Оптичні ззп
Носіями інформації є спеціально утворені поверхні, які мають властивість відбивати із різною інтенсивністю або із різною поляризацією світло сфокусованих променів лазерів. Створення таких ЗЗП започатковано відносно недавно, хоча ідея оптичних ЗЗП існувала з появою перших комп’ютерів. Переважна більшість дослідників спрямовувала свої зусилля на створення голографічних ЗЗП, на основі голограм, однак через складність їх реалізації ця ідея не знайшла практичного застосування. Тільки із впровадженням ідеї застосування компакт дисків почалося масове застосування оптичних ЗЗП.
Використання ком пакт дисків має ряд переваг:
1) Забезпечується можливість використання переносних носіїв великої ємності на рівні 700 Мб і більше.
2) Можливість надійного зберігання інформації
3) Можливість автоматизації процесу виготовлення із недорогих матеріалів, що забезпечує низьку вартість таких носіїв інформації і запам’ятовуючих пристроїв в цілому.
Компакт-диски характеризуються зовнішнім діаметром – трохи більше 120 мм, переважно класифікуються за способом запису інформації :
Компакт-диски із записом інформації в процесі виготовлення CD_ROM
Компакт-лиски із можливістю одноразового запису користувачем
Компакт-диски із можливістю перезапису інформації користувачем CD-RW
Особливості компакт-дисків розглянемо на прикладі технології виготовлення CD-ROM
Компакт-диск типу сд-ром – будова …
1) основа із полікарбонату
2) шар відбиття
3) захисний лак
4) етикетка
При виготовленні використовується .. 5 – сфокусований промінь лазера.
Використовується спеціальний скляний диск, який покривається терморезистом, диск встановлюється в спеціальний пристрій, який забезпечує за світку доріжки ком пакт-диску у відповідності із інформацією, яку тре записати із логічних 0 та 1. В місцях засвітки лазером фоторезист змінює свою структуру. Після засвітки диск обробляється хімічним способом, незасвічений фоторезист змивається, а в місцях засвітки залишаються горбики фоторезисту. Потім на скляний диск, методом напилення наноситься тонкий шар Нікелю Нікелевий шаблон і є праобразом ком пакт-диску. Методом штампування або лиття під тиском виготовляється основа 1 прозорої пластмаси із полікарбонату з інформаційного боку основа покривається шаром відбиття 2 (переважно це на основі алюмінієвих сплавів). Після цього шар відбиття покривається захисним лаком, наноситься етикетка і ком пакт-диск готовий, перевіряється і серійне виробництво. Інформація розташовується на спіральній доріжці, яка поч. у центрі і розкручується в сторону зовнішнього діаметру. Відстань між сусідніми повтореннями доріжки 0.0016 мм. На доріжці інформація кодується горбиками або впадинами, 1 біт кодується .. ширину 0.0002 мм, довжину 0.0004 і глибину 0.0002. Читання інформації базується на тому, що коли сфокусований промінь лазера попадає на горбик шаровідбиття, то від шаровідбиття сфокусованого променя відбивається інтенсивне світло, приймається оптичною системою, подається на фотоприймач і формується електричний сигнал. Коли промінь лазера потрапляє в ямку він вже втрачає фкусування, відбите світло розсіюється, на оптичну систему попадає мало світла, який є недостатнім для формування електричного сигналу на виході фотоприймача. Для забезпечення високої надійності і достовірності запису-читання інформації, інформація на доріжці ком пакт-диску кодується кодом Рідда – Соломона, це надлишковий код із виявленням та виправленням помилок. Інформація ділиться на фрейми, які розташовуються в декількох місцях доріжки, що забезпечує можливість достовірного читання інформації при попаданні на поверхню компакт-дску пилинок або пошкоджень.
Компакт-диск є фактично пристроєм із послідовним розташуванням інформації. Для зменшення часу пошуку інформації використовуються спеціальні засоби прискореного пошуку інформації, які для кожного файлу встановлюють шлях прискореного пошуку з початку розташування файлу. Номінальна ємність ком пакт-диску в межах 700 Мб.
Компакт-диски з одноразовим записом користувача – це спеціально виготовленні носії, в яких передбачена можливість запису інформації у спеціальних дисководах із можливістю запису cd-writer, в яких є можливість керування потужність лазерного променя переважно при запису потужність лазерного променя збільшується. В таких ком пакт-дисках використовуються декілька технологій, які дозволяють записувати диски. Серед них компакт-диски у яких шар відбиття покритий тонкою плівкою із малим коефіцієнтом відбиття світла. Коли на таку поверхню направляється потужний промінь лазера, вона пропалюється звільняючи доступ до шаровідбиття.
Інверсна технологія – коли є спеціальний шар відбиття і коли на нього попадає промінь лазера, ця плямка зменшує коефіцієнт відбиття світла.
Компакт-диски із можливістю перезапису виготовляються також за спеціальною технологією і при записі змінюється поляризація відбитого світла, що забезпечує кодування 0 та 1. Одним із варіантів є нагрівання плямки до температури точки К’юрі і при дії магнітного поля ця плямка змінює оптичні властивості і після зняття дії лазера змінює свої оптичні властивості.
Для накопичувачів на оптичних дисках важливою є швидкість обміну інформацією із ядром комп’ютера. Перші оптичні дисководи мали невелику швидкість обертання дисків навколо осі і швидкість обміну інформацією на рівні 150 кб на секунду. Це невелика швидкість обміну і тому дисководи вдосконалювались і ця швидкість обміну постійно збільшувалась і дисководи характеризуються різною швидкістю обміну інформації, яка визначається певною цифрою і буквою х – наприклад 8х,
Сучасні компакт-диски створили серйозну альтернативу накопичувачам на гнучких магнітних дисках. Більш вдосконаленим варіантом оптичних ЗЗП є ДВД накопичувачі – це оптичні ЗЗП типом подібні до CD, однак в них використовуються інші лазери із меншою довжиною хвилі, що робить несумісними CD та DVD. Зменшення довжини хвилі забезпечує можливість збільшення густини розташування інформації на робочій поверхні. Використання вдосконаленої оптичної системи із можливістю оперативної зміни фокусної відстані лазерного променя забезпечує можливість використання із однієї сторони двох шарів відбиття. Спеціальні схемотехнічні та конструктивні рішення забезпечують можливість використання двосторонніх DVD-дисків. Всі ці вдосконалення направлені на збільшення ємності DVD-дисків, і DVD-диски суттєво більші за ємності ніж компакт диски. Ємність DVD від 4.7 Гб, є покращені до 18 Гб, що забезпечує більшу перспективність двд накопичувачам. Відносно прості і недорогі оптичні дисководи забезпечують можливість конфігурування у комп’ютері одночасно і DVD і СД накопичувачів, що забезпечує можливість використання широкої гамми вже розроблених ком пакт дисків типу CD-ROM і нових, які знаходять широке застосування DVD диски.
Отже оптичні ЗЗП є досить перспективними і утворили серйозну конкуренцію магнітним ЗЗП.