Сколько записывающих дорожек располагается на оптическом диске

Обновлено: 05.07.2024

Оптический привод — устройство, предназначенное для считывания и записи информации на оптические носители (диски). Механическая часть привода, управляемая его микросхемой, обеспечивает вращение в нем диска и считывание с него данных при помощи лазера и системы линз. В зависимости от типов используемых носителей, бывают оптические приводы для чтения и записи CD, DVD и Blu-Ray.

Принцип, по которому работают современные оптические приводы, используется довольно давно. По своей сути, все оптические диски (CD, DVD и Blu-Ray) - не что иное, как усовершенствованная виниловая грампластинка. Данные на этих носителях хранятся в виде очень тонкой спиральной дорожки, нанесенной на специальный защищенный слой диска, стоящей из микроскопических углублений и промежутков между ними. Эти углубления называются питами (англ. pit — углубление), а промежутки - лендами (англ. land — пространство). Под увеличением их можно хорошо рассмотреть.

Считывание информации с них производится в оптическом приводе при помощи лазера, который, отражаясь от поверхности вращающегося диска, попадает на фотоэлемент. Отражение с огромной скоростью изменяется в соответствии со структурой питов и лендов дорожки, передавая таким образом информацию, зашифрованную в ней. Затем это «дрожание лазера» дешифруется согласно определенным алгоритмам.

Типы оптических носителей

Compact Disc (CD)

Первым оптическим носителем, разработанным еще в 1979 году, стал компакт-диск (англ. Compact Disc, CD). Глубина питов этого носителя составляет около 100 нм, ширина - 500 нм. Минимальная длина пита CD - от 850 нм. Шаг между дорожками спирали - около 1,5 мкм. Оптический привод для чтения CD использует красный лазер с длиной волны 780 нм, который фокусируется на рабочей поверхности в точку диаметром около 1,2 мкм (для лучшего представления: толщина человеческого волоса составляет около 50 мкм или 50000 нм).

Изначально CD создавался как носитель звуковой информации (Audio CD). Немного позже его начали использовать для хранения в двоичном коде других данных. Формат записи Audio CD и CD с данными отличается, поэтому обычные проигрыватели не могут считывать информацию с немузыкальных компакт-дисков.

Первые диски были CD-ROM (Read Only Memory – только с возможностью чтения) и производились по специальной технологии (возможность записи в «домашних» условиях отсутствовала). Позже разработали носители, в которых питы представляли собой не углубления, а участки видоизмененной поверхности с высоким светопоглащением, возникающие под специальным воздействием лазера. Также как и в случае с углубленными питами, технология обеспечивала нужное изменение интенсивности отражения лазера и считывание данных, закодированных в дорожке. Благодаря этому появились диски типов CD-R и CD-RW (с возможность записи и неоднократной перезаписи пользователями соответственно).

DVD – носитель, который появился несколько позже, имеет тот же физический размер и принципы работы, что и CD, но использует более плотную рабочую поверхность. За счет более «миниатюрной» структуры дорожки и более тонкого красного лазера с длиной волны всего 650 нм, DVD способен хранить в несколько раз больше данных, чем CD.

Изначально DVD разрабатывался как альтернатива морально устаревшим видеокассетам для хранения видеоинформации и поэтому назывался Digital Video Disc (цифровой видеодиск). Но носители этого вида отлично подошли и для записи других типов данных. Аббревиатуру DVD при этом начали трактовать как Digital Versatile Disc - цифровой многоцелевой диск. Но официальной такая расшифровка не является.

В зависимости от типов хранимых данных, DVD бывают следующих типов: DVD-видео, DVD-Audio (качество звука значительно выше, чем на Audio-CD), DVD-Data, DVD смешанного типа.

Современные DVD могут иметь одну или две рабочие стороны. При этом, каждая из сторон может содержать один или даже два рабочих слоя. Благодаря этой особенности, на DVD максимального объема можно записать до 18 ГБ информации.

DVD, как и CD, бывают для одноразовой записи или же могут перезаписываться многократно (R и RW). При этом, в зависимости от особенностей используемого материала и технологии записи, различают DVD-R(RW) и DVD+R(RW). В технические подробности вдаваться не буду. Скажу только, что DVD+R(RW) и оптический привод с их поддержкой – более предпочтительный и беспроблемный вариант. При записи таких носителей возникает намного меньше ошибок. Кроме того, DVD+RW можно записывать поверх уже имеющихся на нем данных. В случае же с DVD-RW предварительно нужно произвести полную очистку диска.

Blu-ray Disc (BD)

Blu-ray Disc (BD, англ. blue ray — синий луч) — оптический носитель нового типа, отличающийся еще более высокой плотностью рабочей поверхности и обеспечивающий хранение значительного объема данных, в том числе и высококачественного видео высокой четкости. В названии Blu-ray буква «e» была умышленно пропущена разработчиками, чтобы иметь возможность зарегистрировать торговый знак.

Оптический привод для записи и чтение BD оснащен сверхтонким синим лазером с очень короткой волной (405 нм), благодаря чему ширина дорожки на диске сужена до 0,32 мкм, что вдвое меньше, чем на DVD. Увеличился не только объем хранимых данных, но и скорость их считывания. В несколько раз стал тоньше и защитный слой, но благодаря использованию новых материалов, Blu-ray Disc боится царапин не больше, чем оптические носители других типов.

Современные технологии позволяют записывать на один BD несколько слоев, каждый из которых может содержать 23,3 ГБ данных. Распространенными являются диски с количеством слоев до 4. Хотя, уже созданы прототипы емкостью до 500 ГБ, содержащие 15-20 слоев.

Blu-ray носители продолжают развиваться и совершенствоваться. Существуют диски для одноразовой и многократной записи. Разработана технология, позволяющая наносить на один диск слои, предназначенные для записи DVD и Blu-Ray.

На оптическом диске , A дорожки ( CD - ) или название ( DVD - ) является подразделением его содержания. В частности, это последовательный набор секторов (называемых «кадрами временного кода» на аудиодорожках) на диске, содержащий блок данных. Один сеанс может содержать один или несколько треков одного или разных типов. Есть несколько типов треков, а также есть индекс субтрека для поиска точек внутри трека.

Диски Blu-ray также могут быть записаны в последовательном сеансовом режиме, смоделированном на CD и DVD. «Дорожка» Blu-ray относится ко всему физическому хранилищу слоя Blu-ray; Эквивалент треков в сессиях CD называется «логической дорожкой».

Содержание

Аудиодорожки

Аудиодорожки определены в спецификации Red Book для CD Digital Audio (которая была первой спецификацией CD). Одна песня или движение обычно содержат одну звуковую дорожку , содержащую звук в виде необработанных образцов PCM с разрешением 16 бит / 44,1 кГц в 2 каналах, и субкод, мультиплексированный с аудиоданными. В этом режиме каждый сектор (называемый кадром ) состоит из 2352 байтов аудиоданных (1176 16-битных отсчетов или 588 стереосэмплов), что составляет 1/75 секунды звука (следовательно, эквивалент временного кода SMPTE для аудиоданных состоит из часов: минут: секунд: кадр, где диапазон кадров от 0 до 74). Для данных используется коррекция ошибок CIRC .

Структура сектора

Каждый сектор (или «кадр временного кода») состоит из последовательности кадров канала. Эти кадры при чтении с диска состоят из 24-битного шаблона синхронизации с постоянной последовательностью 1000-0000-0001-0000-0000-0010 , отсутствующей где-либо еще на диске, разделенных тремя объединяющими битами, за которыми следует 33 байта в кодировке EFM , за каждым следуют 3 бита слияния. Это формирует структуру длиной 588 бит (24 + 3 + 33 * (14 + 3)), называемую канальным фреймом . 33 байта в канальном кадре состоят из 24 байтов данных пользователя, 8 байтов контроля четности и 1 байта данных субкода.

Подканалы

Кадры из 98 каналов, которые составляют 2352 (98 * 24) байтовых секторов (или кадров), содержат 98 байтов данных подканала , из которых 96 байтов можно использовать. Байты подканала дополнительно делятся на отдельные биты, обозначенные PQRSTUVW, от старшего до младшего значащего бита, и образуют восемь параллельных битовых потоков, называемых каналами , каналами подкода или подканалами . Они используются для управления адресацией и воспроизведением компакт-диска.

Индексы

Каждая дорожка компакт-диска имеет индекс; однако, редко можно найти проигрыватель компакт - дисков , который отображает или может получить доступ к этой функции, за исключением иногда в про аудио оборудования, как правило , для радио вещания . Каждая дорожка имеет как минимум индекс 1 и часто имеет предварительный промежуток, который имеет индекс 0. Дополнительные песни, такие как « скрытые дорожки », могут иметь индекс 2 или 3.

Видео треки

На DVD, каждый трек называется названием, потому что он предназначен для хранения одной фильма названия, или эпизода из в телесериалах . Дополнительный контент и бонусные функции на DVD также находятся на отдельных дорожках или заголовках. Указатель субтрека называется главой , как глава в книге . Он был унаследован от своего предшественника, LaserDisc , который содержал только одно название, разделенное на главы.

Дорожки данных

Спецификация компакт-диска (как определено в Красной книге ) изначально предназначалась для хранения цифрового звука, но с тех пор основные приложения для хранения оптических дисков расширились и для других целей. Одно из таких расширений, Желтая книга , определяет спецификацию CD-ROM - стандартизованный метод хранения произвольных цифровых данных на дорожке компакт-диска. На низком уровне результирующая дорожка данных не отличается существенно от дорожки звукового компакт-диска, за исключением интерпретации данных внутри. Благодаря этому можно воспроизводить данные CD-ROM на проигрывателе аудио компакт-дисков. Однако данные на этих дорожках не являются когерентными аудиосэмплами, то есть каждый сэмпл обычно имеет высокую степень корреляции с предыдущим и следующим. Таким образом, кажущаяся случайность закодированных значений выборок имеет тенденцию проявляться в виде белого шума, подобного статике ненастроенного аналогового ТВ или радиоприемника. Высокая амплитуда и нетипичное распределение частот (с чрезмерной спектральной плотностью на высоких частотах по сравнению с той, которая обычно встречается в значимом аудио) часто неприятны и потенциально могут превышать тепловые ограничения динамиков, вызывая повреждение, если оставить играть на достаточно большой объем. Следовательно, многие проигрыватели компакт-дисков, произведенные с конца 1990-х годов, отключают звук на выходе при обнаружении дорожки данных. Некоторые диски - например, для игровых консолей, таких как Sega Dreamcast - содержат дополнительную звуковую дорожку из Красной книги, предупреждающую слушателя о том, что нельзя проигрывать дорожки данных.

Сессии

Спецификация Orange Book добавила к компакт-дискам понятие «сеансов» (исходные спецификации для CD-DA и CD-ROM неявно предполагают только один «сеанс» на диск). Каждая сессия имеет три области, которые включены в исходную структуру для CD-DA и CD-ROM: вводная, содержащая оглавление сессии ; программа , проведение отдельных треков (информация хранится); и вывод, означающий конец сеанса.

Если на диске несколько сеансов, каждый сеанс имеет ту же структуру (вводная, программная область и конечная). На этих дисках вводные области содержат адреса предыдущих сессий. TOC в начале последнего сеанса используется для доступа к трекам. В каждой сессии должен быть хотя бы один трек. Длина первого вывода составляет 6750 секторов (около 13 мегабайт); каждый последующий вывод имеет длину 2250 секторов (4 мегабайта).

В следующей таблице показана структура многосессионного компакт-диска:

Уровень сеанса	Сессия 1					Сессия 2					.
Уровень трека	Ввести (с ТОС)	Трек 1	Дорожка 2	.	Выводить	Ввести (с ТОС)	Трек 1	Дорожка 2	.	Выводить	.

На последовательных дисках Blu-ray диапазоны сеансов записываются в поле «Информация о диапазоне последовательной записи» (SRRI) в «Области управления диском» (DMA). Сеансы содержат логические треки, которые можно разделить для создания новых треков. Последний, «невидимый» сеанс содержит свободное пространство на одной логической дорожке, называемой невидимой / неполной дорожкой. Когда диск финализируется или закрывается, последняя информация во временных DMA, таких как SRRI, берется и копируется в DMA.

4) Основной функцией центрального процессора является:

выполнение математических расчетов
выполнение обмена информацией
обработка всей информации
работа с устройствами

5) Характеристикой процессора не является:

тактовая частота
разрядность
ядерность
разрешение

6) Видеокарта располагается …

в мониторе
на материнской плате
в постоянном запоминающем устройстве
в оперативной памяти

7) Звуковая карта находится …

в колонках
в процессоре
на материнской плате
в оперативном запоминающем устройстве

8) Перед отключением компьютера информацию можно сохранить…

в оперативной памяти
на дисководе
в постоянном запоминающем устройстве
во внешней памяти

9) Устройство, не используемое для долговременного хранения информации…

оперативное запоминающее устройство
CD-диски
жесткие диски
флэш-карты

10) Сканер – это устройство …

вывода информации на экран
передачи информации
вывода информации на бумагу
ввода информации в компьютер

11) Принтер необходим для …

вывода информации на экран
передачи информации
вывода информации на твердый носитель
ввода информации в компьютер

12) Материнская плата служит для:

включения ПК
размещения и согласования работы устройств ПК
того, чтобы вставлять процессор
чтобы подключать другие платы

13) Чем выше тактовая частота процессора, тем…

быстрее обрабатывается информация
медленнее обрабатывается информация
больше двоичных разрядов могут передаваться и обрабатываться процессором одновременно
меньше двоичных разрядов могут передаваться и обрабатываться процессором одновременно

14) Объем оперативной памяти …

не влияет на скорость её работы
влияет на способ подключения
чем больше, тем больше производительность ПК
влияет на объем адресуемой памяти

15) Чтобы подключить компьютер к локальной сети необходимо иметь:

модем
сетевую карту
тактовый генератор
Wi-fi

16) В целях сохранения информации магнитный диск необходимо оберегать от воздействия:

холода
света
механических ударов
повышенного атмосферного давления

17) Для управления работой компьютера и выполнения операций над данными служит

винчестер
тактовая частота
оперативная память
процессор

18) Все данные, обрабатываемые процессором попадают в/из …

устройство ввода
процессор
оперативную память
постоянное запоминающее устройство

19) Материнская плата называется интегрированной, если в ней встроена:

видеокарта
звуковая карта
сетевая карта
процессор

20) Достоинством неинтегрированной материнской платы не является:

высокая ремонтопригодность
высокая цена
высокая производительность
возможность модернизации

21) Производительность работы компьютера (быстрота выполнения операций) зависит от .

размера экрана дисплея
тактовой частоты процессора
напряжения питания
быстроты нажатия на клавиши

22) В основную комплектацию ПК обязательно входит …

23) Модем-это устройство обеспечивающее

подключение ПК к локальной сети
подключение ПК к телефону
подключение ПК к глобальной сети
соединение двух ПК между собой

24) Оптический диск с однократной записью обозначается

25) Память, хранящая данные только во время работы ПК называется

долговременной
полупостоянной
постоянной
оперативной

26) Как называется устройство ввода алфавитно-цифровой информации с твердого носителя в ПК?

Насколько хорошо вы знаете, как работают компьютерные компоненты? Продолжаем разбираться; в этот раз рассмотрим устройство оптических дисков — популярного вида носителей информации. В прошлый раз мы подробно разбирали работу материнской платы: если вы случайно пропустили эту статью, рекомендуем с ней ознакомиться .

Прожжённый светом

Чтобы хранить данные, необязательно использовать законы магнетизма или электрический заряд: можно обойтись гораздо более простым элементом — светом, точнее, его отражением. В отличие от жёстких дисков и твердотельных накопителей, оптические носители данных не соединены с дисководом, поэтому будет логичным начать наш обзор именно с диска.

Идея использования законов оптики — отражения света — с целью хранения данных появилась ещё во второй половине прошлого века. Впервые она была запатентована в 1970 году американским физиком Джеймсом Расселом. Крупные уже на то время корпорации, а речь идёт о Sony и Phillips, рассмотрели его разработку и после длительных юридических споров наконец смогли получить лицензию на производство LaserDisc (1978) и Compact Disc (1982). Последний, известный нам в виде аббревиатуры CD, можно было использовать лишь единожды, то есть перезапись данных на тот момент не была доступна. Эта возможность появилась только в 1987 году с выходом на рынок первого перезаписываемого компакт-диска.

Это всё прекрасно, но как это работает? Взгляните на следующую фотографию DVD-диска:

Основным компонентом в их производстве является органическое стекло — особый полимер ПММА (полиметилметакрилат), который применяется для изготовления двух дисков толщиной всего 0,6 мм. Нижний из них имеет сверхтонкий слой металла (в основном, серебра или золота), а верхний — слой способного менять фазу материала. Степень отражаемости такого материала зависит от того, в какой фазе он находится. Её можно изменить, используя лазер дисковода, так как он нагревает этот материал, вызывая его физическое изменение. В итоге, образуется рисунок из прожжённых областей на диске, которые располагаются на спиральной канавке, прямо как в виниловой пластинке.

Тот же лазер, но работающий уже на другой мощности, используется для сканирования этой канавки во время вращения диска. Количество отраженного света определяет, находятся ли записанные данные в состоянии 0 или 1. Чем длиннее спиральная канавка и чем ближе находятся друг к другу области нулей и единиц, тем больше данных можно разместить на диске; однако чем меньше их ширина, тем, соответственно, тоньше должен быть лазерный луч.

На изображении выше виден тип электромагнитных волн, используемых лазером, и расстояния между спиральными канавками и тёмными областями. Если цифры для вас мало что значат, просто помните, что для чтения компакт-дисков используется инфракрасный лазер, DVD — красный, а для Blu-ray — фиолетовый (не синий!). Поскольку все три типа оптических дисков имеют одинаковый диаметр, производителями используются разные уловки, чтобы максимально увеличить ёмкость запоминающего устройства. Например, канавки с обеих сторон, их близкое расположение друг к другу (двухслойные диски) и сжатие данных.

Ниже представлен максимальный объём хранения данных для следующих типов оптических дисков (при условии, что используется только одна сторона):

CD-диск — 0,84 ГБ;
DVD-диск — 4,7 ГБ;
BR-диск — 100 ГБ.

Итак, устройство дисков мы рассмотрели, теперь же перейдём к дисководам.

Чтец световых следов

Общая схема дисковода очень похожа на схему жёсткого диска. Посередине находится мотор для вращения и привод с головкой чтения/записи для доступа к данным, записанных на оптическом диске. В приводе виден пластиковый корпус, удерживающий лазерную систему, где находятся два набора катушек из медной проволоки. Они создают магнитное поле, которое используется для подвешивания лазерного блока рядом с поверхностью диска. Это требуется потому, что оптический диск не настолько плосок как жёсткий, в связи с чем оптическим приводам нужна система «подвешивания», чтобы лазер оставался на нужной высоте.

Под объективом скрыт лазерный диод и датчики, которые считывают, записывают и удаляют данные на диске. Их работу невозможно разглядеть невооружённым взглядом, поэтому предлагаем посмотреть видео, расположенное ниже, где для достижения этой цели используется микроскоп.

Расскажите в комментариях сколько у вас хранится дисков? Или вы уже перевели все данные в облака?

г. комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

Мультимедийные программы относятся к

а) системам программирования

б) системному программному обеспечению

в) пакетам прикладных программ общего назначения

г) прикладным программам специального назначения

60. Структура системного программного обеспечения:

а) Системы программирования, операционные системы, драйверы;

б) Операционные системы, диалоговые оболочки, драйверы, утилиты;

в) Программы общего назначения, утилиты, диалоговые оболочки, архиваторы;

г) Антивирусные программы, операционные системы, архиваторы, утилиты

61. Microsoft Word – это…

б) работа с окнами

в) обучающая программа

г) текстовый процессор

Что обычно означает зеленое подчеркивание в MSWord?

а) Ошибка синтаксиса

б) Ошибка пунктуации

в) Нет слова в словаре

г) Простонародное выражение

Как запустить текстовый процессор MS Word

а) Пуск - Все программы - MicrosoftOffice - MS Word

б) Пуск - Стандартные - Microsoft Office - MS Word

в) Мой компьютер - Все программы - MicrosoftOffice - MS Word

г) Пуск – Игры - MS Word

Текстовый редактор - программа, предназначенная для

а) создания, редактирования и форматирования текстовой информации

б) работы с изображениями в процессе создания игровых программ

в) управление ресурсами ПК при создании документов

г) автоматического перевода с символьных языков в машинные коды

65. В ряду "символ" - . - "строка" - "фрагмент текста" пропущено:

б) Абзац г) Текст

Курсор – это

а) Устройство ввода текстовой информации;

б) Клавиша на клавиатуре;

в) Наименьший элемент отображения на экране;

г) Метка на экране монитора, указывающая позицию, в которой будет отображен вводимый с клавиатуры

Читайте также: