Теоретический материал по теме

Данный тип накопителей называется оптическим потому, что в основе своей работы они используют свойства материалов, связанные с отражением или преломлением световых лучей. Для считывания или записи информации используется луч лазера, поэтому оптический носитель совершенно невозможно размагнитить. Кроме того, не требуется и абсолютной чистоты носителя. Всем хорошо известный CD не пострадает от небольшого количества пыли на нем, в отличие от дисков HDD (последние вообще приходится помещать в герметичную упаковку).

Если же говорить о принципе восприятия информации устройством, то тут все и везде одинаково. Все те же нули и единицы, только если в магнитных накопителях они определялись по направлению «магнитной стрелки», то здесь мы можем условно принять за единицу тот факт, что луч отразился, а за ноль – то, что он рассеялся или поглотился.

Основными накопителями на оптических носителях являются:

• CD - Compact Disc (компактный диск);

• DVD - Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск);

• Blu-Ray Disc;

• FMD Fluorescent Multilayer Disc.

СD- диски

Compact Disc (рис. 2.1) представляет собой пластмассовый диск со специальным покрытием, на котором записана информация. Это покрытие состоит из цианина (Cyanine) или фталоцианина (phtalocyanine). По оценке производителей первые из них имеют срок жизни 50, а вторые 100 лет.

Рис. 2.1 Устройство CD диска

Диаметр компакт-диска равен 120 мм, толщина – 1,2 мм, диаметр центрального отверстия – 15 мм. Центральная область вокруг отверстия шириной 6 мм называется зоной крепления (clamping area). За ней следует заголовочная область (lead in area), содержащая оглавление диска (table of content). Далее расположена область шириной 33 мм, предназначенная для хранения данных и физически представляющая собой единый трек. Завершающей является терминальная область (lead out) шириной 1 мм. Внешний обод диска имеет ширину 3 мм. Общая длина концентрических дорожек диска равна 5 км. Воспроизведение CD производится по спиральной дорожке от центра диска (50 мм) против часовой стрелки. Благодаря изменению скорости вращения диска дорожка относительно считывающего луча лазера движется с постоянной линейной скоростью. У центра диска скорость его вращения больше, у края – медленнее (1,2–1,4 м/сек). Кстати, когда говорят про скорость CD-привода (напр. 4x или 8х), то имеется ввиду не скорость вращения диска, а скорость передачи данных с диска на компьютер. Скорость в 1х соответствует 150 кб/сек.

Существует четыре основных вида CD:

• CD-ROM, на которые запись осуществляется фабрично методом штамповки с матрицы;

• CD-R, используемые для однократной или многократной лазерной записи сессиями;

• CD-RW, предназначенные для многократных циклов записи-стирания;

• Mini-CD – те же CD, но уменьшенные в размерах.

CD-ROM – Compact Disc Read Only Memory - компакт-диск только для чтения.

Их изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм и толщиной 1,2 мм. На поверхность напыляется слой алюминия, реже серебра или золота. При массовом производстве запись информации происходит путем выдавливания на поверхности диска ряда углублений. Логический нуль может быть представлен как питом (pit — углубление), так и лэндом (land — поверхность). От центра к краю компакт-диска нанесена одна-единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона.

CD-R – Compact Disc Recordable - записываемый компакт диск, точнее сказать, однократно записываемый.

Запись производится лазером за счет потемнения (изменения прозрачности) участков материала, который находится между покрытием и поликарбонатной основой. При записи лазер нагревает участки материала, они меняют прозрачность, и образуют подобие питов. На CD-R организуется такая же информационная структура, как на CD-ROM. Отличие заключается в том, что запись таких дисков можно производить с помощью домашней бытовой техники.

CD-RW – Compact Disc Rewritable - перезаписываемый компакт-диск.

При его изготовлении используется промежуточный слой из органической пленки, способной менять свое фазовое состояние (с аморфного на кристаллическое и обратно) под воздействием луча лазера. При нагреве свыше критической температуры материал переходит в стабильное аморфное состояние и остается в нем, а при нагреве значительно ниже критической возвращается в стабильное кристаллическое состояние. За счет этого изменяется прозрачность материала.

На данный момент CD-RW-диски поддерживают несколько тысяч перезаписей. Однако их отражающая способность ниже, чем у CD-R-дисков, так что для чтения этих дисков необходим привод с Auto Gain Control — автоматической регулировкой усиления фотоприемника. Некоторые бытовые проигрыватели (на данный момент почти все) также способны читать CD-RW-диски. Что касается формата данных, то CD-RW имеет аналогичную CD-R структуру, но также может быть отформатирован под файловую систему UDF (Universal Disc Format), позволяющую работать с диском как с обычной дискетой, т. е. динамически создавать и уничтожать файлы. Срок жизни CD-RW в среднем составляет 2-3 года со дня изготовления.

Некоторые наверняка встречались с обозначением на CD-RW приводе, которое выглядело приблизительно как 8х/4x/32x. Полезно знать, что соответственно этим обозначениям, 8х - максимальная скорость записи, 4х-максимальная скорость перезаписи и 32х-максимальная скорость чтения данных.

Mini-CD - это компакт-диски диаметром 80 мм (размером со стандартную трёхдюймовую дискету). Такие диски прекрасно считываются большинством компьютерных CD-приводов и музыкальных центров (исключение составляют приводы с фронтальной загрузкой, как, например, во многих CD-автомагнитолах). Кстати, существуют устройства, которые работают только с мини-CD - например, некоторые портативные MP3-плееры. Объём информации - до 200 мегабайт.

На основе мини-CD также создана такая замечательная вещь, как CD – визитка. С технической точки зрения - это обыкновенный компакт диск, вырезанный по форме пластиковой карточки. А, по сути, это огромное "хранилище", где возможно разместить сотни страниц текста и иллюстраций, рисунки, графики, таблицы. Все это может сопровождаться музыкой анимацией и дикторским текстом. Но самое главное, что вся эта информация легко считывается обыкновенным CD-приводом, даже самым "древним".

DVD- диски

DVD, ныне именуемый как Digital Versatile Disc на самом деле изначально назывался Digital Video Disc но эта расшифровка так и не устоялась, поскольку DVD подходит для хранения не только видео но и вообще любой мультимедийной информации.

Этот носитель имеет до 4-х регистрирующих слоёв и ёмкость от единиц до десятков Гб. При этом длительность записи видеоинформации возрастает до 8 часов. 4-х слойные DVD изготавливаются из двух склеенных дисков толщиной по 0,6 мм каждый. Повышение информационной ёмкости диска достигается за счёт использования лазера с более короткой длиной волны излучения (0,635–0,66 вместо 0,78 мкм), что позволяет повысить плотность записи, т.е. уменьшить геометрические размеры пит (с 0,28 до 0,15 мкм) и шаг дорожки (с 1,6 до 0,74 мкм), а также за счёт использования технологии сжатия данных, чего нет на обычных CD. В основном для сжатия видеоинформации используется стандарт MPEG-2, а для сжатия аудио – форматы AC-3 или PCM.

Поскольку на DVD можно разместить значительный объем компаниями-производителями предпринимаются попытки изначально взять под свой контроль процессы копирования информации, записанной на DVD. Основным средством защиты от несанкционированного копирования является региональное кодирование DVD.

Региональное кодирование предполагает под собой следующее: на каждом DVD находится 1 байт, который соответствует тому региону, в котором был произведен диск. Если, например, региональный код DVD диска с музыкой не будет соответствовать региональному коду плеера, то последний не будет проигрывать диск. Кроме того, существует возможность не устанавливать региональный код вообще, тогда в этом случае диск будет возможно проиграть на любом плеере.

Некоторые плееры могут быть модифицированы таким образом, чтобы они могли воспроизводить диски независимо от указанной зоны. Такая модификация ведет к потере гарантии на устройство, но не является противозаконной. Некоторые диски от «Fox», «Buena Vista/Touchstone/Miramax», «MGS/Universal» и «Polygram» содержат программные фрагменты, которые проверяют региональный код плеера. У плеера, "освобожденного" от региональной защиты, код равен 0, и такие диски отказываются воспроизводиться. Проигрыватели, в которых можно самостоятельно переключать регион, могут без проблем решить это препятствие.

Почти так же, как и CD, DVD имеет три основных вида:

• DVD-ROM (только чтение)

• DVD-R (возможность одноразовой записи)

• DVD-RW (возможность многократной перезаписи)

Для работы с DVD применяют DV-магнитофоны (в том числе компактные, например DV Walkman с ЖК-мониторами) и DVD драйверы, устанавливаемые в ПК. DV-магнитофоны, оснащённые специальными монтажными устройствами, позволяют осуществлять полнофункциональный монтаж аудиовидеоданных.