Lektsii_1_kurs / Лекция 8 (CD-Rom, DVD-ROM)

Лекция 8

Тема: Дисковод компакт дисков CD-ROM

CD-ROM – Compact disc read-only memory –Постоянное запоминающее устройства на основе компакт диска.

Принцип действия: считывание данных с помощью лазерного луча, отражающегося от поверхности диска.

Цифровая запись отличается от записи на магнитных дисках очень высокой плотностью.

Стандартный диск – объем данных – 650 Мбайт, что соответствует примерно 333 тыс. страниц текста , 74 минутам высококачественного звучания или их комбинации.

Большие объемы данных характерны для мультимедийной информации (графика, музыка, видео), поэтому дисководы CD-ROM относятся к аппаратным средствам мультимедиа. Программные продукты, распространяемые на лазерных дисках, называют мультимедийными изданиями.

CD-R (Compact Disk Record) – устройство однократной записи;

CD-RW – устройство многократной записи.

Основной параметр – скорость чтения данных. Измеряется в кратных долях.

За единицу принята скорость чтения в первых серийных образцах – 150 Кбайт/с, удвоенная – 300 Кбайт/с и.т.д. Сейчас производительность – 48 –х скоростные.

Первые попытки объединить усилия по созданию компакт – диска предприняли фирмы Sony и Philips в 1978 году.

В 1982 году обе фирмы обнародовали стандарт, в котором определялись методы обработки сигналов, способы их записи, а также размер диска – 4,72 дюйма, который используется по сей день. Точные размеры : внешний диаметр – 120 мм, диаметр центрального отверстия – 15 мм, толщина 1,2мм. Говорят, что такие размеры были выбраны потому, что на диске полностью помещалась Девятая симфония Бетховена.

Компакт диск изготовлен из полимера и покрыт металлической пленкой (обычно каким- нибудь сплавом алюминия). Информация считывается именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим данные от повреждения. Этикетка помещается на верхней стороне диска, а считывание выполняется с нижней стороны. Т. О. Компакт – диск – односторонний носитель информации.

Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивности отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фотодатчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был он рассеян или поглощен. Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены углубления (штрихи), Сильное отражение луча происходит там, где этих углублений нет. Фотодатчик, размещенный в накопителе CD_ROM, воспринимает рассеянный луч, отраженный от поверхности диска. Затем эта информация в виде электрических сигналов поступает на микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или в звук. Глубина каждого штриха на диске равна 0,12мкм, ширина 0,6мкм. Они расположены вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет 1,6 мкм, что соответствует плотности 16 тыс. витков на дюйм или 625 витков на миллиметр. Длина штрихов вдоль дорожки может колебаться от 0,9 до 3.3мкм.

Тиражирование компакт – дисков.

Большие партии компакт дисков производятся в три этапа:

1. С мастер – диска методом гальванопластики снимается металлическая копия (матрица).

2. С помощью этой матрицы изготавливается копия мастер – диска из более прочного материала

3. Копию мастер диска можно многократно использовать для изготовления вторичных (рабочих) матриц.

Параметры:

• Производительность

• Тип интерфейса, который используется для подключения к компьютеру

• Тип механизма загрузки и извлечения компакт диска

Основные характеристики накопителей CD –ROM – скорость передачи и время доступа к данным, наличие внутренних буферов и их емкость, а также тип используемого интерфейса.

Скорость передачи данных – объем данных, который может считывать накопитель с компакт – диска на компьютер за одну секунду. Основной единицей измерения скорости передачи данных – количество переданных килобайтов (мегабайтов). Если указано, что скорость передачи данных равна 150 Кбайт/с, значит, данный накопитель будет считывать с компакт – диска 150 Кбайт данных за секунду при установившемся режиме.

Тип накопителя	Скорость передачи данных, байт/с	Скорость передачи данных, Кбайт/с
Односкоростной (1*X)	153 600	150
Двухскоростной (2*Х)	307200	300
Сороковосьмискоростной (48*Х)	7373800	7200
Пятидесятидвухскоростной 52*Х	7987200	7500

Время доступа к данным для накопителя CD-ROM намного хуже, чем для жестких дисков (100-200мс для CD-ROM и 8мс для жестких дисков)

Тип накопителя	Время доступа к данным, мс
Односкоростной (1*Х)	400 мс
Тридцатидвухскоростной – пятидесятидвухскоростной и выше	85-75 мс и меньше

CD-R отличаются от обычного компакт – диска. На его поверхности не выжигаются углубления. Чистый диск CD-R покрыт слоем красящего вещества с такими же отражающими свойствами, как у алюминиевого покрытия обычного компакт – диска, и считывающее устройство не сможет найти на нем ни одного штриха. Когда на диск начинают записывать данные, луч лазера разогревает слой золота и красящего вещества. При нагревании некоторые участки поверхности начинают рассеивать свет точно так же, как углубления на стеклянном мастер – диске обычного компакт – диска. Считывающее устройство тоже воспринимает эти участки как углубления, хотя это просто «пятнашки» с меньшим отражением, образовавшиеся в результате химической реакции при нагревании золота и красящего вещества. Скорость записи CD-R – 12.

CD-RW – перезаписываются несколько тысяч раз

Светочувствительная краска на диске CD_R изменяет отражающие свойства при попадании луча лазера. Это изменение свойств необратимо. Диск CD-RW также имеет слой, который изменяет отражающую способность при попадании луча лазера, но в отличие от диска CD-R это обратимо.

Активный слой диска CD-RW представляет собой сплав Ag-In-Sb-Te (серебро – индий- сурьма-теллур), который при обычном состоянии обладает отражающими свойствами. Активный материал расположен поверх поликарбонатной основы, на которой создан спиральный образец для точного позиционирования диска и правильного расположения канавок.

При записи диска в накопители CD-RW лазер работает на полной мощности и разогревает активный материал до температуры 500-700⁰С, расплавляя его. В таком состоянии материал теряет отражающие свойства. Периодически разогревая с помощью лазера активный материал, можно создать отражающие и не отражающие участки диска, т.е. штрихи.

Для возврата диска в первоначальное состояние лазер на низкой мощности разогревает активный материал до температуры 200⁰С (ниже температуры плавления) и отражающие свойства восстанавливаются. Таким образом, изменение мощности лазера приводит к записи на диск информации.

Цифровой универсальный диск – DVD (Digital Versatile Disc); первоначально являлся односторонним, однослойным, содержит 4,7 Гбайт. В два раза тоньше 0,6мм.

При сжатии MPEG на диске можно разместить 135 минут видео.

Современные модели – двухслойные, емкость до 17 Гбайт.