Оптические диски с многократной записью (cd-rw)
Накопители CD-RW (Rewritable – «перезаписываемый») позволяют многократно записывать информацию на диски. Структура перезаписываемых дисков во многом аналогична структуре дисков CD-R. Различие состоит лишь в физических свойствах материала информационного слоя, который обладает способностью восстанавливать свое первоначальное (прозрачное) состояние при выполнении операции «стирания».
У CD-RW-дисков информационный слой, находящийся между слоями диэлектрика, изготавливается из специального пластика с изменяемой физической структурой – фазой состояния (рисунок 5):
Рисунок 5 – Структура оптического диска с многократной записью (CD-RW)
Изменение «прозрачности» информационного слоя в дисках CD-RW основано на том, что он способен изменять свою фазу с кристаллической (прозрачной) на аморфную (непрозрачную) и обратно под воздействием высокой температуры.
При этом фаза информационного пластика, кристаллическая или аморфная, изменяется в зависимости от скорости остывания после разогрева поверхности лазерным лучом в процессе записи, выполняемой непосредственно в CD-приводе. При медленном остывании пластик переходит в кристаллическое состояние, и информация стирается (записывается «0»); при быстром остывании (если разогрета только микроскопическая точка) элемент пластика переходит в аморфное состояние (записывается «1»). Ввиду разницы коэффициентов отражения от кристаллических и аморфных микроскопических точек активного слоя при считывании происходит модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого головкой чтения как нули и единицы.
Читать CD-RW могут только высокочувствительные дисководы (чтение записи также выполняется лазерным лучом), поскольку отраженный луч у них значительно слабее, чем у CD-ROM и CD-R (отражающая способность их информационного слоя составляет 25–30% от уровня обычного CD), поэтому скорее всего большинство устаревших проигрывателей музыкальных и компакт-дисков не смогут прочитать информацию, записанную на диск CD-RW.
«Стирание» производится с помощью все того же лазера, но используемого на промежуточной мощности (ниже, чем при записи, но выше, чем при чтении). Лучшие образцы дисков CD-RW выдерживают несколько сотен циклов перезаписи.
Логическая структура cd-диска
Логическая структура компакт-диска формируется непосредственно при записи на него данных. При этом компакт-диск любого формата имеет (после завершения записи) три логические зоны:
зона ввода Lead-in – содержит, в частности, номер первого сектора записываемых данных, номер последней записанной дорожки, а также таблицу содержимого диска (английская аббревиатура этого понятия – ТОС – Table of Content). Кроме того, в Lead-in заносится адрес начала зоны вывода, а если диск записывается в несколько приемов (за несколько сессий), то для каждой сессии создается своя зона ввода. При этом каждая зона ввода занимает 4500 секторов (около 9 Мбайт);
зона вывода Lead-Out – содержит информацию, необходимую для завершения (закрытия) сессии. Если диск записан в несколько сессий, то зона вывода очередной сессии содержит ссылку на сектор диска, с которого начинается следующая сессия; если на диске создается последняя (или единственная) сессия, то зона вывода содержит также информацию для закрытия (финализации – finalization) диска. При этом последующая запись данных на закрытый диск невозможна. Первая зона вывода диска занимает 6750 секторов (около 13 Мбайт), все следующие – по 2250 секторов (около 4 Мбайт);
область данных Program Area – зона, предназначенная для записи непосредственно данных.
Следует иметь в виду, что и зона ввода, и зона вывода формируются на завершающем этапе записи компакт-диска, после того, как запись в область данных уже выполнена. Тем не менее, ошибка или сбой в формировании этих зон сделают невозможным считывание записанных данных.
Разумеется, существует вероятность (и не маленькая) ошибок при записи или последующем считывании данных. Поэтому в технологии записи компакт-дисков изначально предусмотрен механизм исправления возможных ошибок. Этот механизм основан на вычислении контрольных кодов записываемых данных. Причем избыточность дополнительных данных весьма велика – 8 байт контрольного кода из 32 байт данных. Однако она позволяет исправлять до 3500 групповых ошибок, что соответствует пятну или царапине на диске размером 2,5 мм.
Очень важную роль в работе CD-привода с компакт-диском играют так называемые подканалы (Sub-channel). Они предназначены для хранения служебных данных, называемых субкодами (Sub-Codes). Всего существует 8 подканалов, обозначаемых английскими буквами Р, Q, R, S, T, U, V и W. Один кадр субкода (96 разрядов) соотносится с одним сектором данных.
Основными считаются подканалы Р и Q. Подканал Р содержит номер текущего кадра дорожки, биты контроля четности и некоторые другие данные. В подканале Q хранится информация из таблицы содержимого диска ТОС, а также данные, управляющие воспроизведением CD. Конкретный состав этих данных определяется используемым форматом CD-диска.
Остальные подканалы (с R пo W) не имеют конкретного предназначения и могут использоваться для хранения любой дополнительной информации. Например, некоторые фирмы звукозаписи применяют эти подканалы для защиты дисков от копирования.
Вопрос № 2 Основные характеристики записываемых CD-дисков
Любой записываемый компакт-диск имеет несколько весьма важных характеристик, которые могут довольно существенно сказаться на результатах работы. К основным из них относятся:
тип диска;
поддерживаемая скорость записи и перезаписи (для CD-RW);
совместимость с CD-рекордером (приводом);
емкость;
долговечность.