ЛЕКЦИЯ № 6 CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD CD-ROM.

ЛЕКЦИЯ № 6
CD-ROM, CD-R, CD-RW и DVD
CD-ROM. В последние годы большее распространение получают
накопители на оптических дисках (НОД). Благодаря маленьким размерам
(используются в основном компакт-диски диаметром 5,25"), большой
емкости (650-700 Mb) и надежности эти накопители становятся все более
популярными
Неперезаписываемые лазерно-оптические диски обычно называют
компакт-дисками ПЗУ – Compact Disk (СD-RОМ). На них возможна только
одноразовая запись информации.
Стандартный диск состоит из трех слоев: подложка из поликарбоната, на
которой отштампован рельеф диска, запыленное на нее отражающее
покрытие из алюминия, золота, серебра или другого сплава, и более тонкий
защитный слой поликарбоната или лака, на который наносятся надписи и
рисунки. Hекотоpые диски "подпольных" производителей имеют очень
тонкий защитный слой, либо не имеют его вовсе, отчего отражающее
покрытие довольно легко повредить.
Информационный рельеф диска состоит из одной спиральной дорожки,
идущей от центра к периферии (в отличии от магнитных дисков, где дорожки
- концентрические окружности), вдоль которой расположены углубления
(питы). Типичная длина пита 0,8-3,2 мкм, ширина 0,4 мкм, глубина 0,12 мкм.
Расстояние между отдельными дорожками 1,6 мкм. На одном дюйме
поверхности диска размещается 16 тыс. дорожек (для сравнения - на одном
дюйме магнитного диска помещается всего 96 дорожек).
Информация кодируется чередованием питов и промежутков между
ними. Рабочей является только одна поверхность СD-ROM. В проигрывателе
диск обращен защищенной поверхностью с этикеткой наружу.
противоположная (с записью) сторона используется для считывания
лазерным лучом. Луч проходит сквозь нее, так как основа диска - прозрачная
пластмасса. Толщина диска 1,2 мм, внешний диаметр 120 мм, диаметр
внутреннего отверстия 15 мм.
Считывание информации с СD-ROM, так же как и запись, происходит
при помощи лазерного луча, но разумеется меньшей мощности. Такой луч,
попадая на отражающий свет островок, через расщепляющую линзу
отклоняется на Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и
поглощается – фотодетектор фиксирует двоичный ноль.
Время доступа в разных оптических дисках колеблется от 30 до 300 мс,
скорость считывания информации от 150 до 1500 Кбайт/с. Информация на
компакт-диске записана с постоянной линейной плотностью, поэтому для
достижения постоянной скорости считывания скорость вращения изменяется
в зависимости от перемещения считывающей головки. Стандартная скорость
вращения диска - 500 об/мин при чтении с внутренних зон и 200 об/мин - при
чтении с внешних (информация записывается изнутри наружу).
При стандартной скорости вращения скорость передачи данных
составляет около 150 кб/с. В двух- и более скоростных CD-ROM диск
вращается с пpопоpционально большей скоростью, и пpопоpционально
повышается скорость передачи (напpимеp, 1200 кб/с для 8-скоpостного).
Из-за того, что физические параметры диска (неоднородность массы,
эксцентриситет и т.п.) стандартизированы для основной скорости вращения,
на скоростях, больших 4 - 6, уже возникают значительные колебания диска, и
надежность считывания, особенно для дисков нелегального производства,
может ухудшаться. Некоторые CD-ROM при ошибках чтения могут снижать
скорость вращения диска, однако большинство из них после этого не могут
возвращаться к максимальной скорости вплоть до смены диска.
На скоростях свыше 4000-5000 об/мин надежное считывание становится
практически невозможным, поэтому последние модели 10- и более
скоростных CD-ROM ограничивают верхний предел скорости вращения. При
этом на внешних дорожках скорость передачи достигает номинальной
(напpимеp, 1800 кб/с для 12-скоpостных моделей, а по мере приближения к
внутренним - падает до 1200-1300 кб/с.) Для более 12 скоростных CD-ROM
приводятся уже значения максимальных скоростей, т.к. при скоростях выше
12 может произойти физическое разрушение диска. Разрушение диска так же
может произойти и при некачественном его изготовлении, что приводит к
повышенной вибрации и в конечном случае его разрушению. В этом случае,
как правило, необратимо повреждается и дисковод (покупайте лицензионные
диски).
Всем хорош CD-ROM - и быстр, и удобен, и недорог. Один лишь
недостаток существует у этого устройства, который определён даже в
названии – это устройства только для чтения (помните ROM – Read Only
Memory – память только для чтения).
Однако сегодня существуют устройства, позволяющие записать такие
диски самостоятельно – это дисководы CD-R и CD-RW.
CD-R. Дисковод с возможностью однократной записи информации на
специальный диск. Запись на диски СD-R осуществляется благодаря
наличию на них особого светочувствительного слоя, выгорающего под
воздействием высокотемпературного лазерного луча. То есть перед нами нечто похожее на обычную фотографию. Существует несколько видов
носителей - "болванок" - для дисководов CD-R, отличающихся цветом
внутреннего слоя. Жёлтые диски именуются "золотыми", а синие и
зеленоватые - соответственно "серебром" и "платиной". Не стоит принимать
эти названия за чистую монету - понятно, что никакими драгметаллами
"болванки" не покрывают. Специалисты часто спорят, какой тип "болванок"
пригоден для той или иной задачи - например, "золотые" диски чаще всего
обвиняют в том, что сделанные на них копии AudioCD плохо читаются на
некоторых музыкальных центрах.
CD-RW. Дисковод с возможностью многократной записи информации.
Это устройство работает совершенно по другому принципу, чем CD-R и
использует совершенно другие диски. Конечно, в дисках CD-RW также
имеются поглощающие и отражающие свет участки. Однако это не бугорки
или ямки, как в дисководах CD-ROM и CD-R. Диск CD-RW представляет
собой как бы слоеный пирог, где на металлической основе покоится рабочий,
активный слой. Он состоит из специального материала, который под
воздействием лазерного луча изменяет своё состояние. Находясь в
кристаллическом состоянии, одни участки слоя рассеивают свет, а другие аморфные - пропускают его через себя, на отражающую металлическую
подложку. Благодаря такой технологии на диск можно записывать
информацию, а не только читать её.
При этом CD-RW - не вещь в себе: этот дисковод легко управляется не
только с дисками собственного формата, но и с дисками предыдущих
поколений - CD-ROM и CD-R. Причём последние он не только читает, но и
пишет! В любом - и односессионном, и мультисессионном (с возможностью
дописывания информации)- формате.
К характеристикам таких дисководов относятся скорость записи,
перезаписи и считывания информации (скоростная формула) которые
записываются после марки дисковода (например, 40/12/48).
Основными достоинствами НОД являются:
 сменяемость и компактность носителей;
 большая информационная емкость;
 высокая надежность и долговечность СD и головок считывания/записи
(до 50 лет);
 меньше (по сравнению с магнитными дисками) чувствительность к
загрязнениям и вибрациям;
 нечувствительность к электромагнитным полям.
Фирмы-производители CD-ROM: Panasonic, Creative, Samsung, Hitachi,
Pioneer, Teac и LG.
DVD. DVD - это семейство оптических дисков, одинакового размера с
компакт-дисками (CD), но значительно большей емкости хранения,
достигнутой за счет увеличения плотности записи.
В основе появления DVD дисков лежала идея разработать такой
носитель информации, который мог бы одинаково успешно использоваться в
звуковой и видео аппаратуре, в компьютерной технике, игровых приставках.
Это обеспечило бы сближение разных областей электроники.
Название DVD первоначально означало Цифровой Видео Диск (Digital
Video Disc). Позднее в связи с принятием решения о расширении функций
DVD аббревиатура стала читаться иначе - Цифровой Универсальный Диск
(Digital Versatile Disk).
О разработке формата DVD был официально объявлено в сентябре 1995
г. группой из 10 компаний: Hitachi, JVC, Matsushita, Mitsubishi, Philips,
Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner и Toshiba. В мае 1997 г. на базе этого
консорциума был создан DVD-форум - открытая для вступления
организация, насчитывающая сегодня более 200 членов.
Основные задачи этой организации - развитие и продвижение формата
DVD, выработка согласованных спецификаций, а также лицензирование
деятельности предприятий в области DVD технологии. В рамках форума
действуют специальные рабочие группы по различным аспектам DVD
технологии. На ряд спецификаций приняты международные стандарты.
Сегодня DVD - это уже широко распространенная, проверенная
временем и в тоже время динамично развивающаяся технология с огромным
потенциалом. Основные достоинства DVD:
 запись и воспроизведение высококачественного видео и аудио в
реальном
времени,
эффективная
работа
с
компьютерной
мультимедийной информацией, а также обеспечение эффективного
произвольного доступа к данным, хранимыми в виде множества
мелких файлов;
 большой объем диска (наиболее распространен объем диска до 4,7 ГБ
(около 2-х часов MPEG-2) на сторону для записи в один слой и 8,5 ГБ
на сторону для двухслойной записи, а при технологии использования
коротковолнового (синего) лазера 110 Гb и выше);
 возможность записи информации в два слоя на каждую из сторон;
 единая файловая система UDF;
 возможность записи и многократной перезаписи DVD дисков;
 обратная совместимость с существующими CD-дисками геометрические размеры DVD и CD дисков идентичны, все DVD
оборудование способно читать диски CD-Audio и CD-ROM
(спецификация MultyRead).
Технология DVD первоначально опиралась 3 основных формата,
наличие которых определено специфическими требованиями для различных
областей применения DVD:
 DVD-ROM используется для записи данных, в том числе
мультимедийных, используемых в компьютерных технологиях;
 DVD-Video применяется при записи видеоматериалов для их
дальнейшего просмотра на видеотехнике или с помощью
присоединенного к компьютеру DVD-ROM привода. Формат
обеспечивает защиту от нелегального копирования информации;
 DVD-Audio
используется
при
записи
высококачественного
многоканального звука. Кроме того, DVD-форумом рекомендована
дополнительная поддержка видео, графики и другой информации.
Эти форматы описывали диски, предназначенные только для чтения.
Информация на такие диски помещается один раз - в процессе их
производства. С развитием технологии DVD появились спецификации
дисков, обеспечивающие пользователям дисков запись и перезапись
информации. Однако основные участники форума не смогли договориться о
единой спецификации на такие диски из-за стремления сохранить
самостоятельный контроль над своими авторскими техническими
разработками. В результате появилось несколько конкурирующих
спецификаций. Развиваемые форматы DVD:
Только для
Для
Для одноразовой Для видеозаписи
чтения
многократной
записи
перезаписи
DVD-RAM
DVD+RW
DVD-R (G)
DVD-VR
(не поддержан
DVD-R (A)
DVD форумом)
DVD-RW
Разработчики не смогли достичь единого подхода при выработке
формата записываемых дисков. Конкуренция предопределила отсутствие
поддержки одним устройством нескольких записывающих форматов.
Поэтому диски, записанные в одном из форматов, как правило, не читаются
на приводах других записываемых форматов.
Некоторые устройства могут не понимать тот формат дисков DVD,
который был предложен уже после их выпуска. Естественно, бытовая
электроника может быть ориентирована на вполне конкретный сегмент
потребительского рынка (DVD-Audio, DVD-Video, оба формата), и не
обязательно должна обеспечивать чтение компьютерных дисков, что и
определено DVD-форумом. В то же время компьютерные дисководы
одинаково хорошо работают с видео, аудио, мультимедийными и другими
компьютерными дисками. Характеристики и основные параметры DVD
дисков последних модификаций представлены в нижеследующих таблицах.
Количество
Количество
Формат
Спецификация
слоев на
Емкость, ГБ*
сторон
сторону
4.7, или более
DVD-5
1
1
2 часов видео
8.5, или более
DVD-9
1
2
4 часов видео
9.4, или более
DVD-10
2
1
4,5 часов
DVD-Video и
видео
DVD-ROM
13.2, или
DVD-14
2
1+2
более 6,5
часов видео
17.1, или
DVD-18
2
2
более 8 часов
видео
1
1
2.6
DVD-RAM 1.0
2
1
5.2
DVD-RAM
(DVD-VR)
1
1
4.7
DVD-RAM 2.0
2
1
9.4
DVD-R 1.0
1
1
3.9
DVD-R
1
1
4.7
DVD-R 2.0
2
1
9.4
DVD-ROM
DVD-Video
DVD-Audio
DVD-RW
1
2
DVD-RW 2.0
1
1
4.7
9.4
Тип диска
Параметр
DVD-ROM
DVDRAM
DVD-RW
DVD+ RW
DVD-R
4,7 ГБ
4,7 ГБ
4,7 ГБ
4,7 ГБ
4,7 ГБ
650
650
650
650
650 (G)
635 (A)
Способ
записи
Оттиск с
матрицы при
производств
е
Смена
фазы
Смена
фазы
Смена
фазы
Смена
цвета
красителя
Форма
записи
Не
применимо
Wobbled
groove
Wobbled
groove
Wobble
pre-groove
0.74 мкм
0.74 мкм
Емкость
одной
стороны
Длина волны
лазера
Межтрековое
расстояние
Минимальна
я длина пита
0,74 мкм
0,40
Форматы
DVD
дисков
DVDROM
DVDR(G)
DVDR(A)
DVDRAM
0,28
Не
применимо
35
до 8,31 МБ/с
(чтение)
2,77
МБ/с
Число зон
Скорость
записи
данных
Стоимость
одностороннего диска
(дисковода)
Wobble
d Land&
Groove
0.615
мкм
0,40
Не
применим
о
Не
применим
о
Не
применим
о
11-26
Mbit/s,
2,77 МБ/с
$2030($500
)
$10-15
($1000)
Типы DVD приводов
DVD- DVD- DVD- DVD- DVD+ DVD- DVDDVDRAM RW
R(G) R(A)
RW Video Audio player(универ.)
ч з ч з ч з ч з ч з ч з ч з
ч
з
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
-
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
-
+
?
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
+
+
-
-
-
+
-
+
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
+
-
DVD-RW
DVD+RW
DVDVideo
DVDAudio
DVDAudioV
+
-
-
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
-
+
+
-
+
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
-
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
-
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
-
-
+
-