•Формат CD-DA, а за ним и CD-ROM предусматривает следующие зоны диска:

–Вводная зона (Lead-in) до 4500 секторов

–Выводная зона (Lead-out) до 6750 секторов

–Треки между зонами длиной не менее 300 секторов, их число – не более 99

•Размер сектора составляет 2352 байта, из них 2048 отведено под данные. Существует вариант кодов ECC/EDC, размер сектора – 2336 байт

•Физически данные кодируются следующим образом:

–Каждый байт кодируется символом 14 бит (EFM 8.14), причем между единицами может быть от 2 до 8 нулей

–Канальный кадр – это 588 бит, из них 24 байта – информация, 8 байт контрольной суммы CIRC и 1 байт субканального кода

–Один сектор состоит из 98 кадров

–Внутри сектора кадры перемешаны

•Данные адресуются по блокам в формате ММ:СС:КК (минуты:секунды:кадры)

•Во вводной зоне в субканале Q хранится TOC (Table Of Content) с координатами всех треков и выводной зоны диска

•Диск CD-ROM имеет дополнительные уровни защиты, сектор из 2352 байт кодируется следующим образом:

–Байты 0-11 – синхронизация (первый и последний – 00, остальные – FFh)

–Байты 12-14 – адрес сектора

–Байт 15 – номер сектора

–Байты 16-2063 – данные

–Байты 2064-2067 – 32-битный CRC-код

–Байты 2068-2075 нулевые

–Байты 2076-2351 – ECC-код

•Mode 2 не имеет кодов CRC/ECC, используется 2336 байт для хранения данных

Организация компакт-диска

•От аудиодисков была унаследована потрековая организация диска

•Границы треков отмечены в P-субканале. Обычно в нем идут нули, за 2-3 секунды до конца трека начинаются единицы, появление нулей отмечает начало нового трека

•Координаты треков прописаны в Q-субканале в вводной зоне. Таблица TOC многократно повторяется в течение вводной зоны (Lead In), каждая запись описывает номер и указатель начала трека и выводной зоны диска

•Треки могут быть размечены с помощью индексов, которые записаны в Q-субканале. Там же имеется счетчик оставшихся секунд и абсолютный адрес сектора

•Треки могут содержать либо аудио, либо цифровые данные

•Цифровые треки разбиваются на секторы, начало сектора данных и физического сектора могут не совпадать, так как отмечаются на разных уровнях. Канальный сектор состоит из 98 канальных кадров, цифровой сектор начинается с поля синхронизации

•Начало и конец цифрового трека могут оформляться зазорами (gaps) и паузами. В паузе нет данных, в предзазоре (pre-gap) кодируется тип предыдущего и текущего треков. В пост-зазоре (post-gap) кодируется тип предыдущего трека. Зазоры необходимы на границах смены типов треков (аудио/данные/Lead).

•При записи по трекам (TAO) трек может начинаться с сектора описания трека, в котором указывается тип записи и длина пакета

Форматы секторов для CD-ROM XA

•На основе «Желтой книги» был разработан формат CD-ROM XA (Extended Architecture), разновидностью которого является CD-I

•Формат сектора был изменен для возможности хранения данных специальных типов – видео и аудио

•Формат Mode 1 соответствует формату CD-ROM: 2048 байт в секторе для хранения данных

•Формат Mode 2 допускает две формы:

–Form 1 описывает сектор с 2048 байт и кодами EDC/ECC, добавлен 8-байтный подзаголовок

–Form 2 описывает сектор с 2324 байт и кодами EDC, исправление ошибок не предусмотрено

•В пределах одной сессии Mode не меняется, но могут чередоваться треки Form 1 и Form 2

•CD-ROM XA применяется для Video CD и Photo CD

Записываемые диски. Мультисессионные диски

•На диске -R/-RW имеются две специальные зоны:

–Power Calibration Area (PCA) предназначена для калибровки лазера перед началом записи

–Recording Management Area (RMA) хранит временные данные о координатах треков

•Запись может осуществляться в несколько приемов (сессий), каждая сессия повторяет структуру диска

•Сессия считается закрытой, если у нее прописаны вводная и выводная зоны

•Для связи сессий между собой в TOC сессии указываются координаты не выводной зоны, а вводной зоны следующей сессии

•TOC может содержать координаты треков из предыдущих сессий (linked sessions)

•Диск считается закрытым, если в TOC последней сессии записаны координаты выводной зоны

•Сессии могут быть связаны на уровне файлов

Запись дисков

•Существуют несколько способов записи диска:

–DAO – запись структуры диска за один проход

–SAO – запись целиком всей сессии

–TAO – запись трека с пред- и пост-зазорами, сессия не закрывается

–Пакетная запись с фиксированным и переменным размером

•Тип диска, допустимую скорость записи, емкость, производителя и т.п. рекордер считывает из зоны ATIP, которая наносится при изготовлении диска

•Параметры записи рекордер уточняет из таблицы носителей, имеющейся в прошивке (firmware)

•Отформатированные в пакетном режиме диски не читаются без поддержки ОС или специального драйвера, за исключением случая применения UDF и пакетов переменной длины

Файловые системы

•High Sierra (HSF/HSG) и его аналог ISO 9660:

–Диск представлен в виде тома

–Том начинается с сектора 16 первой сессии

–Там находится PVD (первичный описатель тома) и несколько SVD

–Загрузочный сектор может не создаваться; в нем указан адрес загрузочного каталога

–Загрузочный каталог описывает координаты загрузочных образов дискет и HDD, их размер, тип файловой системы, метод загрузки и запуска и т.п.

–Файлы и каталоги организованы в виде VTOC – таблиц с описанием имен файлов, их версий, адреса (всех фрагментов файла), длины, атрибутов и т.п.

–Дополнительно имеется таблица путей ко всем каталогам

•Формат имеет несколько строгих ограничений: имя файла 8.3, до 8 уровней вложенности, ограничен набор символов в именах

•Файловая система Joliet расширяет ISO 9660 для Windows:

–Длина имени увеличена до 64 символов, допустимы длинные имена до 255 символов

–Имя кодируется Unicode

–VTOC в формате Joliet дописывается к VTOC ISO через SVD, сохраняется совместимость с DOS

•Rock Bridge – вариант ISO 9660 для Unix

•HFS поддерживается MacOS и Linux

•UDF (Universal Data Format):

–Каждый пакет содержит информацию о файле, к которому он относится

–Длина пакета может быть фиксированной (с предварительным форматированием) и переменной

–Таблица VFAT (виртуальная таблица размещения файлов) может формироваться после заполнения сессии

–Этот формат в виде micro-UDF лег в основу DVD

Формат DVD

•Был создан в 1996 году на базе двух конкурирующих разработок – SD (Pioneer, Toshiba) и MMCD (Sony, Philips)

•В 1997 году был дополнен форматами однократно записываемого диска DVD-R и перезаписываемого диска DVD-RAM, оба – уменьшенной емкости

•В 1999 году были предложены формат DVD-RW, DVD-Video и DVD-Audio

•В 2000 году организация RW Alliance (HP, Philips, Sony, Verbatim, Ricoh, Yamaha и др.) предложила формат DVD+RW, годом позже – DVD+R

•С 2004 года в продаже имеются двухслойные диски DVD+R DL (DVD+R9), в 2005 ожидаются DVD-R DL

•Возможно появление двухслойных дисков RW