Что такое сидиром в компьютере. Что вы должны знать о дисках CD-ROM, CD-R и CD­RW

В период 1994-1995 годах в базовую конфигурацию персональных компьютеров перестали включать дисководы гибких дисков диаметром 5,25 дюйма, но вместо них стандартной стала считаться установка дисковода CD-ROM, имеющего такие же внешние размеры.

Аббревиатура CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) переводится на русский язык как постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска . Принцип действия этого устройства состоит в считывании числовых данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска. Цифровая запись на компакт-диске отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью, и стандартный компакт-диск может хранить примерно 650 Мбайт данных.

Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относят к аппаратным средствам мультимедиа.

Сегодня мультимедийные издания завоевывают все более прочное место среди других традиционных видов изданий. Так, например, существуют книги, альбомы, энциклопедии и даже периодические издания (электронные журналы), выпускаемые на СD-ROM.

Основным недостатком стандартных дисководов CD-ROM является невозможность записи данных, но параллельно с ними существуют и устройства однократной записи CD-R (Compact Disk Recorder), и устройства многократной записи CD-RW .

Основным параметром дисководов CD-ROM является скорость чтения данных. Она измеряется в кратных долях. За единицу измерения принята скорость чтения в первых серийных образцах, составлявшая 150 Кбайт/с. Таким образом, дисковод с удвоенной скоростью чтения обеспечивает производительность 300 Кбайт/с, с учетверенной скоростью - 600 Кбайт/с и т. д. В настоящее время наибольшее распространение имеют устройства чтения CD-ROM с производительностью 48х-52х. Современные образцы устройств однократной записи имеют производительность 16х-32х, а устройств многократной записи - до 32х.

К 1995 году фирмами Philips и Sony был разработан компакт диск повышенной емкости Multimedia CD. Toshiba и еще несколько компаний, создали другую технологию компакт дисков и тоже повышенной емкости. Началась битва за рынок. Тогда две крупнейшие группы, CITWG (Computer Industry Technical Working Group) и HVDAG (Hollywood Video Disc Advisory Group), объединились для борьбы против появления этих несовместимых стандартов. В 1995 году общими усилиями был создан новый стандарт – DVD . Он предназначался в первую очередь для киноиндустрии, как заменитель видеокассет и поэтому аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disc . Затем этот формат переименовали в Digital Versatile Disc – цифровой универсальный диск. Однако в 1997 году фирмы Philips и Sony вышли из консорциума. В последствии их примеру последовали и другие производители DVD.

На данный момент существует несколько форматов DVD и это привносит на рынок некоторую сумятицу т. к. не все форматы совместимы. Существуют DVD – R, DVD – ROM, DVD – RAM, DVD – RW. Приводы DVD – ROM без специальной доводки не могут читать диски DVD – RAM (за исключением DVD-ROM так называемого третьего поколения, выпускаемыми с середины 1999 года). Но приводы DVD – RAM могут читать DVD – ROM, а также CD – R и CD – RW. Привод DVD + RW совместим только с DVD – ROM и с обычными CD. А формат DVD + RW вообще не признается многими производителями. Устройства DVD-ROM первого поколения использовали режим CLV и считывали с диска со скоростью 1.38 Мб/с (в традиционном обозначении для DVD это 1х). Устройства второго поколения могли читать DVD с вдвое большей скоростью - 2х (2.8 Мб/с). Современные DVD-ROM - устройства третьего поколения - используют режим контроля вращения (CAV) с максимальной скоростью чтения 4х-6х (5.5 - 8.3 Мб/с) и более.

Основные отличия стандарта DVD от CD:

1) используется лазер с меньшей длиной волны. Если в накопителях CD – ROM длина волны равна 780-нанометров, то в накопителях DVD – 635 нанометров. Это позволяет уменьшить длину штриха и повысить скорость считывания данных.

2) вследствие применения более совершенных материалов, DVD используют для записи данных в два слоя на одной стороне диска или по одному слою, но с двух сторон диска или по два слоя с двух сторон диска, в зависимости от формата DVD. Емкость дисков варьируется от 2,6 Gb до 17 Gb.

3) используется совершенно новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция каналов. Теперь давайте-ка, более подробно о слоях.

Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный)

Это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.

Single Side/Dual Layer (односторонний/двуслойный)

Этот тип дисков имеет два слоя данных, один из которых полупрозрачный. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.

Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный)

На таком диске помещается 9.4 Гб данных (по 4.7 Гб на каждой стороне). Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Между тем, из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.

Double Side/Double Layer (двусторонний/двуслойный)

Структура этого диска обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).

Толщина DV диска равна 0.6мм, что в половину меньше толщины стандартного диска CD. Это дает возможность соединить два диска обратными сторонами и получить двухсторонний диск по толщине равный обычному CD. По другой технологии, создается второй слой для размещения данных, это позволяет увеличить емкость одной стороны диска. Первый слой делается полупрозрачным, таким образом, лазерный луч может проходить через него и отражаться уже от второго слоя.

Кроме всего прочего, DV диски имеют возможность увеличить плотность записи. Для этого производители идут различными путями:

1. применяют более совершенный лазер

2. уменьшают длину штриха

3. уменьшают расстояние между витками

4. увеличивают область данных без изменения общих размеров диска

5. увеличивают эффективность ECC

6. применяют более эффективную модуляцию

Теперь о перезаписываемых дисках. К ним относиться формат DVD – RAM. В таких дисках используется материал разработанный инженерами фирмы TDK и называется он AVIST. Принцип записи практически тот же, что и у CD. Важнейшие достоинства дисков формата DVD-RAM - это возможность перезаписи до 100 000 раз и наличие механизма коррекции ошибок записи. На дисках DVD+RW можно записать как потоковое видео или звук, так и компьютерные данные. Диски формата DVD+RW могут быть перезаписаны около 1000 раз, но формат DVD+RW продвигается только его разработчиками - компаниями Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical, Philips, Ricoh, Sony и Yamaha и не поддержан DVD-форумом. DVD-RW - формат многократной записи, разработанный компанией Pioneer. Диски формата DVD-RW вмещают 4,7 ГБ на одну сторону, выпускаются в односторонней и двусторонней модификациях и могут быть использованы для хранения видео, аудио и других данных. Диски формата DVD-RW могут быть перезаписаны до 1000 раз. В отличие от форматов DVD+RW и DVD-RAM диски DVD-RW могут быть прочитаны на приводах DVD-ROM первого поколения.

Большим достижением в обеспечении совместимости в технологии DVD стала принятая в 2000 году единая файловая система MicroUDF. Файловая система MicroUDF - это адаптированная для применения в DVD версия файловой системы UDF (Universal Disk Format), которая, в свою очередь, основана на международном стандарте ISO-13346. Эта файловая система постепенно идет на смену устаревшей ISO9660, созданной в свое время для использования в компакт-дисках. На переходный период (пока не выйдут из обращения компьютерные устройства и диски, работающие в формате ISO9660) будет использоваться файловая система UDF Bridge, которая является некоторой комбинацией MicroUDF и ISO9660. Для записи Audio/Video DVD дисков может использоваться только MicroUDF.

Для защиты от нелегального копирования разработаны две спецификации: DVD-R(A) и DVD-R(G). Две эти версии одной спецификации используют различную длину волны лазера при записи информации. Таким образом, диски могут быть записаны только на соответствующем их спецификации оборудовании. Воспроизведение дисков может осуществляться одинаково успешно на любом оборудовании, поддерживающем формат DVD-R. DVD-R(A) (DVD-R for Authoring) используется в профессиональных приложениях. В частности, поддержка специального формата (Cutting Master Format) позволяет применять эти диски для записи исходной реплики информации (пре-мастеринг) вместо обычного использования для этих целей DLT лент.

DVD-R(G) (DVD-R for General) предназначена для более широкого применения. Диски этого формата защищены от возможности побитового копирования на них информации с других дисков. Формат поддерживается в устройствах массового хранения (например, в роботизированных DVD библиотеках, предлагаемых самой компанией Pioneer).

Прочтение информации происходит с помощью сфокусированного пучка лазерного луча.

Теперь посмотрим, как же устроен этот DVD Rom. Сегодня он еще актуален, поскольку до сих пор многие используют в качестве носителей информации диски. Поэтому нужно ориентироваться в этом вопросе. Но на другие приводы пока обращать внимания не будем.

Вообще, только появление высоких технологий позволили сделать такую вещь как оптический привод. Диск имеет отражающий слой, на котором и фокусируется лазерный луч. Он должен быть безупречно точным и направленным. Слой на диске нам кажется ровным и блестящим, но там есть микроскопические впадины, которые и являются ничем иным как записанной информацией. Лазерный луч считывает отраженный свет от этих «неровностей».

Прежде всего, порядок

Но, чтобы было все-таки понятнее, будем рассматривать все по порядку.

Все ли знают, что обозначают известные уже нам аббревиатуры? Думается, что нет. Поэтому, сначала разберемся с этим.

• Сокращенное слово CD Rom это компакт диск. Полное название Compact Disc Read-Only Memory и используется он только для чтения.
• Так же короткое DVD Rom это диск уже более универсальный. Однако и он используется только для чтения. Полное название Digital Versatile Disc read only memory.
• Есть ее «голубой луч» или Blu-ray. На этот диск информация записывается коротковолновым лазерным лучом, сине-фиолетового цвета.

На снимке хорошо видно, что именно мы называем DVD оптическим приводом.

Установить самостоятельно DVD Rom просто. Обычно трудностей не вызывает. Но важно, чтобы стандарт подключения совпадал с устройством. Стандартов два: «SATA» и «IDE».

Первый считается наиболее современным, а второй уже устаревшим.

Самое главное обозначено цифрами в порядке от одного до трех.

• Первой обозначена секция «master/slave» перемычки на диске.
• Под вторым номером штырьковый интерфейс для подключения устройств «ATA/ATAPI». Все девятнадцать отверстий.
• В третий разъем из четырех контактов подключается «molex».

А теперь внимание обратим на тыльную сторону. Это стандарт «SATA» DVD Rom привода.

• В первый разъем подключается кабель питания, состоящий из пятнадцати контактов.
• Во второй разъем устанавливается кабель передачи данных. Он плоский и короткий. Подключение происходит к контролеру «SATA», находящемуся на материнской плате.

Надо обязательно заметить, что не все устройства имеют DVD Rom привод. Например, нетбук или планшет. В этом случае выручит такой оптический привод как USB DVD Rom. Ведь вставить диск, в случае смены операционной системы, например, некуда. Тогда оптический привод подключается через USB порт.

Ситуации, когда такая разновидность оптического привода необходима, не редки. Например, на этот нетбук требуется установка операционной системы, что и возможно сделать с помощью этого USB привода.

Как записывается информация?

Как происходит запись на грампластинки более или менее представляют многие. Сначала запись на CD диски происходила похожим образом. И название пластинок было CD-R (Recordable). Записать что-то второй раз на такую пластинку было невозможно. Но потом диски становись все, более совершенными и стало возможно информацию перезаписывать по нескольку раз. Это диски CD-RW (ReWritable). И все дело в нюансах производства. Раньше запись происходила непосредственно на слой пластика. Теперь же делался слой из сплава металлов. И слой этот под воздействием лазерного луча способен менять свойства. Можно даже заметить на поверхности темные и светлые полосы. Эта технология позволяет переписывать информацию много раз, может даже и тысячу раз.

Пластина диска имеет слой, на который и производится запись. Этот слой можно увидеть на всех дисках для записи и перезаписи. Если диск нельзя перезаписать, то определить это можно по слою на пластине. Если диск записан, то слой поменяет цвет. Процесс происходит от воздействия лазерного луча, и он необратим.

Диски для перезаписи снабжены слоем сплава, способного менять отражающий слой под воздействием все того же лазерного луча.

Все диски имеют стандартный размер диаметра в 120мм. Толщина не превышает 1,2 мм. В центре обязательно отверстие небольшого диаметра в 15 мм. Поверхность диска ни в коем случае не должна иметь никаких царапин. И для предотвращения этого на внешней стороне диска есть выступ. Он небольшой 0,2 мм, но строго выполняет свои функции. На ровной поверхности диск уже не получит никаких повреждений.

Любой диск это многослойный пирог. Но пирог толщину имеет чуть больше миллиметра. Однако каждый слой имеет свою функцию и выполняет ее. Посмотрите, как выглядит диск на схеме и сколько слоев он имеет из различных материалов.

Какой бы сложной с нашей точки зрения не была информация, вся она будет записана в виде питов и лендов. На самом деле это углубления (pit) и поверхность (lands). В общем получается волнообразная дорожка. Углубления вдавливаются в слой поликарбоната, а плоскость остается неизменной. Когда луч фокусируется на дорожке, то свет от плоскости и выпуклостей отражается по-разному. И разница бывает едва заметной, но все это фиксируется.

Если говорить более простым языком, то вся информация выглядит как ноль – плоскость и единица – бугорок.

Обратите внимание, как это выглядит под сильным увеличением.

Теперь видите что на поверхности, которая кажется идеально ровной?

DVD Rom производит запись и чтение информации, используя красный лазер. Длина волны измеряется в нанометрах и составляет 650нм. А вот шаг составляет всего 0,74 микрометра. Для сравнения в CD дисках все показатели в два раза больше. Понятно, что уменьшение лазерной волны и позволило более точно «рассматривать» поверхность диска, и фиксировать все питы. Постоянное уменьшение и сделало DVD диск практически безразмерным. Одно время, когда там стало помещаться больше, чем 4 гигабайта информации, это выглядело фантастически!

Вот некоторые цифры для сравнения.

В диске DVD, по сравнению с CD размер пиитов составляет 0,4 микрон против 0,83.

CD диск имеет дорожку шириной 1,6 микрон, в диске DVD всего 0,74.

Некоторые диски могут вместить просто огромный объем информации. Например:

• двусторонние,
• двухслойные.

Некоторые диски могут быть как двухслойными, так и двухсторонними. Такой бутерброд вместит все 17 гигабайт.

Подробнее о каждом

Двухслойные DVD диски производятся методом прессования первого слоя. Потом второй слой наносят напылением сверху. Напыление полупрозрачное. Лазерный луч, когда считывает информацию, фокусируется на каждом слое, переходя с одного на другой автоматически.

Если диск DVD двухслойный, то толщина каждого слоя достигает 0,6 мм. При склеивании слоев получаются все те же 1,2 мм. Это очень похоже на пластинку, прослушав одну сторону можно ее перевернуть.

На схеме это выглядит так:

Схема диска

Синий луч

Помните о Blu-ray дисках? Они как-то отличаются от привычных уже DVD и CD дисков. Они читаются с помощью сине-фиолетового лазерного луча. Длина его меньше, чем требуется для чтения дисков DVD Rom и CD Rom (RW). Для них используется луч длиной 650 и 780 нанометров соответственно. А для диска Blu-ray луч нужен длиной всего 405 нм. И все потому, что технологии с использованием красного луча лазера можно сказать достигли предела. А вот сине-фиолетовый луч это настоящий скачок в развитии.

Для такого луча и ширина дорожки требуется меньше, потому и количество информации можно записать больше. Однако из-за тонкости рельефа на информационном слое считывать записи на большой скорости стало труднее. Поэтому пришлось уменьшить защитный слой из поликарбоната. Раньше он был 0,6, а теперь 0,1 мм. В результате повысилась скорость работы и точность считывания информации.

На таблице ниже можно увидеть, с какой скоростью могут работать оптические приводы Blu-ray.

Лабораторная работа № 4

Тема: Дисковод (привод)

Цель: Знать внутренности привода, как работает, DVD – диски.

Пояснение к работе.

Устpойство пpивода CD-ROM.

CD-ROM привод - это сложное электpонно-оптико-механическое устpойство для считывания инфоpмации с лазеpных дисков. Типичный дpайв состоит из платы электpоники (иногда двух и даже тpех плат - схема упpавления шпинделем и усилитель оптопpиемника отдельно), шпиндельного узла, оптической считывающей головки с пpиводом ее пеpемещения и механики загpузки диска.

Типовой привод состоит из платы электроники, шпиндельного двигателя, системы оптической считывающей головки и системы загрузки диска. Hа плате электроники размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контpоллеpом компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала. Большинство приводов использует одну плату электроники, однако в некоторых моделях отдельные схемы выносятся на вспомогательные небольшие платы.

Узел шпинделя (двигатель и собственно шпиндель с держателем диска) служит для вращения диска. Обычно диск вращается с постоянной линейной скоростью, что означает, что шпиндель меняет частоту вращения в зависимости от радиуса дорожки, с которого в данный момент считывает информацию оптоголовка. При перемещении головки от внешнего радиуса диска к внутреннему диск должен быстро увеличить скорость вращения примерно вдвое, поэтому от шпиндельного двигателя требуется хорошая динамическая характеристика. Двигатель используется как для разгона, так и для торможения диска.

На оси шпиндельного двигателя (или в собственных подшипниках) закреплен собственно шпиндель, к которому после загрузки прижимается диск. Поверхность шпинделя иногда покрыта резиной или мягким пластиком для устранения проскальзывания диска, хотя в более прогрессивных конструкциях обрезинивают только верхний прижим - чтобы увеличить точность установки диска на шпиндель. Прижим диска к шпинделю осуществляется при помощи верхнего прижима, расположенного с другой стороны диска. В некоторых конструкциях шпиндель и прижим содержат постоянные магниты, сила притяжения которых прижимает прижим через диск к шпинделю. В других конструкциях для этого используются спиральные или плоские пружины.

Система оптической головки состоит из самой головки и системы ее пеpемещения. В головке pазмещены лазеpный излучатель на основе инфpакpасного лазеpного светодиода, система фокусиpовки, фотопpиемник и пpедваpительный усилитель. Система фокусиpовки пpедставляет собой подвижную линзу, пpиводимую в движение электpомагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой гpомкоговоpителя. Изменение напpяженности магнитного поля вызывают пеpемещение линзы и пеpефокусиpовку лазеpного луча. Благодаpя малой инеpционности такая система эффективно отслеживает веpтикальные биения диска даже пpи значительных скоpостях вpащения.

Система пеpемещения головки имеет собственный пpиводной двигатель, пpиводящий в движение каpетку с оптической головкой пpи помощи зубчатой либо чеpвячной пеpедачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напpяжением: пpи чеpвячной пеpедаче - подпpужиненные шаpики, пpи зубчатой - подпpужиненные в pазные стоpоны паpы шестеpней. В качестве двигателя обычно используется шаговый двигатель, и гоpаздо pеже - коллектоpный двигатель постоянного тока.

Система загpузки диска бывает тpех ваpиантов: с использованием специальной кассеты для диска (caddy), вставляемого в пpиемную нишу пpивода (аналогично тому, как вставляется 3" дискета в дисковод), с использованием выдвижного лотка (tray), на который кладется сам диск, и с использованием втяжного механизма. Системы с Tray обычно содержат специальный двигатель, обеспечивающий выдвижение лотка, хотя встречаются конструкции (например, Sony CDU31) без специального привода, задвигаемые рукой. Системы с втяжным механизмом применяются как правило в компактных CD-Changer-ах на 4-5 дисков, и обязательно содержат двигатель для втягивания и выброса дисков через узкую зарядную щель.

На передней панели привода обычно расположены кнопка Eject для загрузки/выгрузки диска, индикатор обращения к приводу и гнездо для подключения наушников с электронным или механическим регуля- тором громкости. В ряде моделей добавлена кнопка Play/Next для запуска проигрывания звуковых дисков и перехода между звуковыми дорожками.

Большинство приводов также имеет на передней панели небольшое отверстие, предназначенное для аварийного извлечения диска в тех случаях, когда обычным способом это сделать невозможно - например, при выходе из строя привода лотка или всего CD-ROM, при пропадании питания и т.п. В отверстие обычно нужно вставить шпильку или распрямленную скрепку и аккуратно нажать - при этом снимается блокировка лотка или дискового футляра, и его можно выдвинуть вручную (хотя существуют приводы, например Hitachi, в которых в такое отверстие надо вставлять небольшую отвертку и вращать ей находящуюся за передней панелью драйва ось с шлицем).

Принцип работы DVD привода

Из чего состоит?

1. Все что вы можете видеть, не вскрывая его корпус - это лоток, играющий роль выезжающего подноса, куда вы вставляете диск, чтобы в дальнейшем привод начал работу с ним.

2. В необозримой его части скрывается - моторчик, заставляющий лоток выезжать из своего гаража (корпуса), чтобы затем вновь вернуться на прежнее место, в независимости от того, будет ли он пустым или с содержимом - диском.

3. Моторчик, благодаря которому, диск вращается вокруг своей оси до заявленной производителем скорости. Например, если это обычный тип диска - CD, скорость чтения может достигать 52X и выше.

4. Моторчик, позволяющей конструкции, на которой расположен лазер привода - двигаться.

5. Плата - играющая основную роль в функционировании. Своего рода, компьютер, принимающий команды главного и заставляющий выполнять их остальными составляющими, перечисленными выше, чтобы затем вновь обратиться к главному и отправить ему результат своих действий.

Как работает?

1. Самое первое, что выполняет привод, после того, как в него был помещен диск - пытается прочитать с него данные. Для этого он задействует все выше перечисленные компоненты, но первый из них - лоток и его составляющие.

2. Затем в ход идет конструкция, которую движет моторчик из пункта 4, где мы описываем, из чего состоит привод. На ней размещен лазер, который выбрасывает «световой пучок».

3. Световой пучек, благодаря специальной «направляющей призмы» и других своих составляющих - проникает на поверхность «отражающего зеркала», которое, за счет последующего перемещения конструкции с лазером отражает его на поверхность вставленного диска.

4. Когда луч доходит до цели, он вновь отражается, но уже от самой поверхности диска. Отраженный от диска луч вновь оказывается у «отражающего зеркала». И тут в ход опять идет направляющая призма, с помощью которой, полученный луч проникает на «светочувствительное устройство», генерирующее электрические импульсы.

5. Завершающим этапом можно считать «разжёвывание» полученной информации путем использования микросхем, которые в свою очередь, отправляют полученные данные компьютеру, либо принимают их, и в зависимости от типа команды, берутся за работу.

Емкость дисков DVD (слои и стороны)

В настоящее время существует четыре основных типа дисков DVD, которые классифицируются по количеству сторон (одно- или двухсторонние) и слоев (одно- и двухслойные).

· DVD-5 - односторонний однослойный диск емкостью 4,7 Гбайт. Состоит из двух соединенных друг с другом подложек. Одна из них содержит записанный слой, который называется нулевым слоем, вторая совершенно пуста. На однослойных дисках обычно используется алюминиевое покрытие.

· DVD-9 - односторонний двухслойный диск емкостью 8,5 Гбайт. Состоит из двух штампованных подложек, соединенных таким образом, что оба записанных слоя находятся с одной стороны диска; с другой стороны располагается пустая подложка. Внешний (нулевой) штампованный слой покрыт полупрозрачной золотой пленкой, которая отражает лазерный луч, сфокусированный на данном слое, и пропускает луч, который сфокусирован на нижнем слое. Для считывания обоих слоев используется один лазер с изменяемой фокусировкой.

· DVD-10 - двухсторонний однослойный диск емкостью 9,4 Гбайт. Состоит из двух штампованных подложек, соединенных друг с другом тыльными сторонами. Записанный слой (нулевой слой на каждой стороне) обычно имеет алюминиевое покрытие. Обратите внимание, что диски этого типа являются двухсторонними; считывающий лазер находится в нижней части накопителя, поэтому для чтения второй стороны диск необходимо извлечь и перевернуть.

· DVD-18 - двухсторонний двухслойный диск емкостью 17,1 Гбайт. Объединяет в себе два слоя записи на каждой стороне. Стороны диска, каждая из которых формируется двумя штампованными слоями, соединяются вместе тыльными частями друг к другу. Внешние слои (слой 0 на каждой стороне диска) покрыты полупрозрачной золотой пленкой, внутренние слои (слой 1 на каждой стороне) имеют алюминиевое покрытие. Отражательная способность однослойного диска составляет 45–85%, двухслойного - 18–30%. Различные отражающие свойства компенсируются схемой автоматической регулировки усиления (АРУ).

Контрольные вопросы:

1. Для чего нужен дисковод

2. Из чего состоит дисковод

3. Как работает привод

4. Какие фирмы приводов вы знаете.

5. Емкость DVD – дисков

Похожая информация.

— это устройство для чтения данных, которые записаны на оптическом компакт-диске.

Носителем информации на CD-диске является рельефная подложка из поликарбоната 120, 80 мм, на которую нанесен тонкий слой отражающего свет металла (алюминий, иногда золото). При записи матрицы компакт-диска лазерный луч «прожигает» в ней мельчайшие ямки — питы (Pit), оставляя отражающие поверхности металлического диска — лэнды (Land). После этого матрица (мастер-диск) отправляется в производственный цех, где с него штампуется много поликарбонатных копий. Потом рельефная основа металлизуется, добавляется еще один, более тонкий слой лака, защищающий металлический слой.

При чтении диска другой, считывающий луч отражается от участков-питов и лендов по-разному. Точнее, от питов он не отражается — ямки поглощают луч, не дают ему отразиться. Таким образом, пит дает сигнал «ноль», а лэнд — «единицу». А комбинация нулей и единиц и есть сутью любой компьютерной информации. От центра до края компакт-диска наносится одна дорожка шириной 0,4 мкм в виде спирали с шагом 1,6 мкм.

Вся поверхность компакт-диска разбита на три участка в виде колец, размещенных от центра до его края. Начальная область (Lead-In) размещена ближе к центру диска. При инициализации диска в персональном компьютере Lead-In-область считывается первой. В этой области записан заголовок диска таблица соднржаний (Table of Contents), таблица адресов всех записей, метка диска и некоторая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию на компакт-диске и занимает основную часть диска. Конечная область диска Lead-Out содержит метку конца диска.

Из чего состоит CD-ROM

Привод CD-ROM состоит из основных компонентов:

• электродвигателя, который вращает диск;
• оптической системы, которая состоит из лазерного излучателя, оптических линз и датчиков, предназначенной для считывания информации с поверхности компакт-диска,
• микропроцессоров, управляющих механикой привода, оптической системой и декодирования считанной информации в двоичный код.

Компакт-диск раскручивается электродвигателем. В нужной области позиционируется луч из лазерного излучателя при помощи оптической системы привода. Луч отражается от поверхности диска и проходит через призму на специальный датчик. Поток лучей превращается датчиком в электрический сигнал, который обрабатывается .

Емкость CD-ROM. Емкость CD-ROM составляет величину 650-700 Мбайт (на дисках диаметром 80 мм — 180-210 Мбайт). На дисках такого типа можно поместить 74 минуты аудиозаписи или до 2 часов видео телевизионного качества в формате MPEG-4.

Скорость передачи данных в CD-ROM. Скорость передачи данных (Data Transfer Rate) — это величина, характеризующая максимальную скорость, с которой привод передает считанные с компакт-диска данные в оперативную память. Скорость передачи данных увеличивается от начальных секторов к конечным. Скорость передачи внутреннего кольца диска называется Inside Data Transfer Rate, а внешнего — Outside Data Transfer Rate. В техпаспорте приводится внешняя скорость. Таким образом, привод Sony 52x — это 52 скоростной дисковод фирмы Sony. Данные читаются в 52 раза быстрее, чем в дисководах (либо обычного аудиопроигрывателя), скорость чтения которых составляет 150 кбайт/с. То есть, умножив 52 на 150 получаем скорость передачи данныхпривода Sony 52x равную 7800 кбайт/с.

Интерфейс CD-ROM. CD-ROM может иметь как стандартный интерфейс для подключения к разъему IDE (Е-IDE), так и SCSI (Small Computer System Interface).

Но CD-ROM диски даже в названии обозначены как устройства, предназначенные только для чтения данных. Однако сегодня существуют устройства, которые позволяют записывать такие диски самостоятельно — это дисководы CD-R и CD-RW.

«Конструктивные особенности приводов СD-ROM»

Введение

1. Конструктивные особенности приводов CD-ROM

2. Принцип работы дисковода CD-ROM

3. Цифровые интерфейсы

4. Подключение дисководов CD-ROM

5. Устройство CD (compactdisc)

Литература

Введение

Мир быстро меняется... Компьютер стал неотъемлемым атрибутом современной жизни, являясь информационным и развлекательным центром. Как известно, для любого информационного центра необходим оперативный ввод и вывод информации. На данном этапе развития IT-технологий и коммуникаций эту задачу берет на себя оптический метод записи, хранения и воспроизведения информации посредством приводов CD\DVD-ROM и оптических компакт дисков. Несомненно, существуют более привлекательные альтернативы, например, Flash-drive или внешний жесткий накопитель с интерфейсом USB, однако они еще не достигли своей массовости, как оптические приводы, поэтому мы их не рассматриваем. Итак, CD-ROM...

В начале 80-х годов голландская фирма " Philips "объявила о совершенной ею революцией в области звуковоспроизведения. Ее инженеры придумали то, что сейчас пользуется огромной популярностью - это лазерные диски и проигрыватели. В чем же состоит главное преимущество лазерного или компакт-диска? Прежде всего, это необычайно высокое качество воспроизведения информации. Поскольку при считывании компакт-дисков считывающим устройством является лазерный луч, а следовательно, между ним и диском нет механического контакта, то полностью отсутствуют посторонние шумы, шуршанье и треск свойственные обычным магнитным носителям. Таким образом, оптический метод хранения информации стал самым массовым и распространенным.

1. Конструктивные особенности приводов CD-ROM

Как известно, большинство накопителей бывают внешними и встраиваемыми (внутренними). Приводы компакт-дисков в этом смысле не являются исключением. Большинство предлагаемых в настоящее время накопителей CD-ROM являются встраиваемыми. Внешний накопитель стоит заметно дороже. Это легко объяснимо, так как в этом случае накопитель имеет собственный корпус и источник питания. Форм-фактор современного встраиваемого привода CD-ROM определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма.

На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска. Одним из самых распространенных является механизм загрузки CD-ROM с помощью tray-механизма. Tray-механизм действительно похож на поднос, который выдвигается из накопителя обычно после нажатия кнопки Eject. На него устанавливается компакт-диск, после чего “поднос” в накопитель задвигается посредством кнопки расположенной на передней панели привода. На передней панели привода, кроме того, расположены: индикатор работы устройства (busy), также предусмотрено отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject или подача электропитания приостановлена. Теперь поговорим о принципе работы CD-ROM.

2. Принцип работы дисковода CD-ROM

Принцип работы дисковода напоминает принцип работы обычных дисководов для гибких дисков. Поверхность оптического диска (CD-ROM) перемещается относительно лазерной головки постоянной линейной скоростью, а угловая скорость меняется в зависимости от радиального положения головки. Луч лазера направляется на дорожку, фокусируясь при этом с помощью катушки. Луч проникает сквозь защитный слой пластика и попадает на отражающий слой алюминия на поверхности диска. При попадании его на выступ, он отражается на детектор и проходит через призму, отклоняющую его на светочувствительный диод. Если луч попадает в ямку, он рассеивается и лишь малая часть излучения отражается обратно и доходит до светочувствительного диода. На диоде световые импульсы преобразуются в электрические, яркое излучение преобразуется в нули, слабое - в единицы. Таким образом, ямки воспринимаются дисководом как логические нули, а гладкая поверхность как логические единицы. Таким образом считывается информация.

Производительность CD-ROM обычно определяется его скоростными характеристиками при непрерывной передаче данных в течение некоторого промежутка времени и средним временем доступа к данным, измеряемыми соответственно в Кбайт/с и мс. В настоящий момент IT-технологии динамично развиваются, поэтому производительность приводов заметно возросла в отношении скорости чтения данных. Сегодня CD-ROM обладает как минимум 52х скоростью, что позволяет значительно быстрее считывать данные. Для повышения производительности дисководов их снабжают буферной памятью (стандартные объемы кэша: 64,128,256,512,1024,1536,2048 Кбайт) . Буфер дисковода представляет собой память для кратковременного хранения данных, после считывания их с CD-ROM, но до пересылки в плату контролера, а затем в ЦП. Такая буферизация дает возможность дисковому устройству передавать данные в процессор небольшими порциями, а не занимать его время медленной пересылкой постоянного потока данных. Например, согласно требованиям стандарта MPC уровня 2 накопитель CD-ROM удвоенной скоростью должен занимать не более 60% ресурсов ЦП.

Важной характеристикой дисковода является степень заполнения буфера, которая влияет на качество воспроизведения анимационных изображений и видеофильмов. Эта величина определяется как отношение числа блоков данных, переданных в буфер из накопителя и хранящихся в нем до момента начала их выдачи на системную шину, к общему числу блоков, которые способен вмещать буфер. Слишком большая степень заполнения может привести к задержкам при выдаче из буфера на шину; с дугой стороны, буфер со слишком малой степенью заполнения будет требовать больше внимания со стороны процессора. Обе эти ситуации приводят к скачкам и срывам изображения во время воспроизведения.

3. Цифровые интерфейсы

В настоящее время наиболее распространенными являются SCSI и IDE интерфейсы. Помимо этих интерфейсов существует масса других стандартов конкретных производителей, таких как Sony, Panasonic, Mitsumi, Matsushita, однако их роль весьма мала. В свою очередь оба интерфейса SCSI и IDE имеют усовершенствованные версии. Для SCSI это SCSI-2 и Fast SCSI-2, для IDE - интерфейс EIDE. Последний поддерживает два параллельных канала и по характеристикам занимает промежуточное место между SCSI и IDE. Интерфейс SCSI по сравнению с IDE в принципе является более быстрым по потенциальной скорости обмена данными с диском. Если учесть, что общая концепция вычислений постепенно сдвигается в сторону мультизадачной среды, когда одновременно требуется доступ как к жесткому диску, так и к устройству типа CD-ROM, использование интерфейса SCSI оказывается предпочтительнее.

4. Подключение дисководов CD-ROM

На сегодняшний день существует несколько способов подключения дисководов CD-ROM. Первый способ основан на том, что один канал интерфейса IDE может поддерживать два встроенных устройства. Накопитель CD-ROM подключают к плате ввода-вывода через интерфейс IDE вместе с жестким диском по принципу master/slave. Однако в этом случае снижается скорость обмена данными с жестким диском. Одним из способов решения этой проблемы является подключение устройств CD-ROM к различным каналам одного интерфейса EIDE или к двум различным котроллерам IDE. Если CD-ROM имеет SCSI интерфейс, то его соответственно подключают к SCSI контроллеру. Другим подходом является применение 32- битных драйверов дисководов CD-ROM вместо используемых в настоящее время 16- битных. Также не следует забывать, что современные материнские платы содержат встроенные контроллеры SCSI и IDE, что вообще исключает необходимость в дополнительной плате ввода-вывода для подключения дисководов CD-ROM.

5. Устройство CD ( compact disc )

Все CD-ROM имеют один и тот же физический формат изготовления и емкость 650 Мбайт. Диск диаметром 120 мм, толщиной 1,2 мм и центральным отверстием диаметром 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area) . За ней непосредственно следует заголовочная область (lead in area) , содержащая оглавление диска (table of content) . Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска шириной 3 мм.

Область хранения данных логически может содержать от 1 до 99 треков, однако разнородная информация не может быть смешанна на одном треке. Цифровая информация хранится на CD-ROM в виде чередующихся по ходу спирали ямок, нанесенных на поверхность полиуглеродного пластика. Ямка воспринимается лучом лазера как логический ноль, а гладкая поверхность как логическая единица.

СD-ROM изготавливается методом штамповки. Со стеклянной матрицы изготавливают пластиковую основу, после этого поверх пластика для отражения лазерного луча наносится слой алюминия, который в свою очередь покрывается защитным слоем лака. В CD-R для увеличения коэффициента отражения лазерного луча на пластик наносят слой золота, который покрывают красителем, затем на краситель наносят защитный слой лака.

В отличии от CD-R запись информации на CD-ROM производится в момент его изготовления т.е. штамповки. На СD-R информация записывается при помощи CD рекордера. Луч лазера выжигает на “тарелке” отверстие колоколообразной формы, что дает преимущество перед обычным CD-ROM, так как в такой ямке луч лазера рассеивается сильнее и меньшая часть излучения попадает в приемник. Однако после записи информации на CD-R, он фактически становится обычным компакт диском.

Вывод

Таким образом, мы рассмотрели основные принципы работы CD-ROM и оптический метод хранения информации. В настоящее время существует множество достойных альтернатив компакт дискам о которых упоминалось выше, но они еще не получили широкого распространения. Hа сегодняшний день оптические диски являются основными носителями информации, поскольку они имеют низкую стоимость, отличаются высоким качеством воспроизведения и массовым применением в бытовой электронике (DVD\ MP3 плееры, музыкальные центры). Тем более, сегодня грядет революция оптических приводов: стандартные CD\DVD-ROM сменяют Blue-ray и HDTV приводы, на носители которых возможно записать от 25 до 100 гигабайт информации, что несет новые возможности в компьютерных развлечениях, музыке и кино. Технология Blue-ray уже используется в SONYPlayStation 3, а также поддерживает телевидение высокой четкости, которое неизбежно входит в нашу жизнь. Данные факты указывают на то, что оптический метод хранения информации является не только самым распространенным, но и перспективным.