Базовым элементом привода компакт дисков не является
Обновлено: 07.07.2024
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 и DVD относятся к встраиваемым. Внешний накопитель, как правило, стоит заметно дороже. Форм-фактор современного встраиваемого CD-ROM (DVD-ROM) определяется двумя параметрами: половинной высотой (Half-High, HH) и горизонтальным размером 5.25 дюйма. Таким образом, для установки подобного накопителя в компьютер требуется свободный монтажный отсек 5.25 дюйма.
На передней панели каждого накопителя имеется доступ к механизму загрузки компакт-диска в привод. Также там расположены индикатор работы устройства (обычно Busy), гнездо для подключения наушников или стереосистемы (для прослушивания аудиодисков), а также регулятор громкости (также для аудио-CD). Кроме того, при использовании контейнера на передней панели имеется отверстие, с помощью которого можно извлечь компакт-диск даже в аварийной ситуации, например, если не срабатывает кнопка Eject.
На задней панели практически всех без исключения приводов CD-ROM находятся, по крайней мере три разъема: интерфейсный, питания и аудио. Назначение первых двух, видимо, не вызывает вопросов. Разъем для вывода звука позволяет подключать привод к звуковой карте. Это удобно при прослушивании аудиодисков, поскольку не требует переключения акустической системы или наушников с одного гнезда на другое.
Кроме этих разъемов при использовании SCSI-интерфейса с задней панели привода доступны также резисторы-терминаторы устройства и набор перемычек (jumpers), или переключателей (switches), которые определяют номер устройства и режим работы. Не следует забывать, что резисторы-терминаторы должны быть установлены на host-адаптере SCSI и приводе компакт-дисков, если к шине интерфейса не подключены другие устройства.
В приводе компакт-дисков можно выделить несколько базовых элементов: лазерный диод, сервомотор, оптическую систему (включающую в себя расщепляющую призму) и фотодетектор.
И так, считывание информации с компакт-диска, так же как и запись, происходит при помощи лазерного луча, но, разумеется, меньшей мощности. Сервомотор по команде внутреннего микропроцессора привода перемещает отражающее зеркало. Это позволяет точно позиционировать лазерный луч на конкретную дорожку. Такой луч, попадая на отражающий свет островок, через расщепляющую линзу отклоняется на фотодетектор, который интерпретирует это как двоичную единицу. Луч лазера, попадающий во впадину, рассеивается и поглощается - фотодетектор фиксирует двоичный ноль (цифровая информация представляется чередованием впадин (не отражающих пятен) и отражающих свет, островков). В качестве отражающей поверхности компакт-дисков обычно используется алюминий. Разумеется, вся поверхность компакт-диска покрыта прозрачным защитным слоем.
В отличие от, например, винчестеров, дорожки которых представляют собой концентрические окружности, компакт-диск имеет всего одну физическую дорожку в форме непрерывной спирали, идущей от внутреннего диаметра к наружному. Тем не менее, одна физическая дорожка может быть разбита на несколько логических.
В то время, как все магнитные диски вращаются с постоянным числом оборотов в минуту, т.е. с неизменной угловой скоростью (CAV, Constant Angular Velocity), компакт-диск вращается обычно с переменной угловой скоростью, чтобы обеспечить постоянную линейную скорость при чтении (CLV, Constant Linear Velocity). Таким образом, чтение внутренних секторов осуществляется с увеличенным, а наружных - с уменьшенным числом оборотов. Именно этим обусловливается достаточно низкая скорость доступа к данным для компакт-дисков по сравнению, например, с винчестерами.
В последнее время появились так называемые перезаписываемые компакт-диски CD-R (CD-Recordable). Носители типа CD-R могут быть записаны самим пользователем на специальном CD-R-приводе. В основном здесь применяются технологии, основанные на изменении отражающих свойств вещества подложки компакт-диска под действием луча лазера. Кстати, надо заметить, что перезаписываемые компакт-диски в несколько раз дороже обычных. Дело в том, что в качестве светоотражающего слоя в них используется уже не алюминий, а золото (подобные диски обычно служат как мастерные для дальнейшего тиражирования). Читать CD-R-диски можно на обычном приводе.
Что же касается DVD дисков то они могут существовать в нескольких модификациях. Самая простая из них отличается от обычного диска только тем, что отражающий слой расположен не на составляющем почти полную толщину (1,2 мм) слое поликарбоната, а на слое половинной толщины (0,6 мм). Вторая половина — это плоский верхний слой (рис. 1). Емкость такого диска достигает 4,7 ГБ и обеспечивает более двух часов видео телевизионного качества (компрессия MPEG-2). Кроме того, без особого труда на диске могут дополнительно сохраняться высококачественный стереозвук (на нескольких языках) и титры (также многоязычные). Если оба слоя несут информацию (в этом случае нижнее отражающее покрытие полупрозрачное), то суммарная емкость составляет 8,5 ГБ (некоторое уменьшение емкости каждого слоя вызывается необходимостью сократить взаимные помехи при считывании дальнего слоя). Toshiba и Time Warner предлагают использовать также двухсторонний двухслойный диск. В этом случае его емкость составит 17 ГБ.
Уже этой характеристики достаточно, чтобы представить себе воздействие, которое может оказать такой диск на кино/видеоиндустрию. Недаром значительная часть споров и задержек с производством устройств DVD вызвана согласованием разнонаправленных способов защиты авторских прав. Цифровые системы, как известно, сохраняют качество сигнала при копировании и уже не служат препятствием для создания нелицензионных копий. Поэтому Ассоциация кинопроизводителей Америки (МРАА — Motion Picture Association of America) совместно с ассоциацией производителей бытовой электроники (Consumer Electronics Manufacturer's Association) сильно обсуждает возможности встраивания защиты от нелицензионного копирования непосредственно в устройства, а также законопроекты, связанные с защитой от копирования. Предлагаются не только исключение возможности прямого копирования диска, но и более серьезные меры, такие как модификация операционной системы с целью недопущения копирования данных, считанных с DVD на другие носители. Радикальная мера — модификация архитектуры ПК с целью принципиального исключения возможности попадания DVD-данных на системную шину, откуда они далее могут быть скопированы.
Рис. Двухслойный DVD
Рабочая группа (Technical Working Group), представляющая интересы производителей компьютеров, не остается в стороне, так как сужение функциональных возможностей устройств может оказаться не безболезненным. Оставив для будущих историков подробное рассмотрение юридических баталий, отмечу только, что если кино/видеопроизводство примет DVD как носитель, то, учитывая очень низкую стоимость экземпляра диска при многотиражном выпуске, можно ожидать действительно революционных изменений в домашней электронике.
Для ответа на вопрос “ Как же достигается столь значительное увеличение объема информации на DVD диске? ” необходимо произвести сравнение его с CD-ROM. Главное отличие, конечно, в повышенной плотности записи информации. За счет перевода считывающего лазера из инфракрасного диапазона (длина волны 780 нм) в красный (с длиной волны 650 нм или 635 нм) и увеличения числовой аппаратуры объектива до 0,6 (против 0,45 в CD) достигается более чем двух кратное уплотнение дорожек и укорочение длины питов (отражающих выступов/впадин).
Уменьшение размеров углублений и шага спиральной дорожки способствовало увеличению емкости дисков почти в семь раз: от 682 MБ в компакт-дисках до 4.7 ГБ в DVD. Памятуя о постоянно возрастающих требованиях к устройствам массовой памяти, компании-разработчики DVD (среди которых особо следует выделить Philips, Sony, Toshiba и Matsushita) пошли еще дальше: они предлагают двухслойные и двухсторонние диски.
Наиболее впечатляющей технологией является использование для записи информации двух слоев. Традиционно все компакт-диски и DVD состоят из одного слоя отражающего материала (обычно это алюминий), на который нанесена содержащая упоминавшиеся выше углубления углеродная пленка (polycarbonate substrate). Луч лазера отражается от этого слоя и попадает на фотодетектор. В двухслойных же дисках DVD поверх отражающего слоя нанесен полупрозрачный слой и разные лазеры в дисководах DVD обеспечивают считывание информации с каждого из этих слоев, емкость таких дисков меньше из-за более низкой отражающей способности данного слоя. Таким образом, полная емкость диска составляет 8,5 ГБ, а не 9,4 ГБ. Однако если и этого недостаточно, можно хранить данные на обеих сторонах диска. Двухсторонние диски состоят из двух углеродных пленок для хранения данных, находящихся по обеим сторонам отражающего слоя, поверх которых может быть нанесено еще и по полупрозрачному слою. Возможна также ситуация, когда одна сторона содержит один, а другая - два отражающих слоя. Таким образом, емкость двухсторонних DVD может достигать от 9,4 до 17 ГБ. Правда, такие диски имеют и некоторые недостатки. В то время, как метки на обычных дисках непрозрачны для луча лазера, двухсторонние диски DVD требуют использования специальных голографических меток. Кроме того, двухсторонние диски DVD более чувствительны к повреждениям поверхности, поскольку в них как углеродная пленка, так и отражающие слои тоньше.
В DVD стандарте изменилась не только физическая плотность размещения информации на диске, но и способы ее представления. Так, на смену известному способу модуляции 8/14 (EFM — eight to fourteen modulation) пришел способ, называемый EFM+. Он отличается несколько иным алгоритмом преобразования и, главное, требует ввода на границе следующих друг за другом 14-разрядных кодов не трех, а только двух дополнительных битов, поддерживающих условие ограниченности размеров пита в диапазоне от 3 до 11 битов (т. е. между двумя последовательными единицами после кодирования не менее 2 и не более 10 нулей). Таким образом, из каждого байта получаем не 14+3=17, а 14+2=16 кодовых битов. Изменение метода модуляции — только одно из множества форматных изменений, позволяющих в целом увеличить объем сохраняемых данных. Собственно переход к EFM+ добавляет еще почти 6% к объему диска. Более мощный механизм коррекции ошибок RS-PC (Red Solomon Product Code) обещает быть на порядок более устойчивым к возможным ошибкам воспроизведения.
Из неназванных еще характеристик отметим номинальную скорость передачи данных — 1108 Кб/с, поддерживаемую при постоянной линейной скорости (CLV) - 4 м/с.
В ожидания большего, когда имеется возможность использования одно- и двухсторонних, а также одно- и двухслойных дисков, возникает необходимость, по крайней мере, в пяти физических форматах. Недавно появились диски формата DVD-R. Идейно они подобны CD-R - это диски с однократной возможностью записи, в которых вместо углеродной пленки используется слой органического красителя. Запись производится путем выжигания отверстий в этом слое. Правда, из-за некоторых ограничений, связанных с применением красителя, емкость односторонних дисков DVD-R меньше, чем DVD-ROM (около 4 ГБ по сравнению с 4,7 ГБ). Кроме того, подобная технология не подходит для создания двухслойных дисков.
В DVD-RAM, которые появились в 1998 г., для обеспечения возможности многократной перезаписи будет использоваться материал, в котором одновременно могут сосуществовать две фазы (rewritable phase-change material). Емкость этих дисков будет еще меньше, чем DVD-R - примерно 2,6 GB в расчете на одну сторону.
Важно также отметить, что сейчас обсуждается возможность создания дисководов DVD, обеспечивающих чтение информации с постоянной угловой скоростью и постоянной линейной скоростью. В настоящее время стандартами на компакт-диски и DVD для поддержания постоянной скорости побитового считывания информации предусмотрены дисководы с постоянной линейной скоростью. В них скорость вращения диска по мере перехода к внутренним (более коротким) дорожкам постепенно увеличивается. В то же время в дисководах с постоянной угловой скоростью линейная скорость элемента диска зависит от того, на каком расстоянии от центра он находится. Поэтому при перемещении к внутренним дорожкам скорость побитового считывания информации будет уменьшаться, однако скорость доступа при этом увеличится, поскольку диск не надо будет разгонять или тормозить при переключении с одной дорожки на другую. Это выгодно при работе с приложениями, интенсивно обращающимися к диску, например с базами данных.
Еще одним предполагаемым форматом является гибрид СD/DVD. В этом диске полупрозрачный слой DVD может быть размещен поверх полностью отражающего слоя CD. Более тонкий слой DVD (толщиной 0,6 мм) будет практически прозрачным для существующих дисководов CD-ROM и CD-плейеров, инфракрасные лазеры которые обеспечат считывание информации с внутреннего слоя CD толщиной 1,2 мм. Такой гибридный диск может использоваться в дисководах обоих типов.
Возможно даже создание универсальных дисководов CD/DVD, хотя это и не предусмотрено стандартом DVD. Вместо того, чтобы использовать при этом два лазера (красный и инфракрасный), компания Mitsubishi предлагает помещать на пути лазерного луча две различные линзы, изменяющие длину волны излучения от 635 до 780 нм. Еще одно оригинальное решение предлагает компания Matsushita. Идея его заключается в том, чтобы пропускать луч лазера через несферическую линзу из прессованного стекла (aspheric molded-glass lens), на поверхность которой нанесена специфическая голографическая картина. Благодаря явлению дифракции длина волны излучения изменяется в зависимости от того, с какого диска - CD или DVD - считывается информация (по-видимому, в обоих случаях используются явления нелинейной оптики, по сколько только они позволяют изменять длину волны излучения).
Кроме дисков диаметром 120 мм, стандартом DVD также предусмотрена перспектива изготовления дисков и диаметром 80 мм. Несмотря на то, что их емкость почти на 70% меньше, они могут найти широкое применение в мобильных системах. Как и свои 120-миллиметровые собратья, они могут быть одно- или двухсторонними; одно- или двухслойными. с возможностью однократной записи или перезаписываемыми.
Не следует особо обольщаться насчет увеличения объема данных в DVD формате — увеличивается на порядок также и объем данных, которые нам хотелось бы прочитать без ошибок. Кроме того, резкое уменьшение отдельных элементов на отражающей поверхности неизбежно приведет к увеличению количества случайных сбоев при чтении.
Лазерный принтер
Для печати в вычислительной технике и в других случаях часто применяется лазерное излучение. Преимущество их в более высокой скорости печати по сравнению с обычными способами печатания.
Принцип действия их такой: поступающий от считываемого оригинала свет преобразуется в ФЭУ в электрические сигналы, которые соответствующим образом обрабатываются в электронном устройстве вместе с управляющими сигналами (для определения высоты шрифта, состава краски и т.д.) и служат для модуляции лазерного излучения. С помощью записывающей головки экспонируется расположенная на валике пленка. При этом лазерное излучение разделяется на ряд равных по интенсивности частичных лучей (шесть или больше), которые посредством модуляции при данных условиях подключаются или отключаются.
Применяемые лазеры: ионный аргоновый лазер (мощность не более 10 мВт), инжекционный лазер.
I часть
1. К устройствам внешней памяти не относятся:
А) гибкие магнитные диски; В) CD-ROM;
Б) жесткий магнитный диск; Г) оперативная память.
2. Связь устройств внешней памяти с процессором осуществляется по схеме:
А) ВЗУ — процессор; В) ВЗУ — ОЗУ — процессор;
Б) процессор - ВЗУ; Г) ОЗУ - ВЗУ - процессор.
3. 700 Мбайт — это объем:
А) диска CD-R; В) современного винчестера;
Б) дискеты; Г) современного диска DVD.
4. Основное назначение жесткого диска:
А) переносить информацию; В) обрабатывать информацию;
Б) хранить программы и дан- Г) вводить информацию.
ные, не находящиеся все
5. Каким образом кодируются двоичные сигналы на магнитных носителях:
А) включен/выключен; В) намагничено/не намагничено;
Б) отражение/поглощение; Г) горит/не горит.
6. Какое устройство обладает наименьшей скоростью обмена информацией?
А) CD-ROM дисковод; В) дисковод для гибких дисков;
Б) жесткий диск; Г) микросхемы оперативной памяти.
7. Для переноса информации используют:
А) дискету; В) дисковод;
Б) оперативную память; Г) процессор.
8. Какое из перечисленных утверждений о ВЗУ неверно:
A) хранение информации после выключения компьютера на сколь угодно долгий срок;
Б) при отсутствии сети перенос информации с компьютера на компьютер;
B) величение объема оперативной памяти;
Г) сохранение и транспортировка информации в компактной форме и без использования бумаги.
9. В целях сохранения информации необходимо оберегать гибкие диски от:
А) холода; В) перепадов атмосферного давления;
Б) ударов; Г) магнитных полей.
1. Носителями внешней памяти современного компьютера являются:
А) бумага; В) магнитная лента;
Б) перфокарта; Г) оптический диск.
2. Чтобы процессор мог работать с программами, хранящимися на жестком диске, необходимо:
А) загрузить их в оперативную память; В) загрузить их в процессор;
Б) вывести их на экран монитора; Г) открыть доступ.
3. 1,44 Мбайта - это объем:
А) диска CD-R; В) современного винчестера;
Б) дискеты; Г) современного диска DVD.
4. Основное назначение компакт-дисков:
А) создавать информацию; В) обрабатывать информацию;
Б) хранить программы и данные, Г) хранить мультимедийные про-
не находящиеся все граммы.
5. Каким образом кодируются двоичные сигналы на оптических носителях:
А) включен/выключен; В) намагничено/не намагничено;
Б) отражение/поглощение; Г) горит/не горит.
6. Какое устройство обладает наибольшей скоростью обмена информацией?
A) CD- ROM дисковод; В) дисковод для гибких дисков;
Б) жесткий диск; Г) стример.
7. Для хранения сверхбольших баз данных используют:
А) дискеты; В) диски DVD;
Б) диски СD-R; Г) жесткий диск.
8. В целях сохранения информации необходимо оберегать жесткие диски от:
А) холода; В) перегрева;
Б) ударов; Г) перепадов атмосферного давления.
9. 42-скоростной CD-ROM дисковод:
A) имеет 42 различных скорости вращения диска;
Б) имеет скорость вращения диска в 42 раза большую, чем односкоростной CD-ROM;
B) имеет скорость вращения диска в 42 раза меньшую, чем односкоростной CD-ROM;
Он магнитный. Он электрический. Он фотонный. Нет, речь не о новом супергеройском трио из Вселенной Marvel. Это всё про наши с вами драгоценные цифровые данные. Нам нужно хранить их в надежном и постоянном месте, чтобы была возможность заполучить, либо изменить наши файлы в мгновение ока. Забудьте о Железном Человеке и Торе — сегодняшний рассказ о накопителях!
Это одна из частей цикла статьей по компьютерному железу (подраздел накопителей). Я начал с конца, далее будут HDD и SSD.
Для хранения данных не требуется магнетизм или электрический заряд. Можно воспользоваться светом, если быть точней то его отражением. Хорошо, давайте скажем еще детальнее — это делается с использованием интерференции инфракрасных и видимых электромагнитных волн. Но, давайте не будем сильно переживать об этом!
В отличие от жестких дисков (HDD) и твердотельных накопителей (SSD) данные на оптическом приводе отделены от него (привод не хранит данные, а лишь считывает их с дисков).
Впервые, идея об использовании света и его отражении для хранения цифровых данных была запатентована американским физиком Джеймсом Расселом в 1970 году. Хоть его система уже не похожа на то, чем мы пользуемся сегодня, общая концепция сохранена.
Крупные компании, Sony и Phillips приняли работу Рассела к сведению и спустя долгую череду пререканий они лицензировали данную концепцию. Таким образом появились LaserDisc (1978) и Compact Disc (1982).
Последний, более известный как CD был одноразовым в плане хранения данных. Нельзя было удалить содержимое с диска и записать на него что-то новое. Только в 1987 году на рынке появился первый полностью перезаписываемый компакт-диск.
Через 8 лет мы получили улучшенную версию данного диска — Digital Versatile Disc (DVD), 4 года спустя они также стали перезаписываемые. В 2003 году появилась современная, оптическая система хранения данных — Blu-ray Disc (BD), а в 2008 году вышел Blu-ray Recordable Erasable (BD-RE).
Всё это конечно прекрасно, но как это работает? Давайте взглянем на перезаписываемый DVD, ниже:
Основным материалом для изготовления двух дисков толщиной 0,024 дюйма (0,6 мм) служит полимер (ПММА). На нижний слой наносится сверхтонкий слой металла (серебро, золото и др.), а на другой материал с фазовым переходом.
Отражательная способность данного вещества зависит от фазы в которой он находится. А она переключается между двумя состояниями за счет маленького лазера. Он нагревает материал, заставляя его тем самым изменить фазу. Рисунок из питов и лендов расположен вдоль спиральной дорожки, прям как на виниловой пластинке.
Пит (англ. pit) — углубление в поликарбонатной основе.
Ленд (англ. land) — промежутки между питами.
Когда диск вращается, этот же лазер работая на другой мощности используется для сканирования дорожки. Там, где луч попадает на пятно из питов и лендов, количество отраженного света определяет в каком состоянии находятся сохраненные данные 0 или 1.
Чем длиннее спиральная дорожка и чем ближе питы расположены друг к другу, тем больше данных вы можете поместить на диск; однако, чем меньше дорожки и питы, тем «меньше» должен быть лазерный луч.
На рисунке показано сравнение CD, DVD, Blu-ray (игнорируем HD-DVD…).
Мы видим тип электромагнитных волн, используемых лазером, ленды в спиральной дорожке и общий рисунок. Если цифры кажутся бессмысленны, то учтите факт, что CD используют инфракрасный лазер, DVD — красный, а для Blu-ray цвет фиолетовый. Не голубой. Очевидно же.
Чтобы максимально увеличить емкость накопителя используются различные ухищрения в сочетании с использованием разных лазеров, так как у всех 3 типов дисков одинаковый размер (с точки зрения диаметра). Например, производители добавляют дорожки с двух сторон и располагают их близко друг к другу (двухслойные диски). Ах и вот еще, куда же без сжатия данных.
В настоящее время максимальный предел данных для каждого типа (при условии, что используется только одна сторона):
- CD — 0,84 Гб
- DVD — 4,7 Гб
- BR — 100 Гб
Потому как, мы сравниваем разные системы по хранению данных, эти значения справедливы лишь для перезаписываемых дисков. И да, они конечно же отличаются от того что можно хранить на HDD и SSD. Зенит славы оптических накопителей уже прошел. USB флешки стали очень дешевыми (128 Гб за менее чем 20 долларов), а цифровые потоковые сервисы в бешенном темпе заменяют нам физические носители для фильмов, музыки и прочему.
Но мы тут, чтобы покопаться во внутренностях данных устройств, так что давайте закончим. Откроем DVD привод со старого ноутбука. Не стоит беспокоиться о подключении, так как используются аналогичные SATA кабели, что и для жестких дисков и твердотельных накопителей.
Кстати, общая компоновка оптического накопителя похожа на то, что мы видели в HDD от Seagate. По центру шпиндельный моторчик вращающий диск, также рычаг привода с головкой для чтения/записи для доступа к данным. Перевернув дисковод, картина станет более ясной.
Если HDD используют электромагнетизм для перемещения рычагов, то оптические приводы применяют шаговый двигатель, прикрепленный к свинцовому винту. На рисунке они расположены в правом нижнем углу, большая часть данной системы скрыта под соединительной полосой медного цвета.
Это рабочий конец устройства.
Здесь мы можем обнаружить пластиковый корпус, в котором находится лазерная система. Рядом с ним находятся два комплекта катушек из медной проволоки, которые используются для создания магнитного поля, чтобы лазерный блок был над поверхностью диска. И поскольку он не такой плоский, как диск в HDD, оптические приводы нуждаются в «подвеске». Это позволяет лазеру оставаться на нужной высоте.
Лазерный диод и датчики для чтения, записи и удаления данных с диска скрыты под линзой. У нас нет микроскопа, чтобы рассмотреть поближе, поэтому вот видео в помощь:
Оптические диски лучше всего использовать по типу «записал один раз, воспроизводишь много раз», но перезаписываемые диски это аналог USB накопителей. Очень медленный аналог. Вот данные с CrystalDiskMark. В нем тестировался перезаписываемый DVD диск с 4-кратной скоростью (максимальная скорость, поддерживаемая диском).
Задержка в чтении действительно ужасна, но запись не так уж и плоха. Не то чтобы мы стали рекомендовать оптические диски в качестве простых и быстрых накопителей — лучше использовать действительно реальные «вещи».
Немного грустно наблюдать за тем, как эта технология перестает эксплуатироваться. В смысле, там же лазеры, ради всего святого! Однако у них все же есть несколько преимуществ перед жесткими дисками и твердотельными накопителями.
Если вы используете оптические диски для однократной записи, то эти данные навсегда заблокированы. Их нельзя отредактировать, будь то случайно или со злым умыслом. И если они хранятся в прохладном, темном месте, то такие диски прослужат вам столько же, сколько и SSD. Сами носители довольно дешевые: упаковка из пятидесяти 25-гигабайтных дисков Blu-ray обойдется вам всего в 30 долларов. Общая емкость хранилища — 1,25 Тб!
Конечно, если у вас несколько терабайт данных, которые нужно сохранить, то поиск места для сотен дисков Blu-ray того не стоит. Вспоминается Windows 95 и дискеты…
Мы еще не изучили 3 типа накопителей для хранения данных: жесткий диск, твердотельный накопитель и оптический. И не разобрали их, посмотрели как они работают и оставили после себя беспорядок, все как обычно. Как и о скромных блоках питания, так и о них забываются сразу, как только они попадают внутрь компьютера, но они гораздо более увлекательны!
Каждый из них ощетинился нанометровыми технологиями, прецизионной инженерией и крутыми фразами вроде «фазового металлического сплава» или «квантово-механического магнетосопротивления». Да, забудьте о Звездном Лорде и Ракете. Накопители — реальные стражи нашей галактики. Оставайтесь с нами для получения дополнительных уроков анатомии.
Delphi site: daily Delphi-news, documentation, articles, review, interview, computer humor.
Компакт-диски (Compact Disks), а это CD, DVD, Blu-Ray Disc и разнообразные производные от этих стандартов, изначально разрабатывались для нужд аудио и видео и лишь потом адаптировались для использования с компьютерами. Соответственно все средства защиты данных, объем и конструкция дисков ориентированы на музыку и видео. Особенно это касается последнего стандарта Blu-Ray, который до сих пор мало востребован пользователями компьютеров, и, видимо, так и не станет популярным. Исключением из вышесказанного является стандарт DVD-RAM, который, правда, так и не стал популярен в массах, хотя и имеет неоспоримые преимущества перед стандартом DVD.
Примечание Готовятся к запуску в производство компакт-диски с голографической записью, которые будут иметь объем данных в 100-500 Гбайт. Спецификации для данных компакт-дисков, которые уже утверждены международными стандартизирующими органами, разработаны для использования в компьютерах.
Но несмотря на все проблемы и недостатки мультимедийных компакт-дисков, не следует забывать, что они являются прекрасным средством для хранения программных дистрибутивов (Software Distributions) и самых разнообразных данных, например цифровых фотографий и видеозаписей. Компакт-диски являются достаточно емким и, прежде всего, компактным носителем. Если взять соотношение между емкостью носителя и его стоимостью, то в этом отношении CD всегда лучше винчестера.
Прежде чем рассмотреть работу приводов CD-ROM, приведем небольшой список их достоинств и недостатков.
- По сравнению с винчестерами CD значительно надежнее в транспортировке.
- Компакт-диск имеет достаточно большую емкость, которая, конечно, маловата на фоне современных моделей винчестеров, но вполне позволяет создавать дешевый и объемный банк с самыми разнообразными данными.
- CD практически не изнашивается (при соответствующей эксплуатации).
- Основной недостаток - это низкая скорость доступа к данным.
Рассмотрим конструкцию приводов компакт-дисков на основе наиболее старого стандарта CD, т. к. все дальнейшие усовершенствования в этой области коснулись, в основном, электроники и лазерного излучателя.
Приводы CD-ROM (рис. 12.1) работают не так, как все описанные выше электромагнитные накопители информации. При записи компакт-диск обрабатывается лазерным лучом (без механического контакта), выжигающим тот участок, который хранит логическую единицу, и оставляет нетронутым тот участок, который хранит логический ноль. В результате чего на поверхности CD образуются маленькие углубления, - так называемые питы (Pits).
Рис. 12.1. Конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM
Первые приводы CD-ROM применялись как внешние устройства. Современные же модели почти всех производителей выполняются как внутренние компоненты PC и имеют размеры дисковода 5,25" (рис. 12.2).
Рис. 12.2. Внешний и внутренний приводы CD-ROM: а - привод BDR-202 формата Blu-Ray/DVD производства корпорации Pioner; б - ASUS; в - Samsung SE-T084L
Приводы CD-ROM обычно управляются посредством IDE- или SATA-интерфейса. Ранее можно было встретить приводы CD-ROM, которые управлялись от дополнительной подсистмы АТАР1 звуковой карты. Все приводы компакт-дисков, независимо от стандарта, не надо объявлять в CMOS Setup.
Толщина стандартного компакт-диска составляет 1,2 мм, а диаметр- 120 мм. Диск изготавливается из поликарбоната, который покрыт с одной стороны тонким металлическим отражающим слоем (алюминия, реже золота) и защитной пленкой специального прозрачного лака. Информация на диске записана в виде чередований углублений в поверхности металлического слоя. Двоичный ноль представляется на диске как в виде углубления, так и в виде основной поверхности, а двоичная единица - в виде границы между ними.
При кодировании 1 байт (8 бит) информации на диске записывается 14 бит плюс 3 бита слияния (merge bit). Базовая информационная единица -
В соответствии с принятыми стандартами поверхность диска разделена на три области (рис. 12.3).
- Выходная область (Lead Out) имеет метку конца диска.
Рис. 12.3. Организация данных на диске Основным отличием структуры каталога компакт-диска от структуры каталога дискеты (или структуры каталога DOS) является то, что на CD в системной области записаны адреса файлов, что позволяет осуществлять прямое позиционирование. Следовательно, для доступа к данным, хранящимся на CD, необходимо преобразование форматов.
Для того чтобы привод CD-ROM можно было использовать для прослушивания еще и аудиокомпакт-дисков, необходима звуковая карта. В зависимости от модели привода для подключения звуковой карты требуется двух- или четырехжильный кабель.
Для установки диска в привод положите его в выдвижной лоток (Tray), который после легкого нажатия приводится в движение и въезжает в корпус привода (рис. 12.4). Существуют и накопители, в которых CD помещается в специальную защитную кассету (Caddy), вставляемую при работе с ней в окно накопителя. При установке приводов CD-ROM нужно помнить, что это устройство работает только в горизонтальном или в вертикальном положении. Ни в коем случае, как и HDD, нельзя размещать привод CD-ROM под углом.
Автор: Дмитрий Манутин
Время чтения: 1,5 минуты
Содержание
 | Типы оптических приводов |
| | Значение для современных ПК |
| | Устройство |
Привод оптических дисков (также называют DVD-привод или Blu-Ray-привод в зависимости от типа диска) – специальное устройство, предназначенное для чтения, а также чтения и записи информации, содержащейся на компакт-дисках. Был представлен в конце 70-х годов. Обмен данными между магнитной поверхностью диска и считывающим устройством выполняется без механического контакта – лазерным лучом.
Современные ноутбуки (например , лэптопы компании Apple) не содержат DVD-ROM. Отказ от использования технологии обусловлен желанием создавать максимально компактные устройства.
Типы оптических приводов
С развитием технологий хранения информации на пластиковых дисках появлялись новые типы компакт-дисков и соответствующие приводы :
CD-ROM, CD-RW – первые приводы, предназначавшиеся для чтения и записи информации на диски типа CD с небольшим объемом пространства для хранения данных (около 700 Мб).
DVD-ROM, DVD/CD-RW – усовершенствованные приводы, выпущенные после появления DVD-дисков с увеличенным объемом пространства для хранения информации (около 4,5 Гб). Эти устройства способны считывать и записывать данные на DVD-диски. При этом они поддерживают устаревшую технологию CD (способны читать/записывать CD-диски). Позже были представлены двухслойные DVD-диски, для обмена данными с которыми были выпущены усовершенствованные приводы – DVD-RW DL.
BD-ROM, BD-RE – устройства для чтения и записи информации на диски нового поколения – Blu-Ray. Новая технология основана на использовании лазера, испускающего луч определенной длины волны (фиолетовый /синий цвет, на основании чего и было выбрано название Blu-Ray – «синий луч»). Такой лазерный луч способен считывать данные с более узких дорожек. Это позволило значительно увеличить плотность хранения информации на дисках без изменения их физических размеров. Необходимость новой технологии обусловлена появлению новых форматов хранения видеоданных (например , HDTV).
Кроме перечисленных выше существуют другие типы (HD DVD, GD-ROM и прочие), которые не получили широкого распространения. В большинстве современных ПК установлены DVD-ROM или BD-ROM.
Значение для современных ПК
Оптические приводы являлись неотъемлемой частью ПК в 90-х и 2000-х годах. Они удобны для хранения мультимедийных файлов (фотографии , видео, музыкальные треки).
С их помощью распространялись компьютерные игры и различное программное обеспечение вплоть до ОС. Ранее наличие диска с Windows являлось необходимостью для любого пользователя (ранние версии популярной операционной системы «отличались » нестабильностью работы). Сегодня любой пользователь может выполнить установку ОС с использованием флэш-накопителя или переносного жесткого диска.
Сегодня оптические приводы не являются обязательным элементом ПК или ноутбука. Тем не менее они достаточно распространены, поскольку многие пользователи хранят старые данные на дисках, например, имеют собственную коллекцию фильмов на DVD или диски с фотографиями со знаменательных событий. Поэтому нельзя сказать, что DVD/Blu-Ray приводы полностью утратили свою актуальность.
Устройство
Несмотря на развитие технологии, практически все приводы компакт-дисков имеют схожие конструктивные особенности.
Состав оптического привода:
Шасси – устройство для загрузки компакт-дисков (щель , выдвижной лоток).
Электродвигатель, предназначенный для вращения диска, после его загрузки внутрь привода.
Оптические головки с лазерными излучателями, системой перемещения излучателя для смещения луча относительно дорожек с данными, а также системой фокусировки.
Печатная плата с микроконтроллером, который управляет работой указанных выше систем, выполняет преобразование данных, полученных лазерным лучом.
Относительно несложная конструкция приводов компакт дисков делает их ремонтопригодными.
Возможные неисправности и ремонт
Владельцы ПК или ноутбуков с оптическим приводом могут столкнуться со следующими проблемами в работе устройства:
Устройство не определяется компьютером при подключении (причины : от повреждения шлейфа или присоединительного разъема до выхода из строя управляющей платы);
Установленный диск не определяется (причины : от проблем с лазерным излучателем до износа оптической поверхности самого диска, для диагностики следует установить новый компакт-диск);
Мгновенное закрытие лотка, принимающего компакт диски, сразу после его открытия;
Низкая скорость считывания данных, зависание ПК при установке диска в привод.
Распространенной причиной поломки привода является установка физически поврежденного диска (с трещинами), в результате чего при вращении на высокой скорости компакт-диск разрушается и разлетается на осколки, которые повреждают внутренние компоненты.
В любом из перечисленных случаев рекомендуют обращаться к опытным специалистам сервисного центра по ремонту ПК и его компонентов. Установить действительную причину неисправности и произвести качественный ремонт можно только при наличии знаний и соответствующего оборудования.
Читайте также: