменяйте евтини устройства, или от време на време се сблъсквайте с необходимостта да купувате скъпи модели. И за двете ресурсът е параметър с крайна стойност. Ако сте по-доволни от втория вариант, тогава обърнете внимание на качеството на компанията Plextor, чиито устройства се отличават с висока надеждност и производителност. Цената на дисковете Plextor не е единствената, но най-важната причина, поради която само елитът може да си позволи да общува с тази марка (от 5000 рубли и повече).

Приблизително същата ситуация е и с продуктите на американски компании DellИ Hewlett Packard (HP). Добро, дори забележително качество, високи скорости, надеждност, но цената в района на 4000-5000 рубли няма да угоди на всички. Освен това техните продукти рядко се виждат на рафтовете на магазините, а същите Dell предпочитат да се специализират в ултратънки модели за лаптопи.

Актуаторите се произвеждат с етикет ASUSИ Sony Optiarc (от 2006 г. официалното сливане на две компании - Sony и NEC)- силни средни селяни. На цена от около 1000 рубли те демонстрират високо качествозаписи и дисковете, създадени с помощта на тези устройства, могат да се четат без проблеми от устройства на други производители, както и от много DVD плейъри. Не е шумен, стилен, практичен - най-доброто съотношение цена/качество.

Sony Optiarc DVD-RW устройство

Устройствата от Samsung, Toshiba и Pioneer се считат за най-капризни по отношение на качеството на дисковете. Устройствата на LG и Lite-On се справят с надраскана медия по-добре от други. Разбира се, тези заключения са направени по време на процеса на тестване. конкретни модели, което, както знаете, може да бъде както успешно, така и не особено успешно. С други думи, може да имате страхотен късмет и вашето Samsung DVD устройство да бъде всеядно и неуморимо, докато високо хваленото от „специалистите“ устройство ASUS ще се спъва на всяка крачка.

Във всеки случай, когато купувате DVD устройство, обърнете внимание на три неща: пакета (OEM или Retail), метода на свързване (IDE или SATA) и скоростните характеристики. Е, дизайнът, разбира се, защото черният NEC, стърчащ върху бялото тяло, ще бъде поразителен. Всяка марка има своите предимства и недостатъци, но на този пазар, ако не говорим за елитни модели с полупрофесионално качество, основният и определящ фактор все още е цената на устройството, която за по-голямата част от DVD устройствата варира от 600 до 1500 рубли.

Как работи CD-ROM устройството

Работата на CD-ROM устройството е подобна на тази на конвенционалните флопи устройства. Повърхността на оптичен диск (CD-ROM) се движи спрямо лазерната глава с постоянна линейна скорост, а ъгловата скорост варира в зависимост от радиалното положение на главата. Лазерният лъч се насочва към пистата, докато се фокусира с намотка. Лъчът прониква през защитния пластмасов слой и удря отразяващия алуминиев слой върху повърхността на диска. Когато удари издатината, лъчът се отразява върху детектора и преминава през призма, която го отклонява към фоточувствителен диод. Ако лъчът навлезе в дупката, той се разпръсква и само малка част от радиацията се отразява обратно и достига до светлочувствителния диод. На диода светлинните импулси се преобразуват в електрически: ярката радиация се преобразува в нули, слабата радиация се преобразува в единици. Така ямите се възприемат от задвижването като логически нули, а гладката повърхност като логически единици.

Производителност на CD-ROM устройство

Производителността на CD-ROM обикновено се определя от неговите скоростни характеристики по време на непрекъснат трансфер на данни за определен период от време и средното време за достъп до данни, измерено съответно в KB/s и ms. Има едно-, дву-, три-, четири-, пет-, шест- и осем-скоростни устройства, които осигуряват четене на данни със скорост съответно 150, 300, 450, 600, 750, 900, 1200 Kb / s . В момента дву- и четирискоростните задвижвания са често срещани. По принцип 4x скоростните устройства осигуряват по-добра производителност, но оценяването на нетното предимство на 4x скоростно устройство пред 2x скоростно устройство може да бъде трудно. На първо място зависи с каква операционна система и какъв тип приложение работите. При висок интензитет на повтарящ се достъп до CD-ROM и четене на малко количество данни (при работа с бази данни), скоростта на „пулса“ на четене на информация става от голямо значение. Например, според списание InfoWorld, 4x скоростни устройства (в сравнение с 2x скоростни устройства) средно удвояват производителността на операция за достъп до база данни. Кога просто копиеувеличаването на данните е от 10 до 30%. Най-голямо предимство обаче се получава при работа с пълнометражно видео.

За да се подобри производителността на дисковите устройства, те са снабдени с буферна памет (стандартни размери на кеша: 64, 128, 256, 512, 1024 KB). Буферът на устройството е памет за краткосрочно съхранение на данни след прочитането им от CD-ROM, но преди прехвърлянето им към платката на контролера и след това към процесора. Това буфериране позволява дисково устройствопрехвърляйте данни към процесора на малки порции, вместо да заемате времето му с бавен трансфер на постоянен поток от данни. Например, MPC Level 2 изисква двойноскоростно CD-ROM устройство, за да консумира не повече от 60% от ресурсите на процесора.

Важна характеристикадисково устройство е степента на запълване на буфера, което влияе върху качеството на възпроизвеждане анимирани изображенияи видео филми. Тази стойност се определя като съотношението на броя на блоковете данни, прехвърлени към буфера от устройството и съхранени в него до момента, в който бъдат изпратени към системната шина, към общия брой блокове, които буферът може да побере. Твърде много подпълване може да доведе до забавяне при издаване от буфера към шината; от друга страна, буфер с твърде малко запълване ще изисква повече внимание от страна на процесора. И двете ситуации водят до скокове и накъсване по време на възпроизвеждане.

Характеристики на дизайна CD-ROM устройства

Както знаете, повечето устройства са външни и вградени (вътрешни). CD устройствата не са изключение в този смисъл. Повечето CD-ROM устройства на пазара в момента са вградени. Външна паметструва значително повече. Това е лесно за обяснение, тъй като в този случай устройството има собствен корпус и захранване. Форм-факторът на модерно вградено CD-ROM устройство се определя от два параметъра: половин височина (Half-High, HH) и хоризонтален размер от 5,25 инча.

Всяко устройство има достъп до механизма за зареждане на CD на предния панел. Един от най-често срещаните е механизмът за зареждане на CD-ROM с помощта на caddy. Caddy е пластмасов прозрачен контейнер, в който се поставя диск, преди да се зареди директно в устройството. Друг начин е да зареждате с помощта на механизма на тавата. Механизмът на тавата е подобен на тава, която се издърпва от устройството след натискане на бутона "Изваждане". На него е инсталиран диск, след което „тавата“ се натиска ръчно в устройството. Има разновидности на тава-механизъм, като pop-up. В този случай зареждането на диска върху "тавата" става полуавтоматично, след леко докосване.

В допълнение, на предния панел на устройството са разположени:

индикатор за работа на устройството (заето);

жак за свързване на слушалки или стерео система (за слушане на аудио компактдискове);

контрол на силата на звука (за аудио CD).

Системата caddy разполага и с дупка, през която можете да извадите CD-то дори при спешност, например, ако бутонът "Изваждане" не работи.

Устройството и технологията на производство на CD-ROM

Всички CD-ROM имат един и същ физически производствен формат и 650 MB капацитет. Диск 120 мм в диаметър, 1,2 мм дебелина и централен отвор 15 мм в диаметър. Централната зона около отвора с ширина 6 mm се нарича зона на затягане. Той е непосредствено последван от заглавна област (водеща област), съдържаща съдържанието на диска (таблица на съдържанието). Следва зона с ширина 33 мм, предназначена за съхранение на данни и физически представляваща една писта. Крайната е крайната зона (lead out) с ширина 1 mm. Външният ръб на диска е широк 3 мм.

Областта за съхранение на данни може логично да съдържа от 1 до 99 песни, но разнородната информация не може да се смесва на една песен. Цифровата информация се съхранява на CD-ROM под формата на ями, редуващи се по спиралата, нанесени върху повърхността на поликарбонатна пластмаса. Ямата се възприема от лазерния лъч като логическа нула, а гладката повърхност като логическа единица.

CD-ROM е изработен чрез щамповане. От стъклена матрица се изработва пластмасова основа, след което върху пластмасата се нанася слой алуминий за отразяване на лазерния лъч, който се покрива със защитен слой лак. В CD-R, за да се увеличи коефициентът на отражение на лазерния лъч, върху пластмасата се нанася златен слой, който е покрит с багрило, след което върху багрилото се нанася защитен слой от лак.

Информацията се записва на CD-ROM в момента на неговото производство, т.е. щамповане. Информацията се записва на CD-R с помощта на CD рекордер. Лазерният лъч изгаря камбанообразен отвор върху „плочата“, което дава предимство пред конвенционалния CD-ROM, тъй като лазерният лъч се разпръсква повече в такъв отвор и по-малка част от радиацията навлиза в приемника. Въпреки това, след като информацията бъде записана на CD-R, той става обикновен CD.

Свързване на CD-ROM устройства. Цифрови интерфейси

В момента най-често срещаните са SCSI и IDE интерфейси. В допълнение към тези интерфейси има много други стандарти на определени производители, като: Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita - но тяхната роля е много малка. Интерфейсите SCSI и IDE имат подобрени версии. За SCSI това са SCSI-2 и Fast SCSI-2, за IDE - интерфейсът EIDE. Последният поддържа два паралелни канала и по отношение на характеристиките заема междинна позиция между SCSI и IDE. SCSI интерфейсът е по-бърз от гледна точка на потенциалната скорост на трансфер на данни към диска, но това всъщност не е предимство, тъй като дори четирискоростните CD-ROM устройства не могат да трансферират данни по-бързо от 700 KB/s. Въпреки това, като се има предвид, че общата концепция за компютрите постепенно се измества към многозадачна среда, когато се изисква достъп както до твърд диск, така и до CD-ROM устройство едновременно, използването на SCSI интерфейс може да бъде по-предпочитано в бъдеще .

Свързване на CD-ROM устройства

Днес има няколко начина за свързване на CD-ROM устройства. Първият метод се основава на факта, че един IDE интерфейсен канал може да поддържа две вградени устройства. CD-ROM устройството е свързано към I / O платката чрез IDE интерфейса заедно с харддискспоред принципа господар/подчинен. В този случай обаче скоростта на обмен на данни с твърдия диск се намалява. Един от начините за решаване на този проблем е да свържете CD-ROM устройства към различни канали на един и същ EIDE интерфейс или към два различни IDE контролера. Ако CD-ROM има SCSI интерфейс, след което съответно се свързва към SCSI контролера. Друг подход е да се използват 32-битови драйвери за CD-ROM устройства вместо използваните в момента 16-битови. Също така е възможно да свържете CD-ROM устройства чрез контролера на звуковата карта. Също така не забравяйте, че съвременните дънни платки могат да съдържат вградени SCSI и IDE контролери, което обикновено елиминира необходимостта от допълнителна I / O платка за свързване на CD-ROM устройства.

Свързване на аудио канали

Почти всяко CD-ROM устройство има вграден цифрово-аналогов преобразувател (DAC), както и стерео изходен жак. В допълнение, CD-ROM устройствата (външни и вътрешни) имат жак за слушалки (слушалки) на външния панел. Ако на компактдиска има аудио информация, DAC я преобразува в аналогова форма и изпраща сигнал към жака за слушалки, както и към аудио изходните жакове на устройството, от които сигналът отива към усилвателя и акустична системадиректно или чрез звукова карта. Предимството на активния изход е, че аудио сигналът от CD-ROM се обработва допълнително от звуковата карта.

Един от основните проблеми, срещани при работа с аудио сигнали, е физическата несъвместимост на аудио конекторите за вграденото CD-ROM устройство и звуковата карта. Обикновено и устройството, и звуковата карта имат четири-щифтови аудио конектори (два стерео канала и един заземен щифт за всеки). Разпределението на щифтовете е еднакво и при двата типа устройства, но проблемът е, че тези конектори могат да имат различни размери. Друг проблем е, че ако DAC е структурно разположен вътре в самото устройство, това може да повлияе негативно на качеството на възпроизвеждане на звука. Физическото разделяне на CD-ROM устройството и DAC, с който работи, избягва допълнителния шум.

Стандарти на CD

Всички CD стандарти са по-познати от цветовете на библиотеките, в които са описани. През 1980 г. е приета поредицата от стандарти Червена книга, отнасящи се до аудио компактдискове. Според този документ честотата на дискретизация при четене на аудио сигнали от CD ROMтрябва да бъде равна на 44,1 kHz. Разделителната способност на амплитудата е представена от 16-битова стойност. Тъй като стандартът дефинира стерео звук, всяка секунда трябва да се четат не една, а две 16-битови стойности.

Първият стандарт, наречен Жълта книга за дискове с разнородна информация, е приет през 1985 г. Това беше една от първите стъпки, направени от компютърната индустрия към мултимедийните технологии. Според този стандарт всички дискове бяха разделени на две категории: Mode1 и Mode2. Медиите, принадлежащи към първата категория, бяха записани с битове за корекция на грешки и битрейт полезна информациябеше в същото време 150 Kb / s. За дисковете от втората група тя беше по-висока от 170 KB/s поради липсата на корекционни битове.

Mode2 в оригиналната си форма никога не е бил внедрен. Аудио и видео информацията се съхраняваше в различни части на диска, в резултат на което лазерният лъч трябваше постоянно да „бяга“ от една област на диска в друга. Въпреки че стандартът определя процеса на коригиране на грешки, използван при четене на данни от CD-ROM, той не предоставя достатъчно спецификации по отношение на структурата на съхранения файл, която е по-ясно дефинирана през 1988 г. от стандарта ISO 9660.

Стандартът Зелена книга, приет през 1986 г., е посветен на CD-i (CD-interactive). Той въведе концепцията за заглавия, за да улесни работата с постоянно разпръснати видео и аудио информация. В стандарта на Зелената книга идеята за изграждане на Mode2 е официално преработена. Дисковете от групата Mode2 бяха разделени на две подгрупи: Form1 и Form2. Първият, както в случая с категорията Yellow Book Mode1, определя процеса на коригиране на грешки поради допълнителни битове и има скорост на предаване на информация от 150 Kb / s. Втората подгрупа позволява да има скорост на четене от 170 KB/s поради липсата на кодове за коригиране на грешки.

Стандартът XA (разширена архитектура) е разработен през 1990 г. съвместно от Philips, Sony и Microsoft и установява критерии за съвместимост между CD-ROM дискове, които отговарят на стандартите на Зелената книга и Жълтата книга. Той определя как се индексира мултимедийната информация: графики, текст, растерни изображения, звук. Диск, отговарящ на стандарта XA, може да се възпроизвежда в съвместим със Green Book CD-i четец или CD-ROM устройство, което отговаря на стандарта Yellow Book, поддържа XA операции и управлява специален софтуерен драйвер.

И накрая, през 1991 г. се появява стандартът Orange Book за презаписваеми компактдискове.

Динамични изображения и стандартът на Бялата книга

Експертната група за движещи се изображения (MPEG) разработи стандарта MPEG-1 за компресия на Full-Motion Video. Трябва да се отбележи, че този стандарт не определя формат за съхранение на данни. Данните в него могат да се възпроизвеждат на CD-i интерактивен дисков четец, който е оборудван с MPEG декодер. Друга възможност е да съхраните MPEG-компресираното видео в пълен формат на CD-ROM устройство с Yellow Book.

Стандартът на Бялата книга, приет през 1993 г., въведе някои интерактивни функции, които позволяват бързо търсенеинформация за отделни кадри в режим на директен достъп. Първите дискове с Бяла книга, наречени Video-CD, се появяват през 1994 г. Понастоящем някои дискове от този тип могат да се възпроизвеждат на IBM PC и Macintosh компютри чрез MPEG декомпресия чрез инсталиране на хардуерна MPEG конвертираща карта. Много CD-ROM устройства обаче не четат информация непрекъснато, което не позволява тези дискове да се възпроизвеждат дори след инсталиране на MPEG карта.

Всички компактдискове за модерни мултимедийни системи, включително CD-i и Video-CD, се записват в стандарта Mode2/Form2, т.е. без корекция. Полученото увеличение на скоростта от 20 Kbytes/s се използва за подобряване на качеството на видео изображението. В този клас приложения липсата на корекция на грешки не се отразява на качеството.

Фото-CD и мултисесии

Един вид CD-ROM с възможност за добавяне на информация са така наречените Photo-CD. Еднократното записване на информация на диск се нарича сесия. Многократното записване се нарича мултисесия. Трябва да се има предвид, че всяка сесия изисква собствено съдържание, какво от това голямо количествосесии, толкова по-малко информация има на диска. В момента вече има устройства, които обработват мултисесии и ви позволяват да възпроизвеждате Photo-CD дискове.

Kodak разработи Photo-CD устройства, които съхраняват снимки, направени на 35 мм филм за до 100 кадъра. Идеята е, че потребителят може да сканира изображения, направени с оборудване на Kodak, и след това да ги възпроизведе на всяко устройство. В действителност пет различни версии на един и същ слайд могат да бъдат съхранени на диск при различни разделителни способности на 24-битовата палитра.

Използвайки компресия (без загуба на разделителна способност), тези пет изображения могат да бъдат пакетирани в 6 MB файл. По този начин до 100 снимки могат да бъдат съхранени на 600 MB CD.

Бъдещето на CD-ROM и CD устройствата

В момента капацитетът на CD-ROM не е достатъчен за мултимедийни продукти от ново поколение. За да се увеличи капацитетът на CD-ROM, способен да съхранява повече MPEG-2 данни, са необходими по-високи скорости на четене. Новият CD-ROM формат, който се разработва в момента (HD-CD или High Density CD), е в състояние да осигури пет пъти по-голям размер от CD без специални технически трикове. В същото време се затягат изискванията за физическата маркировка на диска, т.е. разстоянието между съседните коловози и размерът на ямите се намаляват. Дължината на вълната на четящия лъч намалява от 780 nm на 635 nm, но остава възможността за използване на същите евтини лазери, работещи в червената област на спектъра. Структурата на данните става по-ефективна поради по-усъвършенствана логическа система за коригиране на грешки, която увеличава информационния капацитет на диска с 10 - 15%. Комбинацията от тези нововъведения ще доведе обема на записаната информация до 3,7 GB.

Технологията HD-CD също въвежда концепцията за променлива скорост на четене на информация от CD. Вместо да поставите кратко видео на диска, оставяйки много свободно място върху него, ще бъде възможно да записвате данни с по-ниска плътност. Това осигурява възможност за динамично регулиране на този процес. Плътността на записа, например, може да се променя за различни битови последователности в случай на различна сложност на кодиране на информация.

Според експерти процесът на производство на HD-CD няма да се различава много от производството на конвенционални компактдискове, с изключение на много по-сложни допуски. Най-голямата трудност вероятно ще бъде производството на CD масив с висока плътност.

В момента се работи върху CD-ROM с множество повърхности. Същността на тази технология е наличието на два слоя, съдържащи записани данни и разположени един над друг. Лазерният лъч може да се фокусира както върху долния, така и върху горния слой. Първата версия на такива системи, пусната от 3M, съдържа до 7,8 GB информация с двуслоен запис, въпреки че няма пречки за по-нататъшно увеличаване на броя на слоевете.

За разлика от NMD, оптичният диск има само една физическа писта под формата на непрекъсната спирала, която преминава от вътрешния диаметър към външния. Но една физическа писта може да бъде разделена на няколко логически писти. Ако за NMD е възможно да се записва на различни песни, тогава записът на оптични дискове се извършва последователно в спирала.

Извиква се областта на оптичен компактдиск, която съдържа данни Район Ипфортатиооп(информационна зона). Този участък започва с диаметър 44 mm, завършва 2 ... 3 mm преди ръба на диска и съдържа следните три зони (по реда на тяхното разположение от центъра на диска):

1) зона на входния каталог (Lead-іn Zone);
2) зоната за данни (Data Zone), която съдържа данните, записани на диска;
3) зона на изходната директория (изходна зона) с маркировка за край на диска.

В края на външната писта и в началото на вътрешната писта се поставя средна зона (MiddleZone),който не съдържа данни. Тази зона се използва, за да позволи на лазерния лъч да промени фокуса, за да прочете данни от вътрешната писта.

Входната област на директория в CD дискове съдържа съдържанието на TOC (Таблица на съдържанието), адреси на запис, брой заглавия, общо време на запис, обем и заглавие на диска. Областта с данни на CD има следната структура на данните. Основната единица данни за CD е рамка (frate),който съдържа 24 кодирани байта, един контролен байт и осем байта за коригиране на грешки. Рамката се предхожда от 24 бита, всеки от които има фиксирана стойност (модел) и три бита за сливане. Когато лазерът бъде доведен до рамката, началото на рамката се определя от шаблона; 98 кадъра образуват сектор, най-малката адресна единица от данни на CD. Секторът съдържа 3234 кодирани байта (2352 байта данни и 882 байта за коригиране на грешки и контрол). От 2352 байта потребителската информация може да заема 2048 (в режим "1") или 2336 байта (в режим "2"). Такава организация на запис на данни на компактдискове и използването на алгоритми за коригиране на грешки позволява да се осигури висококачествено четене на информация с вероятност за грешка 10-10 на бит.

Обобщена структура на оптично дисково устройство

Опростена GCD структура е показана на фиг. 3.
За GCD се използват няколко метода на запис: аблативен - чрез изгаряне на дупки в непрозрачна медия; чрез локална промяна в коефициента на отражение на средата; прехвърляне на хранителната среда от кристалната фаза в аморфната и обратно; трансформация на магнитното състояние на структурата; промяна на цвета на местната област. Първите два метода се използват за "неизтриваем" запис, а останалите - за многократно презаписване на информация върху GCD.

При запис лъч от полупроводников лазерен диод, управляван от записаните данни през колиматор, огледало и обектив, прорязва дупка в информационния слой на диска. Наличието на дупка съответства на запис "1". При четене ненасоченият лазерен лъч (получен от разделителя на лъча) навлиза в работната повърхност през друг разделител на лъча, огледало и леща.
В режим на четене огледалото се движи. Светлината от лазера преминава през поляризационно-разделителна призма, попада на поляризационен филтър (в този случай светлината е поляризирана в определена равнина) и след това се фокусира върху повърхността на оптичния диск. Ако лазерният лъч удари плоската повърхност (кацне) на CD-ROM или DVD-ROM диск, светлината се отразява почти изцяло. Ако светлината навлиза през вдлъбнатината (точки), тогава по-голямата част от светлината се разсейва. Отразената светлина през светлоразделителя навлиза във фотодиода, сигналът от който се обработва електронни схемипоказания. Прецизното центриране на лъча върху пистата се осигурява от сервото на пистата, фокусирането от фокусиращото серво и постоянен брой обороти от сервото за въртене на диска (виж фиг. 3).

Оптичните дискови устройства се разделят на дискови устройства с възможност както за четене, така и за запис на дискове. (записващи устройства)и устройства само за четене , и по видове дискове - на CD устройстваИ DVD устройства.

Фигура 4

Оптичното устройство се състои от основни функционални единици:

- устройство за зареждане;
- дисково устройство;
- оптичен блок;
- верижно задвижване;

- блок за кодиране-декодиране на данни;
- автоматични системи за управление;
- аудио блок;
- конектори.

устройство за зарежданеИма два вида дискове: контейнер (caddy)И тава (тава).При първия тип устройство за зареждане на контейнер дискът се поставя в пластмасов контейнер и се поставя в устройството (този контейнер изпълнява същите функции като контейнера дискета 3,5 инча). При втория тип устройство дискът се поставя върху тава (фиг.3), която се издърпва след натискане на бутона Ejest. След повторно натискане на бутона или леко натискане на таблата, тя се поставя в устройството (изскачащ механизъм).

На предния панел на устройството освен това има: индикатор за работата на устройството (заето, електрическа крушка), жак за свързване на слушалки или стерео система (за слушане на аудио дискове), сила на звука контрол (също за аудио компактдискове).
Има и дупка, с която можете да извадите CD-то дори при спешност, например, дори ако бутонът Eject не работи. В този отвор трябва да се постави тънка пръчка от 2-3 см, след което тавата ще се изплъзне.

Оптичен блоксъдържа оптична системазадвижване, показано на фиг. 4. 780nm (инфрачервен) лазер се използва за четене на данни от компактдискове, а 650nm (червен) лазер се използва за четене на DVD дискове. Следователно DVD устройствата, които четат от CD и DVD, обикновено съдържат два лазера с отделни оптични системи или обща оптична система (с възможност за превключване към единия или втория лазер).

Фигура 5. Оптично устройство: 1 - поднос; 2 - релсово задвижване; 3 - интерфейс към управляващата шина; 4 - оптична система; 5 - задвижване; 6 - диск

За записване на данни на диска се използва отделен записващ лазер, който работи в импулсен режим с променлива мощност (за "изгаряне" на диска, промяна на фазовото състояние от кристално в аморфно и връщане в кристално състояние). Обикновено лазерите за запис и четене имат обща оптична система. Повърхността на оптичния диск се движи спрямо лазерната глава с постоянна линейна скорост, а ъгловата скорост варира в зависимост от радиалното положение на главата. Така отчитането на вътрешните следи се извършва с увеличен, а външните - с намален брой обороти. Сервомоторът, по команда от вътрешния микропроцесор на задвижването, движи отразяващото огледало. Това позволява прецизно позициониране на лазерния лъч върху пистата. Лъчът прониква през защитния слой от пластмаса и удря отразяващ слой от алуминий, сребро или злато върху повърхността на диска. Когато удари перваза, той се отразява върху детектора и преминава през призмата, която го отклонява към фоточувствителния диод. Ако лъчът навлезе в дупката (ямката), той се разпръсква и само малка част от радиацията се отразява обратно и достига до светлочувствителния диод. На диода светлинните импулси се преобразуват в електрическо-ярко излъчване се преобразува в “1”, слабо - в “0”. Така ямите се възприемат от задвижването като логически нули, а гладката повърхност като логически единици. Имайте предвид, че ямите, образувани от лазерния лъч, са много малки по размер. Приблизително 30-40 вдлъбнатини съответстват на дебелината на човешки косъм, която е приблизително 50 микрона.

пистово задвижванепо команди, които идват от вградения микропроцесор, премества оптичната система на желаната писта на диска за запис или четене. По време на запис лазерът извършва желаната операция („изгаряне“ или промяна на фазата) по команди на блока за кодиране-декодиране, а по време на четене отразеният от диска лъч попада на фотодетектор, сигналите от който влизат в кодиращо-декодиращо устройство модул и системата за автоматично проследяване.

Блоково кодиране-декодиранее манипулатор за сигнали, записани или прочетени от диск. Състои се от енкодер, декодер, памет с произволен достъп и управляващ контролер. Кодиращото устройство подготвя данни за запис на диск чрез извършване на преобразуване на символи съгласно EFM (за CD) или RLL (2.10) (за DVD) кодиране и добавя часовникови сигнали и служебна информация към данните. Декодерът извлича данни от цифровия поток, възстановявайки оригиналната им форма. Паметта с произволен достъп действа като буферна памет и контролерът управлява режимите за коригиране на грешки за данни, записани във всички формати, поддържани от устройството.

По време на запис или четене на данни от диск може да има нередности в позиционирането на лазерния лъч поради радиалните удари на диска. За да се избегне загуба на данни, оптичните устройства използват система за автоматично проследяванеизползвайки управляващи сигнали. Има няколко начина за изолиране на тези сигнали. Най-често срещаният обаче е методът, при който лазерният лъч след първата леща (виж фиг. 1.) навлиза в дифракционните решетки, където се разделя на три лъча, единият от които се използва за четене на данните, а другият две се използват от системата за проследяване на пистата. Импулсните сигнали от фотодетектора се подават към усилвателя на автоматичната система за управление, където се отделят сигналите за грешка при проследяване и се коригира сигналът за четене.

Аудио блокоптично устройство, наследено от CD плейъри. Той преобразува аудио данни от цифрови в аналогови. След усилване тези данни се предават или към външно устройство, или към слушалки.

Освен конектора за компютърен интерфейс и конектора за захранване оптичните устройства също имат конекториза свързване към звукова карта или аудио блок на дънната платка.

На предния панел на устройството освен това има: индикаторработа на устройството (заето, крушка), гнездоза свързване на слушалки или стерео система (за слушане на аудио компактдискове), контрол на звуказвук (също за аудио компактдискове).
Също така е предвидено дупка,с който можете да извадите компактдиска дори при спешност, например, дори ако бутонът за изваждане не работи. Необходимо е да поставите тънка клечка около 2-3 см в тази дупка, след което тавата ще се изплъзне.

Характеристики на оптичните дискове и устройства

оптичен дискхарактеризиращ се със своята Тип(CD или DVD) и капацитет. Капацитетът на диска се определя от неговия тип и размер (диаметър). Оптичните дискове се предлагат с диаметър 120 mm (4,7 инча) и 80 mm (3,1 инча).
120 mm CD имат капацитет от 650 MB или 700 MB (в зависимост от режима на запис), докато 80 mm CD - капацитет 185 MB. понякога се използва за запис на данни. оптични визитки (ortiсalbusiness сards) - CD-R дисковете са правоъгълни с размери 80 x 61 mm и капацитет 50 MB.

Оптични устройстваимат следните основни характеристики:

Съвместимост;
- скорост на трансфер на данни;
- средно време за достъп;
- капацитет на кеш паметта;
- процент грешки;
- надеждност;
- вид на устройството;
- тип интерфейс;
- списък на поддържаните формати;
- параметри на аудио пътя.

Всички оптични дискови устройства имат 5,25-инчов форм фактор и са съвместими по размери на диска, тоест могат да четат както 120 mm, така и 80 mm дискове, както и оптични визитки (последните два вида дискове се четат в устройството специален отвор на тавата).

Съвместимост различни видоведискови устройстваозначава възможност за четене и запис на други видове дискове.
Скорост на трансфер -това е максималната скорост, с която се обменят данни между устройството и компютъра. Това е най-важната характеристика на оптичното устройство, която почти винаги се дава заедно с името на модела и не се определя от броя мегабайти в секунда, както при другите външни устройства с памет, а от коефициент на нарастване спрямо базова скорост. Първите CO устройства имаха скорост на трансфер на данни от 150 kb/s, както и CD плейърите. Тази основна скорост очевидно е недостатъчна за четене на видео данни например. Следователно скоростта на въртене на дисковите устройства и съответно скоростта на предаване на данни започнаха да се увеличават (първоначално два пъти). Такива устройства (със скорост на предаване на данни от 300 kb / s) станаха известни като 2x устройства. В бъдеще скоростта на дисковите устройства се увеличи още повече. Дисковете вече имат максимална скоростпрехвърля 54x (16,2 MB/s) и по-висока (до 76x).

За DVD устройствапоради по-високата плътност на данните и максимална скоростСтойност 1x съответства на скорост на трансфер на данни от 1,32 MB/s, което означава, че 1x DVD устройство е приблизително същото като 9x CD устройство. Максималната стойност за DVD устройства вече е 16x или 21,13 MB/s.

Посочените цифри са валидни за четене на данни. За запис на данни максималните скорости на трансфер на данни са по-ниски и сега са 40x за CD-R записващи устройства, 24x за CD-RW и 2x до 8x за DVD. Обикновено за CD-RW устройства скоростите на запис и четене се определят поотделно, а за DVD записващи устройства, скорост на запис на DVD, скорост на запис на CD, скорост на четене на DVD и скорост на четене на CD.

За запис на оптични дискове (R или RW) те обикновено показват максималната допустима скорост на запис или диапазона от допустими скорости (например 24x или 1x-24x).

Средно време за достъп -това е времето (в милисекунди), необходимо на устройството да остане на носителя за съхранение на желаните данни. Очевидно работата по вътрешните части на диска изисква по-малко време за достъп, отколкото четенето на информация от външните части. Следователно средното време за достъп е дадено в паспорта на устройството като средна стойност за извършване на няколко четения на данни от различни (произволно избрани) секции на диска. Средното време за достъп за CD-ROM устройства е 100 ... 200 ms, а за нови DVD устройства - 40 ... 250 ms.

Капацитет на кеша -е капацитетът на паметта с произволен достъп на оптичното устройство, използвана за увеличаване на скоростта на достъп до данните, записани на носителя (буферна памет). Ако използвате специални софтуерни драйвери, тогава съдържанието на диска може да бъде записано предварително в кеша. Тогава достъпът до фрагмент от исканите данни е много по-бърз. Капацитетът на кеш паметта на съвременните устройства е от 64 до 2,048 MB.

Буферът на устройството е памет за краткосрочно съхранение на данни след прочитането им от CD-ROM, но преди прехвърлянето им към платката на контролера и след това към процесора. Това буфериране позволява на дисковото устройство да прехвърля данни към процесора на малки парчета, вместо да отнема времето си с бавен трансфер на постоянен поток от данни. Важна характеристика на задвижването е скорост на запълване на буфера, което влияе върху качеството на възпроизвеждане на анимирани изображения и филми. Тази стойност се определя като съотношението на броя на блоковете данни, прехвърлени към буфера от устройството и съхранени в него до момента, в който бъдат изпратени към системната шина, към общия брой блокове, които буферът може да побере. Твърде много подпълване може да доведе до забавяне при издаване от буфера към шината; от друга страна, буфер с твърде малко запълване ще изисква повече внимание от страна на процесора. И двете ситуации водят до скокове и накъсване по време на възпроизвеждане.

При CD-ROM записващите устройства буферната памет е много важна, тъй като гарантира, че информацията протича гладко върху CD-R или CD-RW. Това позволява по-надежден запис, тъй като записът на песен не трябва да спира, в противен случай целият диск може да се повреди.

Нивото на качество на четене се характеризира с процент грешки(процент на грешки). Този параметър показва способността на оптичното устройство да коригира грешки при запис/четене. Обикновено стойността на процента грешки е 10-10...10-12. Процентът на грешки е оценка на вероятността информационен бит да бъде повреден, докато се чете. Ако устройството чете данни от мръсна или надраскана област на диска, то регистрира група битове за грешка. Ако грешката не може да бъде изчистена чрез прекомерен код за коригиране на грешки (приложен по време на запис-четене), тогава устройството забавя скоростта на четене на данни и го повтаря много пъти. Ако механизмът за коригиране на грешки не успее да разреши грешката, тогава на монитора на компютъра се появява съобщението „Секторът не е намерен“ (Секторът не е намерен). Ако повредата бъде коригирана, устройството превключва на максимална скорост на четене на данни.

Надеждностоптични устройства, изразени като MTBF (средно време между отказите - MeanTimeBetweenFailure), е 50 ... 125 хиляди часа, което е почти с порядък повече от остаряването на устройството.

Горещо щампованите дискове (CD-ROM и DVD-ROM) осигуряват до 10 000 цикъла на четене на данни без грешки. DVD-RAM дисковете могат да се презаписват до 100 000 пъти.

По тип устройствоОптичните дискови устройства, подобно на други външни устройства за съхранение, могат да бъдат вътрешни или външни.

Свързване на CD-ROM устройства.Първият метод на свързване се основава на факта, че един канал на IDE интерфейса може да поддържа две вградени устройства. CD-ROM устройството е свързано към I/O платката чрез IDE интерфейса заедно с твърдия диск по начин master/slave. В този случай обаче скоростта на обмен на данни с твърдия диск се намалява. Един от начините за решаване на този проблем е да свържете CD-ROM устройства към различни канали на един и същ EIDE интерфейс или към два различни IDE контролера. Ако CD-ROM има SCSI интерфейс, тогава той е свързан съответно към SCSI контролера. Също така е възможно да свържете CD-ROM устройства чрез контролера на звуковата карта. Също така не забравяйте, че съвременните дънни платки могат да съдържат вградени SCSI и IDE контролери, което обикновено елиминира необходимостта от допълнителна I / O платка за свързване на CD-ROM устройства.

Свързване на аудио канали.Почти всяко CD-ROM устройство има вграден цифрово-аналогов преобразувател (DAC), както и стерео изходен жак. Ако на компактдиска има аудио информация, DAC я преобразува в аналогова форма и изпраща сигнал към жака за слушалки, както и към изходните аудио жакове на устройството, от които на свой ред сигналът отива към усилвателя и високоговорителна система директно или чрез звукова карта. Предимството на активния изход е, че аудио сигналът от CD-ROM се обработва допълнително от звуковата карта.
Важна характеристика на CO-ROM устройството е превъртанеподдържан от него формати за записване на данни върху CD.Можете да записвате данни на оптични дискове в различни формати. За да записват данни като документи, програмите използват форматите CD-ROM (ISO) и DVD-ROM (ISO), както и CO-DOM (UDF) и DVD-ROM (UDF).

CD-ROM формати (1S0)и DVD -ROM (IS0),понякога наричани формати CD-ROM и DVD-ROM, са определени в стандарта ISO 9660. В този стандарт са дадени три нива на формат. Форматът от ниво 1 (ниво 1) дефинира имената на записаните файлове като имена на файлове в MS DOS, т.е. имената на файловете могат да съдържат до осем знака, дадени на трите знака за разширение. Записаните файлове трябва да заемат няколко следващи един след един сектора (нефрагментиран запис). Форматът на ниво 2 (ниво 2) позволява използването дълги именафайлове, а форматът от ниво 3 (ниво 3) допълнително ви позволява да записвате файлове на няколко секции на диска (фрагментиран запис) в пакетен режим. За да можете да пишете дълги имена, дефинирани в операционната Windows система, твърд Місrosofідопълниха формата ISO 9660 ниво 1 със спецификацията на Joliet. Разновидности на формата IS0 9660 са форматите CD-ROM (Boot) и DVD-ROM (Boot), при които на диска (с изключение на съдържанието) е записан специален раздел (в началото на диска), който позволява да използвате оптичния диск като стартиращ диск.

Ако стандартът ISO 9660 е предназначен да осигури съвместимост между CD-ROM и DVD-ROM, използвани в различни компютърни системи, след това UDF формат (UniversalDiskFormatі - универсален форматдискове) е проектиран да бъде съвместим с оптични дискове само за четене (ROM) и записваеми оптични дискове (R или RW) в различни операционна система. Този формат, подобно на IS0 9660, позволява да се записват дълги имена на файлове и данни. Данните се записват на оптичен диск на малки парчета, като се използва режимът Package Writing (за CD) или Incremental Writing (за DVD).
Аудио CD форматиИ Аудио DVDизползвани за запис на музика. Това са два различни формата. формат Аудио DVDосигурява по-качествен запис на музика.

Видео CD (VCD) и VideoDVD форматиизползвани за запис на филми. Те също са два различни формата с различни допълнителни функции(например относно избора на език за дублаж на филм). формат videodvdосигурява по-добро качество на запис на филми. Висококачественото възпроизвеждане на филма на CD-ROM се осигурява от формата Super Video CD.За запис на филми във формат Video DVD върху CO-дискове се използва формат mini-DVD.

Тези формати са най-често срещаните, тъй като ви позволяват да записвате музика и филми, както и текстови данни, графични данни и програми на оптични дискове. Тези формати се поддържат от повечето дискови устройства и софтуер за запис на оптични дискове. Има и други формати, предназначени главно за такива типове данни, които се използват много по-рядко, например Photo CD от Kodak,запис и възпроизвеждане с високо качество цифрови снимки. Както снимките, така и музиката могат да се записват във формати IS0 9660 или UDF като нормални изображения или звукови файлове.

Нов, обещаващ формат е форматът планината (Маунт) Рение, известен също като формат EasyWrite.Този формат записва данни на оптичен диск по същия начин, както на флопи диск. Използвайки този формат, оптичен диск може да бъде достъпен (за четене или запис) от всяко приложение, без да се извикват специални програми за четене и запис на оптични дискове.

CD форматите понякога се наричат ​​според цвета на корицата на книгите, в които са описани тези формати. И така, първият формат CD-Аудио дискът е описан в "червената" книга. „Жълтата“ книга описва формата CD-ROM (IS0), „оранжевата“ книга описва форматите CD-R и CD-RW, а „зелената“ книга описва CD-I(сега почти не се използва), в "синьо" - Enhanced CDи в "бяло" - Видео CD.