учебник информатика

2.5 Устройства хранения информации

Дисковод CD-RW

Устройство используется для записи информации на диски CD-R (однократная запись) и CD-RW (CD-ReWritable – перезаписываемый диск).

Внешне похож на CD-ROM и совместим с ним по размерам дисков и форматам записи. Запись данных осуществляется с помощью специального программного обеспечения или средств операционной системы. Скорость записи современных накопителей CD-R составляет 2х-48х.

Диск CD-R или CD-RW имеет 4 слоя (сверху-вниз):

1.защитный слой из поликарбоната;

2.активный слой для записи информации;

3.отражающий слой;

4.основа из поликарбоната.

Может присутствовать также этикетка диска, нанесенная краской на

защитный слой.

Во время записи информации активный слой CD-R диска нагревается лазерным лучом (длина волны 780 нм) и в месте нагрева перестает пропускать свет. В результате отражающая способность на участках, подвергнутых действию луча лазера, уменьшается. Одним из типов активных слоев CD-R диска, широко используемых на сегодняшний день, является цианин (cyanine).

Активный слой CD-RW диска под воздействием лазерного луча при записи информации изменяет свое агрегатное состояние с переходом из кристаллического состояния в аморфное. Участки диска с аморфным состоянием активного слоя имеют меньшую степенью отражения лазерного луча при считывании информации. Процесс стирания информации с CDRW заключается в обработке поверхности диска лучом лазера меньшей интенсивности, чем при записи, в результате чего активный слой полностью возвращается в кристаллическое состояние.

Основа CD-R и CD-RW имеет не гладкую поверхность: при изготовлении она получает разметку – сплошную спиральную канавку (Pregroove), необходимую для работы системы автослежения, заполненную органическим красителем, который немного хуже отражает свет, чем пластик основы. Для синхронизации частоты тактового генератора со скоростью вращения диска в CD-R канавка выполнена не в виде ровной спирали, а с микроскопическими отклонениями – вобуляцией (см. рисунок

2.18).

81

2.5 Устройства хранения информации

использование двухслойных дисков. Первый слой может быть получен механической прессовкой, а дополнительный слой нанесен напылением. Дополнительный верхний слой является полупрозрачным и не препятствует чтению нижнего слоя. Диск стандарта DVD-9 способен хранить до 8,54 Гб данных. Дальнейшим развитием стандартов DVD-5 и DVD-9 стали стандарты на двухсторонние диски DVD-10 (9,4 Гб) и DVD-18 (17,08 Гб).

Позже стандарт DVD-дисков был дополнен спецификацией на записываемые и перезаписываемые диски DVD-R и DVD-RW.

Стандарт на DVD-R разбит на три так называемых «слоя» или «уровня».

Первый из них – «физический» («Physical layer»), определяет требования к физическим размерам информационных углублений (пит) и их расположению на диске, размерам самого диска и его основных зон, длине волны лазера в режимах записи и воспроизведения, мощность его излучения и т.д.

Второй, «системный» («File system layer»), описывает файловую систему данных.

Третий – пользовательский («Application layer») определяет формат

ипараметры цифрового потока, включая управляющие команды переключения режимов кодера и декодера MPEG-2, данные о размещении файлов

идоступе к ним и т.д.

Первые два уровня базируются на технологии записи/воспроизведения компьютерных DVD-R/DVD-RW, а третий – на стандарте DVDVideo.

Существуют также диски DVD-RAM, которые представляет собой одноили двусторонний диск, помещенный в пластиковый картридж. Для работы с ними необходим специальный дисковод.

В 1999 году был также разработан формат дисков DVD+RW. Разницы в формате представления информации на DVD+RW нет. Особенность формата – более высокая точность позиционирования лазерного луча позволяет осуществлять коррекцию данных «на лету», в реальном времени переписывая отдельные сбойные сектора диска, т.е. в DVD+RW реализован более совершенный алгоритм коррекции ошибок. В дисках DVD+R применяется специальный отражающий слой с повышенной отражающей способностью.

Устройства для работы с DVD-дисками по внешнему виду не отличаются от привода CD-ROM.

Принцип записи информации на DVD-R и DVD-RW тот же, что и для CD-R и CD-RW. Процесс воспроизведения ничем не отличается от

83

2.5 Устройства хранения информации

1)чем тоньше слой, тем меньше рассеяние отраженного луча и больше данных можно вместить на квадратный дюйм, то есть тонкий слой – это необходимость для достижения большой емкости диска;

2)тонкий слой позволяет без проблем сделать диск многослойным (по крайне мере двухслойным, как DVD), так как уменьшается рефракция луча отраженного от более глубокого слоя;

3)тонкий слой легко повредить, он требует защиты, поэтому у Blu-Ray дисков над активным слоем присутствуют 3 слоя: защитный, покрывающий и особо прочный, как показано на рисунке 2.20 (у HD-DVD такие же слои, как у обычного DVD).

Технологии Blu-Ray и HD создавались в первую очередь для записи, хранения и воспроизведения видео и аудио информации, однако на эти диски можно записать и просто данные. Формат Blu-ray предполагает работу с видеопотоком разрешения до 1080p, звуком вплоть до 7.1 и поддержкой протокола защиты информации HDCP. Поддерживаются алгоритмы кодирования видео – MPEG-2 HD, VC1 (Video Codec 1, базируется на Windows Media Video 9) и H.264/MPEG-4 AVC, форматы звука – AC3,

MPEG1, MPEG Layer2. Для цифровых видеоплееров формата Blu-Ray декодирование будет осуществляться аппаратно, для компьютерных приводов – программно.

Blu-Ray устройства имеют высокую скорость пересылки данных. Согласно спецификации максимальная скорость пересылки данных между Blu-Ray приводом и целевым устройством (MPEG-2 декодером или компьютером) может достигать 36 Мбит/с.

85

2.5 Устройства хранения информации

DVD: R16×/W16×(4×/RW8× двухслойный), DVD-RAM: R3×/W5×, BD: R6×, Serial ATA 1.0, стоимостью 4600 руб.

В таблицах 2.9 – 2.12 приведены некоторые сравнительные данные по оптическим дискам и дисководам.

Таблица 2.9. Сравнительная характеристика оптических дисков

87

2.5 Устройства хранения информации

EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) можно перевести как «быстро электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство». Другими словами, флэш-память – это энергонезависимая (не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержимое которой можно быстро стереть (Flash Erase).

Флэш-память – это полупроводниковая память особого типа. Ее элементарная ячейка, в которой хранится один бит информации, представляет собой не конденсатор, а полевой транзистор со специальной электрически изолированной областью, которую называют «плавающим затвором» (floating gate). Электрический заряд, помещенный в эту область, способен сохраняться многие годы. При записи одного бита данных ячейка заряжается, заряд помещается на плавающий затвор, при стирании он с затвора снимается и ячейка разряжается.

Быстродействие флэш-памяти достаточно сильно варьируется в зависимости от ее типа. Самая быстрая – USB-флэш-память – скорость чтения 8 МБайт/с, записи 7 МБайт/с; у некоторых производителей до 20 МБайт/с. За ней следуют флэш-карты CF (6,4 и 4,2 МБайт/с), SD (5,8 и 4,9

МБайт/с), SM и xD (4,0 и 0,7 МБайт/с), MMC (2,0 и 1,9 МБайт/с), MS PRO (1,4 и 0,5 МБайт/с), MS (1,2 и 0,6 МБайт/с).

Разброс по ценовым характеристикам флэш-памяти меньше, но также существует. Более дешевые – SD и CF-карты, дороже – MS-карты (см. таблицу 2.13).

В настоящее время емкость USB-флэш-память и флэш-карт может доходить до 64 ГБайт.

Таблица 2.13. Карты флэш-памяти и USB-флэш-память (янв. 2013 г.)

89