Что такое cd диск

Обновлено: 07.07.2024

Компакт-диск (Compact disc) (CD) — переносное оптический устройство хранения информации (данных) в цифровом виде круглой формы с отверстием посередине. Изначально диски были разработаны для записи и воспроизведения только звукозаписей, но позже, были приспособлен для хранения данных (CD-ROM).

Позже, с развитием новых технологий, появились новые вещества, позволившие перенести компакт-диски на новый уровень, из-за чего появилось большое разнообразие форматов дисков: однократной записи аудио и хранения данных (CD-R), перезаписываемый носитель (CD-RW), видео компакт-диск (VCD), супер-видео компакт-диск (SVCD), Photo CD, Picture CD, Enhanced Music CD. Аудио CD и аудио проигрыватели компакт-дисков

Начиная с октября 1982 года появились в свободной продаже.

Содержание

История

История начинается с 80-х годов двадцатого века, в фирме "Филипс", которая объявила о совершенной революции в области звуковоспроизведения. Она создала первые лазерные диски и проигрыватели к ним. При этом качество звучания, долговечность звуконосителей, их компактность были несравненны с другими носителями информации. Скромные по сравнению с грампластинками-гигантами размеры в первую очередь стали причиной того, что новое название очень скоро трансформировалось в более привычное сегодня: компакт-диск, си-ди (CD).

Первые CD-диски записывались по принципу грампластинок: один раз и навсегда. Они называются CD-R (Recordable). Однако очень скоро появились диски для многократной перезаписи - CD-RW (ReWritable). Технология изготовления последних несколько иная. Информация записывается не на слой пластмассы, а на пленку из специального металлического сплава, меняющего свои свойства под воздействием лазерного нагрева и образующего чередование темных и светлых участков. Такие диски можно перезаписывать до 1000 раз без потери качества записи!

CD несли 700 мегабайт информации, и на фоне объемов памяти тогдашних персональных компьютеров это выглядело потрясающе. Понятно, что для цифрового способа записи нет разницы в том, что именно записывать - компьютерную программу, музыку или видеоряд. Пятидюймовая пластинка вмещала головоломные компьютерные игры, библиотеки из 10 тысяч наименований книг! А вот записать кинофильм на CD не получалось - места маловато.

Впрочем, будем точны: фильмы на CD все же записывали, пользуясь специальной программой, обеспечивающей более плотное сжатие информации, так называемые форматы MPEG-2, затем MPEG-3 и MPEG-4. Но качество записи было далеко от совершенства, да и просматривать их можно было лишь на экране компьютера. Чтобы перейти ко второму этапу революции, потребовалось почти десять лет и несколько миллиардов долларов, и к нему имели отношение уже не только голландцы.

В 1995 году усилия по созданию следующего поколения компакт-дисков объединили десять лидеров компьютерной индустрии: "Хитачи", "Мацушиба", "Мицубиси", "Тошиба", "Сони", "Томсон", "ДжиВиСи", "Филипс", "Тайм Уорнер" и "Пайонир". Результатом стало появление нового диска - DVD. Интересно, что вначале эта аббревиатура расшифровывалась как Digital Video Disc, то есть цифровой видеодиск. Прошел год, пока создатели осознали возможности своего творения, явно не ограничивающиеся сферой киноиндустрии. К тому времени сокращение DVD стало привычным, но расшифровывали его теперь иначе: Digital Versative Disc - цифровой многофункциональный диск.

При полном технологическом сходстве со своим предшественником главным его отличием от CD стала возросшая на целый порядок плотность записи информации. Размеры питов уменьшились с 0,83 до 0,4 микрона, а ширина спиральной дорожки - с 1,6 до 0,74 микрона. Таким образом, на одной стороне диска умещалось уже 4,7 гигабайта информации. Но это еще не все.

DVD-диски научились делать: а) двусторонними, б) двухслойными, в)двусторонними и двухслойными одновременно, увеличив полный объем памяти одного диска до 17 гигабайт. Этого вполне хватало, чтобы записать не только "картинку" фильма наивысшего качества, но и звукосопровождение на нескольких звуковых дорожках для создания стереофонического эффекта или озвучивания одновременно на восьми разных языках, демонстрации субтитров на 32 языках, любой из которых пользователь выбирает простым нажатием клавиш на пульте видеопроигрывателя. [Источник 1]

CD-DA (Compact Disk Digital Audio) - это лазерный диск, содержащий цифровую запись речи, музыки и т.п.

CD-DVI (Compact Disk Digital Video Interactive) - это интерактивный компакт-диск, который может вместить огромное количество информации о продуктах и услугах компании. В него можно включить видеоролики и мультипликацию, схемы, пояснения, и многое другое.

CD-ROM, CD-R (Compact Disk Read-Only Memory) - это постоянная память, реализованная на компакт-дисках, предназначенная для хранения больших объемов информации (550 Мбайт и более). Вывод записанных на CD-ROM данных производится при помощи подключенных к ПЭВМ считывающих дисководов, которые также иногда называют "проигрывателями" и которые в комплекте с CD-ROM выполняют функции внешнего постоянного запоминающего устройства большой емкости.

CD-EROM, CD-PROM (Compact Disk Erasable Read-Only Memory, Compact Disk Programmable Read-Only Memory) - это перезаписываемый (стираемый или программируемый) компакт-диск.

CD-RW, CD+RW, DVD-R/W (ReWritable Compact Disk) - это так же перезаписываемый компакт-диск": вариант CD-EROM или CD-PROM.

CD-R (CD-Recordable, CD-WORM, Compact Disk Write-Once Read-Many times) - это лазерный диск однократной записи (информацию на записанном CD-R изменить невозможно).

EDOD (Erasable Digital Optical Disc) - это "стираемый цифровой оптический диск", работающий подобно жесткому магнитному диску, но использующий магнитооптическую технологию, позволяющую производить перезапись данных на одном диске.

Видео компакт-диск, видео-CD (CD-DV, Compact Disk Digital Video) - разновидность компакт-дисков, предназначенных для цифровой записи и воспроизведения видеофильмов. Один диск может хранить запись одного полнометражного фильма.

Фото CD (Photo-CD) - средство хранения фотографий (а в дальнейшем - графики и звукового сопровождения) и воспроизведения их на телевизоре с использованием дисководов (плейеров).

Pro-Photo CD - Фото CD - это носитель, который содержит по шесть вариантов каждого изображения с различной степенью разрешения и позволяет сканировать пленки размерами до 4х5 дюйма (10х12,5 см). На один диск можно записать до 25 изображений.

Цифровой видеодиск, цифровой компакт-диск, цифровой универсальный диск (DVD, DVD-ROM, DVD-R, Digital Video Disk, Digital Versatile Disk Random-Only Memory) - это разновидность компакт-диска новой спецификации для 5-дюймовых и 3-дюймовых оптических дисков. Это конструкция двухсторонних дисков с двумя запоминающими слоями с каждой стороны общей емкостью в 17 Гбайт, что в 15 раз больше, чем емкость ранее выпускавшихся версий компакт-дисков, и соответствует объему двух полнометражных фильмов. Конструкция DVD дисков предусматривает использование вместо одной пластины толщиной в 1,2 мм двух пластин толщиной 0,6 мм каждая. Это позволило создать двухсторонние диски.

UMD (Universal Media Disc) - это 2,4-дюймовый оптический диск емкостью 1,8 Гбайт и накопитель, разработанных для игровой приставки PSP (PlayStation Portable). Помимо компьютерных игр на такие носители можно записывать музыку, фотографии, видео и их произвольные сочетания.

Компакт-диск Shape CD (фигурный компакт-диск) - оптический носитель цифровой информации типа CD-ROM, но не строго круглой формы, а с искривлённой конфигурацией внешней окружности в форме разнообразных объектов, таких как очертаний портретов, машин, самолётов, диснеевских персонажей, сердечек, звёздочек, овалов, в форме кредитных карточек и т. д. Обычно применяется в шоу-бизнесе, как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд-продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют применять в компьютерных приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения (до 12000 об./мин.) диск может лопнуть, что может привести к полному выходу привода из строя. [Источник 2]

Устройство

Рисунок 1 – Устройство компакт-диска

Стандартные компакт-диски имеют диаметр 120 мм и могут вместить около 80 минут несжатого аудио или около 700 Мбайт данных. Mini CD имеет разные диаметры в интервале от 60 до 80 мм; они иногда используются для CD-синглов записи до 24 минут аудио-файлов, либо используются для установки драйверов устройств. [Источник 3]

Итак, перед нами компакт-диск. Если посмотреть его поверхность под микроскопом, то можно увидеть дорожку из мельчайших углублений (питов) и островков. Вот в них-то и зашифрованы звуки, изображения, тексты, а так же различные программы для компьютера. Чтобы информацию можно было считать с диска и обработать, она должна быть записана на машинном языке - в двоичной системе счисления. Питы и островки составляют каждую букву, ноту и картинку - это ничто иное, как последовательность нулей и единиц. Из этих питов и островков состоит дорожка, которая бежит непрерывной спиралью по всей поверхности диска, как на обыкновенной пластинке, только гораздо плотнее. И данные с диска читаются не иглой, а при помощи лазерного луча.

Попадая на островок или впадину, луч отражается и считывается фотодиодом, который измеряет его силу и затем преобразует в поток импульсов различной интенсивности и длительности.

Так как диск читается с нижней стороны, каждый пит выглядит для лазера как возвышение. Места, где такие возвышения отсутствуют, называются площадками. Более мощный импульс отражается от площадки и соответствует цифре 1. Лазерный луч, попавший на пит, отражает меньше света. Он соответствует цифре 0.

Затем все отраженные лучи и импульсы обрабатываются, преобразуясь в исходный звук или картинку.

Лазерные накопители информации – неотъемлемая часть современной жизни. Работа с CD и DVD дисками не представляет сложностей, поэтому накопители и пользуются высоким спросом.

Такие приводы лежат в основе большинства мультимедиа, геймерских устройств. Ими оборудуют лэптопы, ПК и даже салоны авто. При этом мало кто знает, чем отличаются компакт-диски между собой, что учитывать при их покупке.

Оптические диски: все о них

Перед рассмотрением сходств CD и DVD нужно разобраться с определением оптического диска как такового. В состав лазерного элемента входят 4 слоя:

Пластина на поликарбонатной основе – речь о бесцветном пластике, он тонкий, располагается сверху изделия. На него наносят надписи, можно печатать на поверхности картинки.
Рабочий слой – представляет собой особый краситель. Эта часть прожигается с применением лазера.
Металлический слой – тонкий, создается с применением цветных металлов. В зависимости от категории диска, эта часть изготавливается из драгметаллов, алюминия, различных сплавов. Металл хорошо отражает лазерные лучи.
Лак поверх металла – низ или основа, защищает инфослой от повреждения, потери.

Теперь вы знаете, из чего делают компакт диски. Разберем процесс записывания информации: лазерный луч перемещается по дорожке в форме спирали от центра диска к его краям и прожигает рабочие точки. Прожженные части дорожки не отражаются лазерными лучами, нетронутые за счет металлического слоя – отражаются.

Так выходит двоичный код – если луч отразился, получается 1, если нет, то 0. Этот код и является основой записи цифровых данных.

Что такое CD и DVD

Размеры DVD дисков – это далеко не самая главная их характеристика. Толщина составляет около 1.2 мм, объем разный. CD R – это пластиковый компакт-диск с односторонней (чаще всего) записью информации, в DVD носителях запись идет на обе стороны. Часть с информацией всегда длинная, спиралевидная, имеет вид канавки, начинается в центре дискового носителя.

Для чего нужен CD диск – для записи и считывания данных. Этот процесс осуществляется с применением лазера невысокой мощности. Информационные потоки могут иметь разные формы. Лазерный луч сначала проходит стадии отражения, после попадает на приемник.

Особенность хранения данных на CD дисках состоит в том, что информация считывается снизу носителя – для лазерного луча тут предусмотрен выступ, где по мере отражения от него, ход волны луча выходит меньше – примерно наполовину самой длины волны. Движение подавляется, появляется оповещение об отсутствии сигнала.

В чем различие CD и DVD при примерно аналогичном устройстве? Во втором случае шаг канавки меньше, размеры выступов тоже будут незначительными. Выходит, что диаметр CD диска может быть намного больше для записи аналогичного объема данных, чем для DVD носителя. Если важна максимальная вместительность и при этом компактность, вам нужен второй вариант.

Сходства CD и DVD

Сходств у CD и DVD дисков немало, но куда больше различий. CD емкость носителя будет зависеть от модели, а не самого типа – варианты в продаже представлены очень разные. Если емкость CD RW диска большая, можно будет перезаписывать большие объемы данных.

Кстати, CD диск – это обозначение типа носителя, он может быть перезаписываемым и не перезаписываемым. Но изначальный объект памяти определяет предельно допустимое количество информации для первичной записи. Максимальная информационная емкость CD диска всегда указывается на коробочке или конверте.

Оба типа носителей применяются в современных компьютерах. Они представляют собой производительные многофункциональные машины, обрабатывающие внушительные объемы данных. Для информации как раз и были созданы носители. Помимо основного встроенного в ПК жесткого носителя (винчестера), есть еще съемные варианты. Максимальная память CD диска указывает на объемы данных, которые реально записать на носитель. У DVD, Blu-ray дисков принципы работы, записи те же.

Для считывания, обработки, перезаписи данных носитель вставляют в привод – он должен быть в конкретном ноутбуке или ПК. Какой стороной вставлять диск в дисковод – вниз блестящей частью, вверх матовой с надписями, картинками.

Чем отличаются CD и DVD

Из чего сделан DVD диск или CD носитель, мы писали выше – между данными типами разницы обычно нет. А вот размеры лазерного луча будут разными – в DVD они меньше, прожигаемые точки и дорожки, соответственно, тоже небольшие в сравнении с CD. Какой объем CD диска считается стандартным – 700 Мб, DVD – 4.7 Гб.

Независимо от того, сколько памяти на CD диске, скорость записывания будет выше, чем на DVD, зато DVD быстрее читается. Также первый вариант обычно дешевле стоит.

DVD диски – более новая технология, поэтому разновидностей больше, функционал шире.

Виды CD и DVD

Разновидности компакт-дисков – одно- и двухсторонние. В первом случае данные записываются только на одну сторону, во втором на обе, соответственно, объем диска CD R или другого типа возрастает. Учтите, что при увеличенном объеме строже будут требования к хранению.

Итак, CD и DVD RW диски для чего они нужны. RW обозначают перезаписываемые изделия. Они выдерживают около тысячи циклов перезаписи, но это ориентировочные цифры. Что означает CD R и вообще приставка R, будет зависеть от контекста. На «+R» компакт-диски можно дозаписывать данные при условии наличия свободного места, в «-R» изделиях такой возможности не предусмотрено.

Чем отличаются DVD R от DVD W, тоже становится понятно – возможность записывать и стирать дополнительные данные. Ну а, чтобы понять, можно ли перезаписать диск DVD R, смотрите на плюс и минус в маркировке. Если что-то непонятно, лучше будет сразу обратиться к сотруднику магазина.

В общем доступе оптические компакт-диски появились в 1982 году, прототип увидел свет еще раньше — в 1979. Изначально компакты разрабатывали в качестве замены виниловым дискам, как более качественный и надежный носитель. Считается, что лазерные диски являются результатом совместной работы команд двух технологических корпораций — японской Sony и голландской Philips.

При этом базовая технология «холодных лазеров», которая и сделала возможной появление лазерных дисков, была разработана советскими учеными Александром Прохоровым и Николаем Басовым. За свое изобретение они были удостоены Нобелевской премии. В дальнейшем технология развивалась, и в 70-х годах Philips разработала способ записи компакт-дисков, который и положил начало CD. Сначала инженеры компании создали ALP (audio long play) в качестве альтернативы виниловым пластинкам.

Диаметр ALP-дисков составлял примерно 30 сантиметров. Чуть позже инженеры уменьшили диаметр дисков, время проигрывания при этом снизилось до 1 часа. Лазерные диски и воспроизводящее устройство для них впервые были продемонстрированы Philips в 1979 году. После этого компания стала искать партнера для дальнейшей работы над проектом — технология виделась разработчикам как международная, а развить ее до необходимого уровня и популяризовать своими силами было сложно.

Начало всего

Руководство приняло решение попробовать установить контакты с технологическими компаниями из Японии, в то время эта страна находилась на острие hi-end технологий. Для этого в страну отправились делегаты Philips, им удалось встретиться с президентом Sony, который заинтересовался технологией.

Почти сразу была сформирована команда инженеров Philips-Sony, они и разработали первые спецификации технологии. Вице-президент Sony настоял на увеличении объема диска, ему хотелось, чтобы компакт мог вместить девятую симфонию Бетховена, для чего объем диска расшили с 1 часа до 74 минут (есть и мнение, что это просто красивая маркетинговая история). Объем данных, которые умещаются на такой диск, составил 640 Мбайт. Инженеры разработали и параметры качества звука. Например, частота выборки стереосигналов регламентировалась на уровне 44,1 кГц (для одного канала 22,05 кГц) c разрядностью каждого в 16 бит. Так появился стандарт Red Book.

Название новой технологии появилось не вдруг — его выбрали из нескольких вариантов, включая Minirack, Mini Disc, Compact Rack. В итоге разработчики совместили два названия, получив гибридное Compact Disc. Не в последнюю очередь это название было выбрано из-за растущей популярности аудиокассет (технология Compact Cassette).

Philips и Sony также сыграли важнейшую роль в разработке спецификации первых цифровых компакт-дисков, которая получила название Yellow Book или CD-ROM. Новая спецификация дала возможность хранить на дисках уже не только аудио, но и текстовые и графические данные. Определение типа диска производилось в автоматическом режиме при чтении заголовка. Проблема была в том, что компакт-диск, соответствующий стандарту Yellow Book, мог работать только с определенным типом накопителей, которые не были универсальными.

17 августа 1982 года на фабрике Philips в немецком Городе Лангенхаген был выпущен первый CD. На нем был записан альбом The Visitors группы ABBA. Стоит отметить, что лаковое покрытие первых дисков было не слишком качественным, так что покупатели компактов часто их портили. С течением времени качество дисков улучшилось. Первые несколько лет они использовались исключительно в hi-fi аппаратуре, их использовали в качестве замены виниловым пластинкам и кассетам.

Начиная с 2000 года в продаже стали появляться диски объёмом 700 Мбайт, которые давали возможность записывать аудио с общей продолжительностью до 80 минут. Они полностью вытеснили с рынка диски объемом 650 Мбайт. Есть и носители объемом в 800 МБ, но они подходили не для всех приводов, так что такие диски не получили особого распространения. Увеличить объем доступного для хранения данных пространства удалось благодаря снижению расстояния между дорожками. Так, к примеру, у дисков емкостью в 650 МБ расстояние между дорожками равно 1,7 мкм, а у 800 МБ дисков этот показатель снижен до 1,5 мкм. Также у первых скорость составляет 1,41 м/с, а у вторых 1,39 м/с.

Как это работает

Диск состоит из нескольких слоев. Подложка — поликарбонатная, ее толщина 1,2 мм, диаметр — 120 мм. На подложке размещается еще один слой — металл (это может быть золото, серебро или, чаще всего — алюминий). Далее металлический слой защищается при помощи лака, на который наносится графика. Подложка надежно защищает металлический слой, так что считыванию мешают уж очень глубокие царапины. Диаметр отверстия в диске — 15 мм.

Формат хранения данных для дисков — Red Book (о нем говорилось выше). Ошибки при считывании корректируются при помощи кода Рида-Соломона, так что легкие царапины не снижают читаемость диска.

Данные на диск записываются в виде спиральной дорожки из так называемых питов (углублений), которые выдавливаются в поликарбонатной основе. Глубина каждого пита составляет примерно 100 нм, ширина — 500 нм. Длина пита от 850 нм до 3,5 мкм. Питы рассеивают или поглощают свет, подложка — отражает. Таким образом, записанный диск является отличным примером отражательной дифракционной решетки.

Считывается диск при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, который излучается полупроводниковым лазером. Принцип считывания заключается в регистрации изменения интенсивности отраженного света. Так, лазерный луч сходится на информационном слое, диаметр светового пятна в этом случае составляет 1,2 мкм. Максимальный сигнал регистрируется между питами. В случае попадания на пит регистрируется меньшая интенсивность света. Изменения интенсивности преобразуются в электрический сигнал, с которым и работает аппаратура.

Как создается диск

Первый этап заключается в подготовке данных для запуска в серию;
Фотолитография — второй этап, это процесс создания штампа диска. Сначала создается стеклянный диск, на который наносится слой фоторезистивного материала, на него и записывается информация. Материал изменяет физико-химические свойства под действием света;
Запись данных производится с использованием лазерного луча. При увеличении мощности лазера (когда нужно создать пит) химические связи молекул фоторезистивного материала разрушаются, и он застывает;
Фоторезист травят (разными способами, от плазмы до кислоты), с матрицы удаляются области, не затронутые воздействием лазера;
Диск помещается в гальваническую ванну, где на его поверхность осаждается слой никеля;
Диски штампуются литьем под давлением, в качестве исходника используется изначальный стеклянный диск;
Далее на информационный слой напыляется металл;
На внешнюю сторону наносится защитный лак, на котором уже наносят графическое изображение.

А что насчет CD-RW?

CD-RW представляет собой разновидность компакт-диска, которая появилась в 1997 году. Изначально стандарт назывался CD-Erasable (CD-E, стираемый компакт-диск).

Это был настоящий прорыв в сфере записи и хранения информации. Ведь получить недорогой и емкий носитель информации было мечтой тысяч инженеров и пользователей. CD-RW похож по структуре и принципу действия на обычный CD, но вот записывающий слой другой — это специализированный сплав халькогенидов. Чаще всего используется серебро-индий-сурьма-теллур. При нагреве выше температуры плавления такой сплав переходит из кристаллического состояния в аморфное.

Фазовый переход в данном случае обратим, что является основой для процесса перезаписи. Толщина активного слоя диска составляет всего 0,1 мкм, так что лазером легко воздействовать на вещество. Процесс записи происходит при воздействии лазерного луча, активный слой в этом случае переходит в расплав (те его области, на которые подействовал лазер). Далее тепло диффундирует в подложку, и расплав переходит в аморфное состояние. У аморфных отрезков меняются такие характеристики, как диэлектрическая проницаемость, коэффициент отражения и, следовательно, интенсивность отраженного света. Она несет информацию о записи на диске. Считывание производится при помощи лазера меньшей мощности, который не может оказать влияния на активный слой. При записи активный слой нагревается до 200 градусов Цельсия, что позволяет ему снова совершить фазовый переход в кристаллическое состояние.

Многократное использование CD-RW приводит к механической усталости рабочего слоя. Поэтому инженеры, разрабатывавшие технологию, использовали вещества с низким коэффициентом накопления усталости. CD-RW может выдержать около тысячи циклов перезаписи.

DVD — еще больше емкости!

Первые DVD появились в Японии в 1996 году, они появились как ответ на запрос пользователей и бизнеса, которым нужны были все более емкие носители. Изначально диски высокой емкости разрабатывались сразу несколькими компаниями. Появилось два независимых направления разработки: Multimedia Compact Disc (Philips и Sony), — Super Disc (8 крупных корпораций, включая Toshiba и Time Warner). Чуть позже оба направления слились в одно под влиянием корпорации IBM. Она убедила партнеров не повторять события времен «войны форматов», когда шла битва за приоритет между стандартами видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс».

Технология была анонсирована в сентябре 1995 года, в том же году разработчики опубликовали спецификации. Первый пишущий DVD-привод увидел свет в 1997 году.

Увеличить емкость записи при сохранении прежних размеров удалось за счет использования красного лазера с длиной волны 650 нм. Шаг дорожки при этом в два раза меньше, чем у CD и составляет 0,74 мкм.

Blu-Ray — самый современный оптический носитель

Еще одна разновидность оптического носителя с гораздо более высокой плотностью записи данных, чем у CD или DVD. Стандарт был разработан международным консорциумом BDA. Первый прототип появился в октябре 2000 года.

Технология предусматривает использование коротковолнового лазера (длина волны 405 нм), откуда и произошло название. Букву «е» убрали, поскольку выражение blue ray является общеупотребительным в английском языке и не может быть запатентовано. Использование синего (сине-фиолетового) лазера дало возможность сузить дорожку до 0,32 мкм, увеличив плотность записи данных. Скорость считывания носителя увеличена до 432 Мбит/с.

UDF — универсальный дисковый формат

UDF — это спецификация формата файловой системы, которая не зависит от ОС. Она разработана для хранения файлов на оптических носителях — как СD, так и DVD и Blu-Ray. У UDF нет ограничения в 2 и 4 ГБ для записываемых файлов, так что этот формат идеально подходит для дисков повышенной емкости — DVD и Blu-Ray.

Оптические диски и интернет

Технологические компании продолжают совершенствовать оптические диски. Так, Sony и Panasonic еще в 2016 году смогли увеличить емкость оптических носителей до 3,3 ТБ. При этом работоспособность дисков сохраняется, по словам представителей Sony, вплоть до 100 лет.

Тем не менее, все типы оптических дисков постепенно теряют популярность — с развитием интернета пропадает потребность для пользователей в накоплении данных на дисках. Информацию можно хранить в облаке, что гораздо удобнее (насколько это безопаснее — другой вопрос). Компакт-диски уже далеко не так популярны, как несколько лет назад, но полное забвение (как в случае аудиокассет) им, скорее всего, не грозит — их будут использовать для создания архивов важной для бизнеса информации.

Если терабайтные оптические диски пойдут в серию, то их применение будет ограничено — может быть, с их помощью будут распространять фильмы в 4К и современные игры с набором самых разных бонусов. Но активнее всего они будут использоваться для создания бэкапов. И если в Sony говорят правду о вековой сохранности записанных данных, то бизнес будет использовать новую технологию весьма активно.

Формат файлов на CD-ROM отличается от формата записи аудио-компакт-дисков и потому обычный проигрыватель аудио-компакт-дисков не может воспроизвести хранимую на них информацию, для этого требуется специальный привод (устройство) для чтения таких дисков (сейчас имеются практически в каждом компьютере).

Компакт-диск (CD-ROM) длительное время был основным носителем для переноса информации между компьютерами (вытеснив с этой роли флоппи-диск). Сейчас он практически уступил эту роль более перспективным твердотельным носителям, которые работают существенно быстрее, и занимают меньше места.

Содержание

История

Первым компакт-диском, попавшим на прилавки музыкальных магазинов, был альбом Билли Джоэла 1978 года «52nd Street». Продажи этого альбома на CD начались в Японии 1 октября 1982 года. [2]

Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли Microsoft и Apple Computer. Джон Скалли, тогдашний CEO Apple Computer, в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров. Один из первых массовых мультимедийных компьютеров/развлекательных центров, использующих CD-диски, была Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), позже CD-диски стали использовать в игровых приставках Panasonic 3DO и Amiga CD32.

Версия Джеймса Рассела

Существует версия о том, что компакт-диск изобрели вовсе не Philips и Sony, а американский физик Джеймс Рассел [4] , работавший в компании Optical Recording. Уже в 1971 году он продемонстрировал своё изобретение для хранения данных. Делал он это для «личных» целей, желая предотвратить царапание своих виниловых пластинок иглами звукоснимателей. Спустя восемь лет подобное устройство было «независимо» изобретено компаниями Philips и Sony.

Девятая симфония Бетховена

Объём хранимых данных

Технические детали

Геометрия диска

15,7 г. Вес диска в обычной jewel-коробке (не slim) равен

Кодирование информации

Информационная структура

Считывание информации

Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, излучаемого полупроводниковым лазером. Принцип считывания информации лазером для всех типов носителей заключается в регистрации изменения интенсивности отражённого света. Лазерный луч фокусируется на информационном слое в пятно диаметром

1,2 мкм. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то приёмный фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую интенсивность света.

Различие между дисками только для чтения (CD) и перезаписываемыми дисками (CD-R/RW) заключается в способе формирования питов. В диске только для чтения питы представляют собой некую рельефную структуру (фазовую дифракционную решётку), причём оптическая глубина каждого пита чуть меньше четверти длины волны света лазера, что приводит к разнице фаз в половину длины волны между светом, отражённым от пита и светом, отражённым от ленда. В результате в плоскости фотоприёмника наблюдается эффект деструктивной интерференции и регистрируется снижение уровня сигнала. В случае CD-R/RW пит представляет собой область с бо́льшим поглощением света, нежели ленд (амплитудная дифракционная решётка). В результате фотодиод также регистрирует снижение интенсивности отражённого от диска света. Длина пита изменяет как амплитуду, так и длительность регистрируемого сигнала.

Защита от копирования

Philips заявила, что на подобные диски, не соответствующие спецификациям «Red book», запрещается наносить знак «Compact disc digital audio».

Для дисков с данными существуют разнообразные методы защиты от копирования, например, метод измерения позиции данных, технологии StarForce, SecurDisc и др.

Этапы производства компакт-дисков

Запись на компакт-диски

Существуют и диски, предназначенные для записи в домашних условиях: CD-R (Compact Disc Recordable) для однократной и CD-RW (Compact Disc ReWritable) для многократной записи. В таких дисках используется специальный активный материал, позволяющий производить запись/перезапись информации. Различают диски с органическим (в основном диски CD-R-типа) и неорганическим (в основном CD-RW-диски) активным материалом.

При использовании органического активного материала запись осуществляется путём разрушения химических связей материала, что приводит к его потемнению (изменению коэффициента отражения материала). При использовании неорганического активного материала запись осуществляется изменением коэффициента отражения материала в результате его перехода из аморфного агрегатного состояния в кристаллическое и наоборот. И в том и в другом случае запись производится модуляцией мощности лазера.

Технология HD-BURN [12]

В итоге, ёмкость одного CD-диска, записанного в режиме HD-BURN, в два раза превышает ёмкость CD-диска, записанного в обычном режиме.

Shape CD

Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют применять в приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения диск может лопнуть и полностью вывести привод из строя. Поэтому перед вставкой Shape CD в привод следует принудительно ограничить скорость вращения диска с помощью специальных программ. Тем не менее, и эта мера не даёт гарантии безопасности CD-привода.

VHS кассеты (наряду с адио кассетами) долгие годы занимали лидирующие позиции на рынке аудио-видео продукции, а так же они занимали целые полки в сервантах. Но время не стоит, прогресс не стоит на месте, и поэтому на землю пришел принципиально новый формат , и сказал кассетам "давай до свидания".

Чтож, начнем мы пожалуй с CD диска (он же Compact Disc)

Компакт-диск представляет собой пластиковый диск, имеющий в центре круглое отверстие. На него с помощью лазера записывается и считывается оптическая информация цифрового формата.

Форматы файлов записываемых на Аudio CD и на CD-ROM различны. В связи с этим, проигрыватели, предназначенные для чтения только Аudio CD, не имеют возможности воспроизводить информацию с диска формата CD-ROM, для чего требуется специальное устройство чтения.

История компакт-диска начинается в 70-х годах прошлого века. Впервые он появился в 1979 году. Это была совместная разработка компаний Sony и Philips. Фирма Sony разработала способ кодирования сигналов (аналогичный тому, что использовался в профессиональных цифровых магнитофонах), а за Philips был производственный процесс, в котором применялась их фирменная технология выпуска лазерных дисков.

Компакт-диски имеют толщину 0,12 см и диаметр 12 см. Выполнены они из поликарбоната с нанесенным на него тончайшим металлическим покрытием (как правило, используют серебро, золото, алюминий и т.п.) и слоем лака. На одну сторону диска печатным способом наносится информация и изображения, связанные с содержимым (имена исполнителей, названия альбомов, треков, логотипы и т.д.).

С внешней стороны диска имеется выступ, который опоясывает диск, и не позволяет рабочей поверхности с записанной информацией царапаться. В центре имеется круглое, диаметром в 1,5 см отверстие. Весит компакт-диск чуть менее 16 грамм.

Информация на диск записывается дорожками (питами), закручивающимися в форме спирали. Питы имеют стандартные ширину и глубину равные 500 нм и 100 нм соответственно. А вот по длине питы различаются друг от друга и имеют диапазон вариации от 850 нм до 3,5 мкм.

Ну чтож, теперь про DVD

Кажется, что DVD-диски существовали всегда. Однако первый такой носитель был презентован чуть более 20 лет назад, в конце 1996 года. Интересно, что за этим событием скрывается история борьбы и сотрудничества непримиримых конкурентов.

В последнее десятилетие ХХ века к выходу на рынок готовилось сразу два стандарта информационных носителей высокой плотности. Sony и Philips, создатели CD, готовили MMCD — Multimedia Compact Disc. Им противостояло объединение 8 компаний, среди которых были такие гиганты, как Time Warner и Toshiba. Их продукт носил название SD-DVD — Super Density Digital Video Disk.

MMCD состоял из двух наложенных один на другой информационных слоёв, каждый из которых вмещал 3,7 ГБ, что позволяло записать на такой диск 7,4 ГБ в сумме.

SD-DVD отличался, но не сильно. Части его двойного информационного слоя были склеены, что открывало возможность двухсторонней записи. На одну сторону SD-DVD убиралось до 5 ГБ данных.

Несмотря на сходства, форматы были несовместимы. Если бы каждый из них вышел на массовый рынок, пришлось бы развивать сразу два типа проигрывателей, тиражировать аудио- и видеоматериалы на тех и других дисках одновременно. Бизнес требовал от создателей этих стандартов принятия решения: кто остаётся на рынке, а кто — в истории?

Компания IBM помогла решить этот спор, выступив своего рода посредником, объединившим усилия конкурирующих сторон. Этот процесс также был весьма болезненным, но он привел к великолепным результатам. Компромиссным решением стал знакомый нам сегодня формат DVD. При этом выделили сразу три группы дисков:

DVD-Video. Диск для записи видеоматериалов. На носитель убирается до 135 видео в высоком качестве и компрессии MPEG-2. На диск также можно записать 8 звуковых каналов и 32 варианта титров.

DVD-Audio. Диск для записи аудиороликов со статичным или динамичным видеосопровождением (опционально).

DVD-ROM. Диск для записи любой произвольной информации. Его называли увеличенным по объёму аналогом CD-ROM-носителя.

Первое упоминание о DVD в СМИ появляется в сентябре 1995 года. Именно тогда компании-производители анонсировали разработку этого носителя, а также опубликовали первоначальную версию его спецификации. Сегодня изменениями, исправлениями и дополнениями в этом документе занимается организация DVD Forum.

Создателем первого в мире привода с поддержкой записи DVD-R является компания Pioneer. Это устройство они презентовали в октябре 1997 года. На момент начала продаж оно поддерживало работу со спецификацией DVD 1.0 и стоило в рознице $17 000. При этом пустой DVD-R объёмом 3,95 ГБ продавался за $50 в США.

Устройства Pioneer развивались вместе с обновлениями спецификации. Так, версия DVD 1.9 уже предусматривала запись до 4,7 ГБ информации. Во второй версии была введена возможность защиты дисков от незаконного копирования, а также два подформата — DVD-R For General и DVD-R For Authoring.

Authoring-носители можно считать профессиональным стандартом. Их используют в качестве мастер-дисков, когда предполагается массовое тиражирование материала. General-версия была задумана для использования в общих целях. Именно о таком диске мы говорим чаще всего, когда вспоминаем о DVD-R.

Формат DVD-RW — также дело рук инженеров компании Pioneer. Такой носитель оснастили покрытием, материалы которого имеют способность к многократному изменению свойств под воздействием лазерных лучей разной мощности. Теоретически ресурс DVD-RW составляет 1000 циклов перезаписи информации

Читайте также: