Не для кого не секрет, що історія почалася з грамплатівки. Зберігати інформацію в домашніх умовах проблематично та й зберігався на ній тільки звук. Принцип роботи – не секрет, так вініловий дискбув популярний понад сто років, і досі колекціонери та ді-джеї користуються та зберігають їх. Прикольно було дивитися, як голка, під час прокручування диска, ходила начебто ходуном на ідеально рівної спіралі. На цьому і було побудовано принцип отримання звуку. При зміні глибини та ширини канавки змінювалася звукова хвиля і далі посилена трубою (грамофони, патефони). З розвитком електроніки, принцип зняття інформації, був зроблений на п'єзоелектричній голці та отримали сучасний, донедавна програвач грампластинок.
Ось і підійшли 70-ті роки. І стався стрибок у носіях інформації (магнітні стрічки ми пропустимо). Винайшли диск, зроблений з полікарбонату, що мав прозорість, з алюмінієвим напилюванням. Полікарбонат служив основою та захищав напилення від зовнішніх впливів, а на напиленні по спіралі були пропалені поглиблення. Принцип зняття та запису інформації на цьому і заснований, як бачите недалеко пішли від грамплатівки. Тонкий промінь відбивався від поверхні напилення і приходив на світлоприймач, який у свою чергу визначав зміни та щодо отриманої інформації створювалися одиниці та нулі. А далі за принципом абетки Морзеінформація перетворюється на музику, фільми, фотки, файли і т.д.
Тепер розберемося в позначеннях на CD-дисках:
А ось з DVDдисками, все склалося набагато складніше. Цей диск був створений для зберігання інформації у великому обсязі і займалися розробками безліч фірм (DVD-R та DVD-RW). Різне напилення мали різноманітні характеристики та побутові програвачі, різних фірм, почали конфліктувати з дисками, звідси втрачалася універсальність. Тому об'єднавшись, винайшли новий типдиска, який отримав назву DVD+R та DVD+RW, коштують вони, як не дивно, дешевше. Зараз вже не має значення який використовувати диск, тому що побутові програвачі адаптували. Є різниця тільки в дисках, що перезаписують, DVD-RWпотрібно повністю прати перед записом, а DVD+RДостатньо стерти "шапку" і накласти запис зверху.
Як кажуть, скільки нам не давай, а нам все мало. Тому прогрес на цьому не зупинився, двосторонніі двошаровіі два в одному диску. Ну з двосторонніми, все просто, напилення нанесли з двох сторін, і як аудіокасету потрібно перевертати диск. Двошарові- це один із прилеглих до лазера шарів, що зробили напівпрозорим, і вставати з дивана для перевертання диска не потрібно. Ну а з останнім варіантом, візьміть два двошаровихта склейте між собою.
Ось ми й дійшли до піку розробок сучасного світуоптичного диска, це - HD-DVD та Blu-ray.
HD-DVD- це диск, який зробили на основі нашого трудяги, описаного вище, але використання синього лазера.
Blu-ray- Зовсім інша розробка, використовується синій лазер.
Якщо згадати спектр (райдугу), то буде видно, що з синього променя можна отримати набагато тонший промінь, тому ці диски набагато об'ємніше вийшли. Але про це буде в наступній темі.
Начебто, на сьогоднішній день, все. Залишилося лише трохи про зберігання та використання диска розповісти. Диск - це не смачно, гризти його не треба, ну якщо тільки у когось брак пластмаси в організмі. А так само це не інструмент гри на нервах, тому не треба кігтями по ньому водити. Бажано не гнути, хоч і ламається складно, але уламки можуть потрапити куди не слід, а це позначиться на вашому організмі. Так само постійний вигин порушує, що знаходиться всередині напилення, він тріскається і нулі одиниці, які вже не будуть збігатися. На сонці його не жарить, йому елемент Dзовсім не потрібен, а перетворитися на зюподібний продукт і його ні куди не штовхнете. Диск із тріщиною в привід не вставляти, бо інакше доведеться витрачається або на ремонт, або на покупку нового.
Я сподіваюся ВИграмотні і вам не треба все по пунктах перераховувати, до речей потрібно ставитися дбайливо і вони ВАСза це віддячать.
Оптичні диски – популярний носій інформації. Більшості користувачів знайомі лише CD та DVD диски, насправді видів дисків набагато більше. Країна Рад розповість вам, які бувають види дисків, і допоможе вам розібратися в їхньому різноманітті.
Види CD дисків
CD-диски, або компакт-диски, спочатку були призначені для запису та відтворення музики, але тепер використовуються для зберігання практично будь-якої комп'ютерної інформації. Запис та читання інформації дисків здійснюються за допомогою лазера. Товщина компакт-диска – 1,2 мм, діаметр – 120 мм, ємність – 650 або 700 MB (відповідає 74 або 80 хвилин звучання). Існують міні CDдіаметром 80 мм, але їх ємність менша - 190-200 MB (21 хвилина звучання). Міні CD можна прочитати на будь-якому носії, окрім автомагнітоли. Бувають фігурні компакт-дискирізноманітної форми, їх випускають переважно у комерційних цілях. Такі диски не рекомендують використовувати в комп'ютерних приводах, тому що на високій швидкості обертання вони можуть луснути.
CD-диски можна розділити на CD-ROM, CD-R та CD-RW. Цей поділ зумовлений можливістю записати на диск інформацію та призначенням диска. Інформація на диску CD-ROMзаписана виробником, змінити або видалити її не можна, можна лише прочитати дані. На диски CD-R(їх іноді ще називають "болванками") можна записати свою інформацію, але стерти або змінити її буде неможливо. Якщо на диску залишилося вільне місце, і під час запису ви дозволили опцію додавання інформації, можна буде дописати файли на диск. Диски CD-RWпідтримують видалення та перезапис інформації, але такі диски читатимуться не всіма приводами.
Види DVD дисків
DVD дискидозволяють зберігати більший обсяг інформації, ніж компакт-диски завдяки використанню лазера з меншою довжиною хвилі. Місткість DVD-диска стандартного розміру (120 мм) може коливатися від 4,7 GB до 17 GB, а ємність міні DVD (80 мм) - 1,6 GB.
Залежно від ємності DVD виділяють такі види дисків:
- DVD-5- Одношаровий односторонній диск, ємність - 4,7 GB
- DVD-9- двошаровий односторонній диск, ємність - 8,5 GB
- DVD-10- Одношаровий двосторонній диск, ємність - 9,4 GB
- DVD-14- двосторонній диск, двошаровий з одного боку та одношаровий - з іншого, ємність - 13,24 GB
- DVD-18- Двошаровий двосторонній диск, ємність - 17,1 GB
Двошарові диски містять два інформаційних шари на одній стороні, вони позначаються абревіатурою DL. Двосторонній диск – це фактично два диски, склеєні неробочими поверхнями. Звичайно, товщина такого диска контролюється, щоб відповідати товщині звичайного одношарового DVD.
По можливості запису, перезапису та видалення інформації DVD диски, як і CD, діляться на ROM, R і RW. Але додатково розрізняють такі види дисків:
- DVD-R для загальних DVD-R(G)— один раз записуваний диск, призначений для домашнього використання.
- DVD-R для авто, DVD-R(A)- Який раз записується диск для професійних цілей.
- DVD-RW- Перезаписується диск. Можна перезаписувати або видалити інформацію до 1000 разів. Але не можна прати частину інформації, можна тільки повністю стерти диск і повністю перезаписати.
- DVD-RAMвикористовують технологію зміни фази. Їх можна перезаписувати до 100 000 разів, теоретичний термін служби - до 30 років. Але вони дорогі, випускаються здебільшого у спеціальних картриджах і не підтримуються більшістю приводів та програвачів.
- DVD+RWзасновані на технології CD-RW та підтримують перезапис інформації до 1000 разів. Цей формат з'явився пізніше за DVD-RW.
- DVD+R— один раз записуваний диск, подібний до DVD-R.
Зрозуміло, що жоден привод чи програвач не підтримує повністю всі DVD-формати. Більшість сучасних приводів підтримують як DVD-R(W), так і DVD+R(W). Але старі приводи та побутові плеєри, випущені до появи формату DVD+R(W), читатимуть лише диски DVD-R(W). Існують "супермульти" приводи, які підтримують усі види дисків, включаючи DVD-RAM.
Інші види дисків
Особняком стоять так звані Dual Discs. У цих дисках поєднані формати CD та DVD. На одній поверхні такого диска записана музика в CD форматі, а на іншій – п'ятиканальний звук, відео, меню, субтитри, зображення тощо у форматі DVD.
Диски HD DVD (DVD високої щільності)можуть мати ємність до 15 GB, а двошарові – до 30 GB. Основний їх конкурент BD, Blu-ray Discвміщує від 23 до 66 Гб залежно від кількості шарів. Анонсовано прототип чотиришарового диска об'ємом 100 GB, планується випуск десятишарових дисків об'ємом до 320 GB.
Протистояння BD та HD DVD отримало назву «боротьби форматів». Але провідні кіностудії відмовилися від використання HD DVD на користь BD дисків, тому випуск та підтримка формату HD DVD офіційно припинено.
Отже, існує безліч видів оптичних дисків. Вибирати диск для запису інформації варто, виходячи з його ємності, можливості перезапису інформації та моделі вашого приводу або побутового плеєра. Знаючи основні види дисків, ви ніколи не заплутаєтеся у їхньому багатому асортименті.
Лекція 4
Периферійні пристрої
Оптичні диски: основні характеристики та призначення
CD-диски, їх типи, історія створення
Музичні оптичні компакт-диски прийшли на зміну вініловим в 1982 приблизно в той же час, коли з'явилися перші персональні комп'ютерифірми IBM
Ці пристрої стали результатом плідної співпраці двох гігантів електронної промисловості. Sony та голландської Philips.
Строго певна ємність компакт-дисків пов'язана з такою цікавою історією.
Виконавчий директор фірми Sony Акіо Моріта вирішив, що компакт-диски повинні відповідати запитам виключно любителів класичної музики = не більше і не менше. Після того як група розробників провела опитування, з'ясувалося, що найпопулярнішим класичним твором у Японії на той час була 9-а симфонія Бетховена, яка тривала 72-73 хвилини. Тому було вирішено, що компакт-диск має бути розрахований саме на 74 хвилини звучання, а точніше, на 74 хвилини та 33 секунди. Так народився стандарт, відомий якЧервона книга (RedBook ). Коли 74 хвилини перерахували на мегабайти, вийшло 640 Мбайт.
Фахівці ж Philips визначили мінімальні вимогидо якості запису звуку та регламентували, наприклад, такі характеристики аудіо-компакт-дисків, як їх розмір, метод кодування даних та використання єдиної спіральної доріжки. Зокрема частота вибірки стереосигналів визначалася на рівні 44.1 кГц (для одного каналу 22.05 кГц), а розрядність кожного = 16 біт.
Дві вищеназвані фірми відіграли також провідну роль при розробці першої специфікації цифрових компакт-дисків = так званоїЖовтої книги| (YellowBook), або просто CD-ROM. Вона послужила основою для створення компакт-дисків з комплексним поданням інформації, тобто здатних зберігати не лише звукові, а й текстові та графічні дані ( CD-DigitalAudio, CD-DA ). При цьому привід, читаючи заголовок диска, сам визначав його тип аудіо або цифрові дані. У цьому форматі, однак, не регламентувалися логічні та файлові формати компакт-дисків, оскільки вирішення цих питань було віддано на відкуп фірмам-виробникам. Це, зокрема, означало, що компакт-диск, який відповідає вимогам Жовтої Книги, міг працювати лише на конкретної моделінакопичувача. Такий стан справ, особливо у зв'язку з великим комерційним успіхом компакт-дисків, зрозуміло, не міг задовольнити виробників таких пристроїв. У загальних інтересах потрібно було терміново знайти компроміс.
Саме тому другим стандартом де-факто для цифрових компакт-дисків стала специфікація HSG (HighSierraGroup), або просто HighSierra . Цей документ мав, взагалі кажучи, рекомендаційний характер і запропонував основними виробниками цифрових компакт-дисків з метою забезпечити хоча б деяку сумісність. Ця специфікація визначала вже як логічний, і файловий формати компакт-дисків.
Створена специфікація виявилася настільки привабливою, що стандарт ISO -9660 (1988 рік) для цифрових компакт-дисків, в принципі, збігався з основними положеннями HSG . Зауважимо, що всі компакт-диски,відповідні вимогам стандарту ISO-9660, який визначає їх логічний та файловий формати, є сумісними один з одним. Зокрема, цей документ визначає, як знайти на компакт-диску його вміст. Базовий формат, запропонований у HSG -Специфікації, багато в чому нагадував формат флоппі-диска. Як відомо, системна доріжка (трек 0) будь-якої дискети не тільки ідентифікує сам флоппі-диск (його щільність, тип використовуваної ОС), але й зберігає інформацію про те, як він організований за директоріями, файлами та піддиректоріями.
Доріжка даних, що ініціює на компакт-диску починається зі службової області, необхідної для синхронізації між приводом та диском. Далі розташована системна область, яка містить інформацію про структурування диска. У системній області знаходяться також директорії цього тому з вказівниками або адресами інших областей диска. Істотна відмінність між структурою компакт-диска і, наприклад, дискетою полягає в тому, що на CD системна область містить пряму адресу файлів у піддиректоріях, що полегшить їх пошук.
Фізичний пристрійкомпакт-диск.
Компакт-диск складається з кількох шарів, з'єднаних у єдину, круглу, тонку пластину. Діаметр переважної більшості компакт-дисків становить 120 мм, що дорівнює п'яти дюймам. Стандартний 5-дюймовий диск містить 640-700 Мб інформації.
CD - ROM , Створений промисловим способом, складається з трьох шарів (рис. 3.19,а). Основа диска, створена із прозорого полікарбонату, займає основний об'єм диска. При виготовленні основи методом штампування або лиття під тиском на неї наноситься інформаційний візерунок, і в результаті чого виходить прозора пластикова пластина, гладка з одного боку, а з іншого - містить безліч мікроскопічних западинангл. pit - поглиблення), глибина яких відраховується від поверхні ( land ). Далі на основу наноситься металевий шар, що відбиває (найчастіше алюміній, хоча можуть використовуватися й інші метали або сплави), а потім - захисне покриття з тонкої плівки полікарбонату або спеціального лаку, на якому часто розміщується поліграфія - різні малюнки та написи.
Мал. 3.19. структура компакт-диска («); мікрофотографія поверхні CD ( 6 )
Накопичувач на компакт-диску ( CD - ROM ). Зчитування інформації з компакт-диска так само, як і запис відбувається за допомогою лазерного променя, але, зрозуміло, меншої потужності.
Лазер випромінює когерентне світло, що складається із синхронізованих хвиль однакової довжини (рис. 3.20,а). Промінь, потрапляючи на поверхню, що відбиває світло, через розщеплюючу призму відхиляється на фотодетектор, який інтерпретує це як «1», а потрапляючи в западину, розсіюється і поглинається - фотодетектор фіксує «0».
На відміну від вінчестерів, доріжки яких являють собою концентричні кола, компакт-диск має одну фізичну доріжку у формі безперервної спіралі, що йде від зовнішньої сторони диска до внутрішньої. Проте одна фізична доріжка може бути розбита на кілька логічних: кожен із її 360-градусних фрагментів розглядається як окрема доріжка за аналогією з магнітними дисками.
CD - R . Тип оптичного диска для одноразового запису ( Write Once / Read Many storage - WORM ) був відомий з кінця 1980-х років.
При записі даних на WORM фізичні позначки (марки) робляться поверхні носія малопотужним лазером і оскільки ці марки неможливо знайти стерті, запис здійснюється лише один раз.
Якщо звичайний CD - ROM виготовляється шляхом механічного штампування заглиблень (марок, «питів»), при запису CD - R використовується лазер, що «випалює» мітки в органічному барвнику. Будучи нагрітою до критичної температури, «випалена» область стає непрозорою (або поглинаючою) і при зчитуванні відображає меншу кількість світла, ніж суміжні ділянки, які не були нагріті лазером. Ця технологія наслідує спосіб, яким інформація зчитується зі звичайного CD , коли світло повністю відбивається від поверхні (« land »), але розсіюється поглибленням (« pit »).
На відміну від технології WORM , диски CD - R не дозволяють прати раніше записані дані, однак вони дозволяють послідовно додавати їх за кілька сеансів (або сесій) у вільні області диска. Проблема полягає в тому, що такі мультисесійні диски можуть бути не раховані повністю на більш ранніх версіяхпрогравачів, комп'ютерів або під час використання застарілих операційних систем.
CD - R одноразовий без можливості дописати
CD + R одноразовий з можливості дописати
CD - RW - перезаписується CD ( rewritable CD ). У середині 1997 р. було запропоновано стандарт CD - RW (відомий як Orange Book III ), який дозволяє користувачеві робити запис за старими даними або видаляти окремі файли. Специфікації CD - RW гарантують сумісність у межах сімейства пристроїв зчитування компакт-диска так само, як і сумісність з CD - ROM .
Записуючий шар розміщений між шарами діелектрика, які відводять від нього надлишкове тепло у процесі запису.
Як середовище запису CD - RW зазвичай використовує прозорий склад, складений зі сполук срібла, індію, сурми та телуру. У процесі запису сфокусований лазерний промінь вибірково нагріває області матеріалу вище за температуру плавлення (500-700 °С), і після досить швидкого охолодження речовина переходить у так званий аморфний стан.
При стиранні шар нагрівається до температури, яка нижча від точки плавлення, але вище, ніж температура кристалізації (200 °С) протягом достатнього часу, і атоми повертаються до упорядкованого (прозорого) стану.
Щоб отримати ці ефекти в записувальному шарі, пишучий лазер пристрою CD - RW використовує три рівні потужності:
висока, так звана «потужність запису», створює непрозорі (поглинаючі) ділянки у шарі запису;
середня («потужність стирання»), розплавляє ділянку записуючого шару і перетворює його до відбивного (прозорого) стану;
низька («потужність зчитування»), не змінює стан чутливого шару і може використовуватися для зчитування даних.
Прозорі області дозволяють металізованому шару відбивати світло, тоді як непрозорі його поглинають. Виникає проблема, яка полягає в тому, що диск відображає менше світла, ніж CD - ROM або CD - R і, отже, диски CD - RW можуть зчитуватись тільки на пристроях, які підтримують нову специфікацію Multiread (Мультичитання).
Подолання буферної недостатності. До кінця 1999 м. характеристики подвоїлися до «8х/24х», проте виникла проблема, відома як буферна недостатність (або спустошення буфера запису), коли швидкодія машини та накопичувача на МД стали відставати від швидкості пристроїв CD - R (пристрій готовий до запису на диск, але інформація в буфері запису вже вичерпана і "нічого писати" - в результаті диск виявляється зіпсованим). Для уникнення подібних ефектів, по-перше, стали використовувати кеш-пам'ять, розміщену на пишучому CD -плеєр (розміру від 256 Кбайт до 2 Мбайт), по-друге, пристрої стали адаптуватися до швидкості подачі інформації, знижуючи або підвищуючи швидкість запису.
Носії DVD
Ширина доріжки DVD становить 0,8 чи 0,74 мкм, а мінімальна довжина піта - 0,44 чи 0,40 мкм. Для зчитування даних у DVD -Приводи використовують червоний лазер з довжиною хвилі 650 нм і оптична система з числовою апертурою 0,6. Ємність стандартних DVD складає 4,7 Гбайт (для 80-міліметрових носіїв – 1,4 Гбайт). На відміну від компакт-дисків, DVD -Носії можуть бути двошаровими або двосторонніми. Ємність двошарового DVD складає 8,5 Гбайт, двостороннього – 9,4 Гбайт. Двосторонні диски фактично є два однакових носія, склеєних один з одним (для зчитування другої сторони диск необхідно перевертати).
Універсальний цифровий диск (Digital versatile disc - DVD) - вид накопичувача, який на відміну від CD з моменту виходу на ринок був розрахований на широке застосування.
Існує п'ять фізичних форматів (або книг) DVD , які мало чим відрізняються від різних «відтінків» CD:
DVD-ROM – середовище зберігання даних великої ємності, тільки для читання;
DVD-відео – цифровий носій даних для кінофільмів;
DVD-аудіо – тільки для зберігання звуку; формат, подібний до аудіоСО;
DVD-R - одноразовий запис, багаторазове читання; формат, споріднений з CD-R;
DVD-RAM - варіант DVD, що перезаписується (стирається), який першим з'явився на ринку і згодом знайшов як конкурентів формати DVD-RW та DVD+RW. Маючи той самий розмір як стандартний CD (діаметр 120 мм, товщина 1,2 мм), диски DVD забезпечують до 17 Гбайт пам'яті зі швидкістю передачі вище, ніж для CD-ROM, часом доступу, подібним до CD-ROM, і мають чотири версії :
DVD-5 – односторонній одношаровий диск місткістю 4,7 Гбайт;
DVD-9 – односторонній двошаровий диск на 8,5 Гбайт;
DVD-10 – двосторонній одношаровий диск 9,4 Гбайт;
DVD-18 – місткість до 17 Гбайт на двосторонньому двошаровому диску.
На перший DVD-диск не відрізняється від CD: пластмасовий диск діаметром 120 мм і товщиною 1,2 мм, обидва використовують лазери, щоб читати дані, записані у западинах на спіральній доріжці. Однак семиразове збільшення DVD за місткістю даних порівняно з CD було значною мірою досягнуто шляхом напруги всіх допусків системи-попередника.
По-перше, доріжки розміщені щільніше, крок доріжки DVD (відстань між ними) зменшено до 0,74 мкм, більш ніж 2 рази порівняно з 1,6 мкм для CD.
По-друге, специфікація DVD дозволяє зчитувати інформацію з більш ніж одного шару, змінюючи фокусування променя лазера читання.
По-третє, DVD дозволяє використовувати двосторонні диски.
Формат DVD із самого початку був пов'язаний із проблемами сумісності. Деякі з них тепер дозволені, але інші, особливо сумісність дисків, що перезаписуються і відеоваріантів, залишаються. Несумісність із деякими дисководами CD-R та CD-RW була давньою проблемою. Болванки, які у деяких із цих пристроїв, що неспроможні відбивати належним чином лазерний промінь, використовуваний у пристроях читання DVD-ROM, що робить їх «нечитабельними». Для носіїв CD-RW цю проблему легко вирішили за стандартом Мультичитання і шляхом комплектування пристрою DVD-ROM лазерами з двома різними довжинами хвилі. Однак змусити дисководи DVD-ROM надійно читати всі носії CD-R є набагато більшою проблемою. Лазер пристрою читання DVD має труднощі при зчитуванні CD-R у зв'язку зі зниженням здатності поверхні, що відбиває, у світлі довжиною хвилі 650 нм, у той час як при 780 нм вона майже така, як для CD-ROM.
Формати записуваних дисків DVDІснують п'ять версій DVD, що записуються:
DVD-R звичайний;
DVD-RAM (перезаписується);
DVD-RW;
DVD+RW.
Всі формати DVD, що записуються, включають набір специфікацій, які визначають фізичні характеристики середовища запису. Цей рівень функціонування є «фізичним рівнем середовища», і можливість прочитати диск на специфічному плеєрі або дисководі залежить від його здатності підтримати відповідний фізичний рівень незалежно від того, які дані записані.
Приводи компакт-дисків дозволяють працювати тільки з носіями, що належать до групи CD. Приводи DVD дозволяють працювати як з DVD, і з CD носіями. Класифікація оптичних дисків наведена нижче:
У кожній із груп носіїв можна виділити три основні типи дисків:
1. диски тільки для читання ( CD-ROM, DVD-ROM);
2. диски з можливістю одноразового запису ( CD-R, DVD-R, DVD-R, DVD-RDL, DVD-RDL);
3. диски з можливістю багаторазового запису ( CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM).
Відмінності між форматами
Пристрої DVD+ R/RW ні в чому не поступаються накопичувачам DVD-R/RW , а завдяки деяким поліпшенням вони можуть перевершувати своїх конкурентів щодо швидкодії та надійності. Наприклад, швидкість запису накопичувачів DVD+ RW вище, ніж у більшості пристроїв DVD-RW . Деякі диски DVD-R записуються зі швидкістю, близькою до швидкостей DVD+ R , а з появою моделей DVD-RW розрив у швидкодії ще більше скоротився.
Ще одна відмінність між технологіями "-" та "+" полягає у способі обертання дисків у накопичувачах. Накопичувачі CD, DVD-ROM та DVD-RW - це пристрої з постійною лінійною швидкістю, що забезпечують постійну швидкість передачі під час читання дисків. У цих накопичувачах диски обертаються повільніше при зчитуванні інформації із зовнішніх, довших доріжок.
Різновиди оптичних приводів
Залежно від функцій оптичні приводи можна розділити на кілька основних видів.
1. CD- ROM- приводи, що дозволяють зчитувати інформацію з носіїв, що належать до групи компакт-дисків.
2. DVD- ROM- приводи, що дозволяють зчитувати інформацію з різних типів CD та DVD-носіїв.
3. CD- RW- приводи, що дозволяють читати інформацію з оптичних дисків, що належать до групи компакт-дисків, а також здійснювати запис на CD-R та CD-RW.
4. DVD- ROM/ CD- RW- так звані комбіновані приводи, що дозволяють зчитувати інформацію з різних типів CD та DVD -носіїв, а також здійснювати запис на CD-R та CD-RW.
5. DVD- RW, DVD+ RW, DVD± RW- Універсальні записуючі приводи, що дозволяють зчитувати інформацію з різних типів CD та DVD носіїв, а також здійснювати запис на CD-R, CD-RW , що записуються та перезаписуються DVD (набір підтримуваних DVD -Носіїв залежить від конкретної моделі).
Для вимірювання швидкісних характеристик оптичних приводів використовуються умовні одиниці, причому різні для CD та DVD форматів. Як точка відліку (1х) для носіїв групи компакт-дисків була обрана швидкість зчитування даних, що дорівнює 150 Кбайт/с. Отже, 8х для CD приводу відповідає швидкості передачі даних 1200 Кбайт/с, 12х – 1800 Кбайт/с тощо.
У випадку DVD пристроїв одноразова швидкість дорівнює вже 1350 Кбайт/с. Таким чином, 4х для DVD носіїв відповідає швидкості 5400 Кбайт/с – що еквівалентно 36х за шкалою CD .
У характеристиках приводів, що підтримують читання та/або запис різних типів оптичнихдисків зазвичай вказується максимальна швидкість для кожного з них. Коротке позначенняШвидкісні характеристики носія називають швидкісною формулою. Наприклад, у разі приводу DVD - ROM швидкісна формула 8/52 означає максимальну швидкість читання, еквівалентну 52х для CD та 8х для DVD . Для приводу CD - RW швидкісна формула 32/24/48 означає максимальну швидкість запису на CD - R і CD - RW відповідно 32х і 24х і максимальну швидкістьчитання 48х.
ТехнологіяLightScribe
Однією з найцікавіших технологічних новинок 2005 року, реалізованих в області записуваних оптичних дисків, стала технологія LightScribe . Вона дозволяє наносити на декоративну поверхню дисків монохромні зображення високої якостібезпосередньо в записувальному приводі.
Принцип, покладений основою технології LightScribe , Досить простий. Як відомо, під впливом лазерного променя активний шар дисків, що записуються, втрачає свою прозорість. Засвічуючи лазером одні ділянки робочого шару і залишаючи недоторканими інші, за допомогою приводу, що записує, можна сформувати монохромне зображення.
На початку 2004 року компанія HP оголосила про створення вдосконаленої системи прямого маркування дисків ( DirectDiscLabelingSystem ), що згодом отримала комерційну назву LightScribe . Ця технологіярозроблена фахівцями MitsubishiKagakuMedia (МКМ) та HP . На відміну від іншої технології - DiscT@2, LightScribe передбачає нанесення зображень не на робочий шар диска, а з зворотного боку- туди, де зазвичай розташовується етикетка (зрозуміло, диски, що записуються, для цього повинні бути забезпечені додатковим світлочутливим шаром).
Щоб скористатися технологією LightScribe , необхідно мати три компоненти: LightScribe -сумісний записуючий привід, носій з додатковим світлочутливим шаром та спеціальне програмне забезпечення. У цьому випадку користувач після закінчення запису інформації може перевернути диск і за допомогою приводу, що записує, нанести зображення на його декоративну поверхню.
Зрозуміло, реалізація додаткових можливостейспричинить деяке збільшення цін на записуючі приводи та чисті носії. Щоправда, за даними HP , впровадження підтримки LightScribe призведе до подорожчання записуючого приводу приблизно на $10. Щодо носіїв LightScribe , їх виробництво з цілком зрозумілих причин обходиться дорожче в порівнянні зі звичайними дисками, що записуються, але різниця в ціні також буде незначною.
У 2005 році HP підписала угоди про продаж ліцензій на використання цієї технології деяким великим виробникам записувальних приводів (зокрема, LG, Toshiba, Philips та Lite-On (Sony)).
Оптичні носії високої густини запису
Поліпшення можливостей медіасистем і, як наслідок, потреба у даних високої якості (відео та аудіо) призвели до того, що такого роду інформації стало тісно на стандартному DVD . Розробки нових форматів велися і ведуться різними компаніями, проте для комерційної експлуатації дозріли два стандарти.
1. Blu- rayDisc(Від англ. blueray - «блакитний промінь», скорочено BD ) - нове покоління оптичних накопичувачів високої щільності, розроблене консорціумом компаній на чолі з Sony . Цей стандарт не має спільних коренів з DVD . Щільність запису один шар становить 25 Гбайт.
Примітка
При виборі назви нового стандарту розробникам довелося спотворити слово blue, Так як при правильному написанні його не можна було використовувати для реєстрації торгової марки.
2. HDDVD ( High- DefinitionDVD) - Формат нового покоління, розроблений Toshiba і NEC на противагу Blu-ray. HDDVD визнаний еволюційним розвитком стандарту DVD . Щільність записування дисків цього формату складає 15 Гбайт на один шар.
До кінця 2007 року не було зрозуміло, який із стандартів стане домінуючим у галузі. Однак початок 2008 року розставив усі крапки над « i». Компанія Toshiba оголосила про відмову від цього проекту на користь будівництва фабрик з виробництва флеш-пам'яті, яку вона вважає більш перспективною.
Що стосується Blu-ray , то він не став відразу популярним і поширеним. Як виявилося, позиції DVD ще сильні, а споживачі не поспішають переходити новий формат. Швидкому поширенню «блакитного променя» перешкоджає висока вартість самих пристроїв. У світлі світових економічних потрясінь досі незрозуміло, як складеться динаміка цін на цей тип пристроїв у 2010 році. Диски Blu-ray зберегли самі розміри, які були властиві їх попередникам CD та DVD : 120 та 80 мм. Через технологічні особливості покриття вони спочатку були дуже чутливі до різноманітних механічних впливів. Розробники досвідчених зразків подумували навіть про те, щоб захистити носії спеціальним картриджем. У майбутньому такий нюанс виявився б не на користь нового стандарту. Тому інженерні уми таки змогли вирішити цю проблему. Знайдено нове полімерне покриття, здатне захистити дані від зовнішніх впливів. За заявою деяких джерел, нові диски можуть зберігати працездатність, навіть подряпаними викруткою. Слід зазначити, що це вражаючі можливості призвели до подорожчання виробництва цих носіїв.
У технології Blu-ray для читання та запису використовується синьо-фіолетовий лазер із довжиною хвилі 405 нм. Нагадаємо, що звичайні DVD та CD використовують червоний та інфрачервоний лазери з довжиною хвилі 650 та 780 нм відповідно. Таке зменшення дозволило звузити доріжку вдвічі порівняно із звичайним DVD - До 0,32 мкм - і збільшити щільність запису даних.
Базове значення швидкості 1х для BD становить 36 864 Кбіт/с, що у 27 разів більше, ніж у DVD , і в 243 рази перевищує CD . Програвачі з дворазовою швидкістю передачі можуть перевищити швидкість 73 000 Кбіт/с.
Важливою характеристикою нових носіїв обсяг. Спочатку сумісність BD з дисками попередніх поколінь стандартом не передбачено, проте асоціація BDA рекомендує всім виробникам реалізовувати підтримку DVD для забезпечення зворотної сумісності.
У процесі розробки є версії дисків ємністю 100 Гбайт і вище.
Останні поколінняоптичних дисків
Голографічний багатоцільовий диск (HolographicVersatileDisc) - перспективна технологіявиробництва оптичних дисків, що передбачає значно збільшити обсяг даних, що зберігаються на диску, порівняно зта .
Вона використовує технологію, відому як , яка використовує два : один - червоний, а другий - Зелений, зведений в один паралельний промінь. лазер читає дані, закодовані у вигляді сітки з шару, близького до поверхні диска, у той час як лазер використовується для читання допоміжних сигналів із звичайного компакт-дискового шару у глибині диска. Допоміжна інформація використовується для відстеження позиції читання на кшталт системи у звичайному жорсткому диску.на або ця інформація впроваджена у дані.
Носії інформації – матеріал, призначений для запису, зберігання та подальшого відтворення інформації.
Носій інформації - суворо певна частина конкретної інформаційної системи, що служить для проміжного зберігання або передачі інформації.
Носій інформації – це фізичне середовище, в якому воно фіксується.
У ролі носія можуть виступати папір, фотоплівка, клітини мозку, перфокарти, перфострічки, магнітні стрічки та диски або осередки пам'яті комп'ютера. Сучасна техніка пропонує все нові та нові різновиди носіїв інформації. Для кодування інформації в них використовуються електричні, магнітні та оптичні властивості матеріалів. Розробляються носії, у яких інформація фіксується навіть лише на рівні окремих молекул.
Усі машинні носії поділяються на:
1. Перфораційні – мають паперову основу, інформація заноситься у вигляді пробивок у відповідному рядку та стовпці. Об'єм інформації – 800 біт або 100 Кб.
2. Магнітні носії – як них використовуються гнучкі магнітні диски та касетні магнітні стрічки.
3. (компакт-диски) – це металізований пластиковий компакт-диск, діаметром 120 мм та товщиною 1,2 мм. На одній із його сторін нанесено світловідбивний алюмінієвий шар, який покритий захисним лаком для запобігання пошкодженням. Запис та зчитування інформації проводиться лазерним променем на доріжці, що йде по спіралі від центру.
Оптичні носії інформації– (компакт диски) це металізований пластмасовий диск діаметром 120 мм. І завтовшки 1,2мм. На одній із його сторін нанесено світловідбивний алюмінієвий шар, який покритий захисним лаком для запобігання пошкодженням. Запис та зчитування інформації проводиться лазерним променем на доріжці, що йде по спіралі від центру.
Види оптичних дисків:
1. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) – компакт-диск без запису інформації.
2. CD-R (Compact Disk Recordable) – компакт-диск із можливістю одноразового запису інформації.
3. CD-RW (Compact Disk Rewritable) – компакт-диск із можливістю багаторазового запису інформації.
4. DVD (Digital Versatile Disk) – цифровий багатошаровий диск для запису великих обсягів інформації (до 18 Гб).
ГІДНОСТІ:Надійність. Можливість запису великих обсягів інформації. Незношуваність.
Компакт-диск (Compact Disk, CD) – це диск діаметром 120 мм (4,75 дюйми) або 80 мм (3,1 дюйми) і товщиною 1,2 мм. Глибина штриха дорівнює 0,12 мкм, ширина – 0,6 мкм. Штрихи розташовані по спіралі від центру до периферії. Довжина штриху – 0,9–3,3 мкм, відстань між доріжками – 1,6 мкм. Компакт-диски складаються із трьох-шостіх шарів. Стандартний п'ятидюймовий диск може містити 650-700 Мбайт інформації, 74-80 хвилин високоякісного стереозвуку з частотою дискретизації 44,1 кГц та глибиною оцифрування 16 біт або величезну кількість звуку у форматі MP3. На тридюймові диски міститься близько 180 Мбайт інформації. Іноді зустрічаються диски, які називають «візитною карткою» (business card). за зовнішньому виглядута розміром вони нагадують візитну картку, а фактично є тридюймовими дисками, обрізаними з двох сторін. Такий компакт-диск записується від 10 до 80 Мбайт.
Наприкінці 1970-х компанії Sony і Philips розпочали спільну розробку єдиного стандарту оптичних носіїв інформації. Philips створила лазерний плеєр, а Sony розробила технологію запису на оптичних носіях інформації. На пропозицію корпорації Sony розмір диска дорівнював 12см, т.к. цей обсяг дозволяв записати повністю Дев'яту симфонію Бетховена. У 1982 р. у документі, названому Red Book (Червона книга), було опубліковано стандарт обробки, запису та зберігання інформації на лазерних дисках, а також фізичні параметри диска, тобто: 1. Фізичний розмір диска. 2. Структура диска та організація даних. 2. Запис даних єдиним потоком від центру до периферії. 3. Читання даних із постійною лінійною швидкістю (Constant Linear Velocity, CLV).
Усі дані на диску розділені на кадри (frames). Кожен кадр складається з 192 біт для музики, 388 біт для даних модуляції та корекції помилок та одного контрольного біта. 98 кадрів складають один сектор (sector). Сектори поєднуються в доріжку (track). На диску може бути записано максимум 99 записів.
Під час записування та зчитування інформації при переміщенні променя лазера від центру до периферії швидкість обертання диска ↓. Це необхідно для забезпечення можливості зчитувати та записувати той самий обсяг інформації за один і той самий час. Тому без застосування технології CLV при відтворенні, наприклад, музичних творів, відбувалася зміна швидкості виконання.
Через відносно невеликий розмір лазерних дисків у порівнянні з вініловими пластинками їх стали називати компакт-дисками, або скорочено CD (Compact Disk). Перші компакт-диски призначалися для запису та відтворення музики та дозволяли зберігати до 74 хвилин високоякісного стереозвуку. Стандарт таких дисків був названий CD-DA (Compact Disk Digital Audio – компакт-диск цифрового аудіо).
З розвитком комп'ютерної індустрії виникла потреба у технології, що дозволяє зберігати на компакт-дисках як цифровий звук, а й різні дані. Комп'ютерні програмине могли поміститися на дискетах, а обсяги файлів користувача ставали все більше і більше.
У 1984 році був опублікований стандарт, названий Yellow Book (Жовта книга). Компанії Sony та Philips реорганізували структуру компакт-дисків і почали застосовувати нові коди корекції помилок – EDC (Error Detection and Correction) та ECC (Error Correction Code). Основною одиницею розміщення даних став сектор. Один сектор містить: 12 байт для синхронізації, 4 байти для заголовків, 2048 байт для даних користувача та 288 байт для корекції помилок. Для зчитування комп'ютерних даних було розроблено технологію CAV (Constant Angular Velocity – постійна кутова швидкість). Технологія CAV дозволяє зчитувати інформацію з диска швидше, ніж технологія CLV, оскільки при переміщенні лазерного променя від центру до периферії потік даних збільшується. Сучасні приводи компакт-дисків підтримують обидві технології. Комп'ютерні лазерні диски було названо CD-ROM – Compact Disk ReadOnly Memory (дослівно – «пам'ять лише читання на компакт-дисках»). Наприкінці 1990-х привод компакт-дисків став стандартним компонентом будь-якого комп'ютера і переважна більшість програм стали поширюватися на компакт-дисках.
Споживчий ринок стрімко розширювався, обсяги виробництва зростали, і найбільші виробники зайнялися розробкою технології, що дозволяє користувачу записувати будь-яку інформацію на компакт-диск. У 1988 році компанією Tajyo Yuden був випущений перший у світі CD-R (Compact Disk Recordable - компакт-диск, що записується). Найбільшою складністю, з якою зіткнулися розробники записувальних приводів компакт-дисків, - це пошук матеріалів, що мають високу відбивну здатність. Компанія Tajyo Yuden успішно впоралася з поставленим завданням. Сплав золота і ціаніну, який вони використовували для таких приводів, мав відбиваючу здатність понад 70 %. Цією ж компанією розроблено метод нанесення активного органічного шару на поверхню диска, а також технологія поділу диска на доріжки.
Диски DVD, DVD-R, DVD-RW, CD, CD-R, та CD-RW виробляються різними фірмами: AMD, Amedia, Digitex, HP, Imation, MBI, Memorex, Philips, Smartbuy, Sony, TDK, Verbatim.
Будова DVD.
У грудні 1995 року 10 компаній, які об'єдналися у союз DVD Consortium, офіційно оголосили про створення єдиного уніфікованого стандарту – DVD. Абревіатура DVD спочатку розшифровувалась як Digital Video Disc (Цифровий відеодиск), але згодом її значення було змінено на Digital Versatile Disc (Цифровий двосторонній диск). Диск був повністю сумісний із стандартами Red Book (Червона книга) та Yellow Book (Жовта книга). DVD зовні ідентичний CD, але дозволяє записувати інформацію, більшу за об'ємом у 24 рази, тобто до 17 Гбайт. Це стало можливим завдяки зміні фізичних характеристик диска та застосуванню нових технологій. Відстань між доріжками зменшилася до 0,74 мкм, а геометричні розміри – до 0,4 мкм для одношарового диска і 0,44 мкм для двошарового диска. Збільшилася сфера даних, зменшилися фізичні розміри секторів. Знайшов застосування ефективніший код виправлення помилок – RSPC (Reed Solomon Product Code), стала можливою ефективніша бітова модуляція. Технологія DVD надає величезну кількість форматів та чотири типи конструктивного виконання двох розмірів. Диск такого стандарту може бути як одностороннім, і двостороннім. На кожній стороні може бути один або два робочі шари.
Запис одношарових DVD аналогічний запису CD, а ось запис двошарових дисків істотно відрізняється від описаного раніше процесу.
Двошарові диски DVD-2 і DVD-9 мають два робочі шари для запису інформації. Ці шари поділяються за допомогою спеціального напівпрозорого матеріалу. Для виконання своєї функції такий матеріал повинен мати взаємовиключні властивості: добре відображати лазерний промінь у процесі зчитування зовнішнього шару і одночасно бути максимально прозорим при зчитуванні внутрішнього шару. На замовлення корпорацій Philips і Sony компанія 3M створила матеріал, що відповідає таким вимогам: має коефіцієнт відображення 40% і необхідну прозорість. DVD мають товщину 0,6 мм. Для фізичної сумісності з CD на DVD додатково приклеювалася полікарбонатна підкладка завтовшки 0,6 мм.
Специфікація компакт-дисків не передбачає жодного механізму захисту від копіювання - диски можна вільно розмножувати та відтворювати. Однак, починаючи з 2002 року, різні західні звукозаписні компанії почали робити спроби створити компакт-диски, захищені від копіювання. Суть майже всіх методів зводиться до навмисного внесення помилок у дані, що записуються на диск, так, щоб на побутовому CD-плеєрі або музичному центрідиск відтворювався, а на комп'ютері – ні. У результаті виходить гра в кішки-мишки: такі диски читаються далеко не на всіх побутових плеєрах, а на деяких комп'ютерах - читаються, виходить програмне забезпечення, що дозволяє копіювати навіть захищені диски і т.д. випробовувати нові і нові методи.
Також існують магнітооптичні диски : FLOPTICAL = FLOPPY (дискета) + OPTICAL.
Поверхня магнітооптичного диска покрита спеціальним матеріалом, властивості якого змінюються під впливом температури та магнітних полів. Всі ці диски відрізняються один від одного діаметром і кількістю поверхонь, що працюють. Об'єм інформації – до 10 Гб.
Зовнішня пам'ять
Оптичні диски
Оптичні (лазерні) диски нині є найпопулярнішими носіями інформації. У них використовується оптичний принцип запису та зчитування інформації за допомогою лазерного променя.
Інформація на лазерному диску записується на одну спіралеподібну доріжку, що починається від центру диска і містить ділянки западин і виступів, що чергуються, з різною здатністю, що відображає.
При зчитуванні інформації з оптичних дисків промінь лазера, встановленого в дисководі, падає на поверхню диска, що обертається і відображається. Так як поверхня оптичного диска має ділянки з різними коефіцієнтами відбиття, відбитий промінь також змінює свою інтенсивність (логічні 0 або 1). Потім відображені світлові імпульси перетворюються за допомогою фотоелементів електричні імпульси.
У процесі запису інформації на оптичні диски застосовуються різні технології: від простого штампування до зміни здатності ділянок поверхні диска, що відбиває, за допомогою потужного лазера.
Існує два типи оптичних дисків:
CD-диски (CD - Compact Disk, компакт-диск), на який може бути записано до 700 Мбайт інформації; DVD-диски (DVD - Digital Versatile Disk, цифровий універсальний диск), які мають значно більшу інформаційну ємність (4,7 Гбайт), так як оптичні доріжки на них мають меншу товщину та розміщені щільніше.
DVD-диски можуть бути двошаровими (ємність 8,5 Гбайт), при цьому обидва шари мають поверхню, що відбиває, несучу інформацію.
Крім того, інформаційна ємність DVD-дисків може бути подвоєна (до 17 Гбайт), так як інформація може бути записана на двох сторонах.В даний час (2006 рік) на ринок надійшли оптичні диски (HP DVD та Blu-Ray), інформаційна ємність яких у 3-5 разів перевищує інформаційну ємність DVD-дисків за рахунок використання синього лазера з довжиною хвилі 405 нанометрів.
Накопичувачі оптичних дисків поділяються на три види:
- Без можливості запису- CD-ROM та DVD-ROM
(ROM – Read Only Memory, пам'ять тільки для читання).
на диски CD-R OM та DVD-ROM зберігається інформація, яка була записана на них у процесі виготовлення. Запис на них нової інформації неможливий.- З одноразовим записом та багаторазовим читанням -
CD-R і DVD±R (R - recordable, записуваний).
На дисках CD-R та DVD±R інформація може бути записана, але лише один раз. Дані записуються на диск променем лазера підвищеної потужності, який руйнує органічний барвник записуючого шару та змінює його відбивні властивості. Керуючи потужністю лазера, на записувальному шарі отримують чергування темних та світлих плям, які при читанні інтерпретуються як логічні 0 та 1.- З можливістю перезапису- CD-RW та DVD±RW
(RW - Rewritable, що перезаписується). На дисках CD-RW і DVD±RW інформація може бути записана і стерта багаторазово.
Записуючий шар виготовляється зі спеціального сплаву, який можна нагріванням приводити в два різні стійкі агрегатні стани, які характеризуються різним ступенем прозорості. При записі (стиранні) промінь лазера нагріває ділянку доріжки і переводить її в один із таких станів.
При читанні промінь лазера має меншу потужність і не змінює стан записуючого шару, а ділянки, що чергуються з різною прозорістю, інтерпретуються як логічні 0 і 1.Основні характеристики оптичних дисководів:
ємність диска (CD – до 700 Мбайт, DVD – до 17 Гбайт) швидкість передачі даних від носія в оперативну пам'ять- вимірюється в частках, кратних швидкості
150 Кбайт/сек для CD-дисководів (Така швидкість зчитування інформації була у перших CD-дисководів) та
1,3 Мбайт/сек для DVD-дисководів (Така швидкість зчитування інформації була у перших DVD-дисководів)
В даний час широкого поширення набули 52-швидкісні CD-дисководи - до 7,8 Мбайт/сек.
Запис CD-RW дисків проводиться на меншій швидкості (наприклад, 32-кратної).
Тому CD-дисководи маркуються трьома числами швидкість читання Х швидкість запису CD-R Х швидкість запису CD-RW (наприклад, «52х52х32»).
DVD-дисководи також маркуються трьома числами (наприклад, "16х8х6"Час доступу - час, необхідний пошуку інформації на диску, вимірюється в мілісекундах (для CD 80-400мс). При дотриманні правил зберігання (зберігання у футлярах у вертикальному положенні) та експлуатації (без нанесення подряпин та забруднень) оптичні носії можуть зберігати інформацію протягом десятків років.
Додаткова інформація про структуру дисків
Диск, створений промисловим способом, складається із трьох шарів. На основу диска, створеного із прозорого пластику методом штампування наноситься інформаційний візерунок. Для штампування є спеціальна матриця-прототип майбутнього диска, яка видавлює доріжки на поверхні. Далі на основу напилюється металевий шар, що відбиває, а потім зверху ще й захисний шар з тонкої плівки або спеціального лаку. На цей шар часто наносяться різні малюнки та написи. Інформація прочитується з робочого боку диска через прозору основу.
компакт-диски, що записуються і перезаписуються, мають додатково ще один шар. У таких дисків основа не має інформаційного візерунка, але між основою і шаром, що відбиває розташований реєструючий шар, який може змінювати під впливом високої температури. При записі лазер розігріває задані ділянки реєструючого шару, створюючи інформаційний візерунок.
DVD-диск може мати два реєструючі шари. Якщо один з них виконується за стандартною технологією, то інший - напівпрозорий, наноситься нижче за перший і має прозорість близько 40%. Для зчитування двошарових дисків використовуються складні оптичні головки зі змінною фокусною відстанню. Промінь лазера, проходячи через напівпрозорий шар, спочатку фокусується на внутрішньому інформаційному шарі, а після завершення його читання перефокусується на зовнішній шар.
