Ce tipuri de discuri optice există? Diferențele dintre CD-uri, DVD-uri și discuri Blu-ray. Evoluția formatelor DVD
Directorul DVD
DVD
DVD-ul este o familie de discuri optice care au aceeași dimensiune ca și discurile compacte (CD-uri), dar au o capacitate de stocare semnificativ mai mare, obținută prin creșterea densității de înregistrare.
Apariția DVD-ului. forum DVD
Ideea din spatele apariției discurilor DVD a fost de a dezvolta un mediu de stocare care ar putea fi folosit la fel de cu succes în echipamente audio și video, în tehnologia computerelor, console de jocuri. Acest lucru ar aduce diferitele domenii ale electronicii mai aproape.
Numele DVD însemna inițial Digital Video Disc. Mai târziu, în legătură cu decizia de a extinde funcțiile DVD-ului, abrevierea a început să fie citită diferit - Digital Versatile Disk.
Dezvoltarea formatului DVD a fost anunțată oficial în septembrie 1995 de un grup de 10 companii: Hitachi, JVC, Matsushita, Mitsubishi, Philips, Pioneer, Sony, Thomson, Time Warner și Toshiba. În mai 1997, pe baza acestui consorțiu, a fost creat Forumul DVD - o organizație deschisă membrilor, care are astăzi peste 200 de membri.
Sarcinile principale ale acestei organizații sunt dezvoltarea și promovarea formatului DVD, elaborarea specificațiilor convenite, precum și licențierea activităților întreprinderilor din domeniul tehnologiei DVD. În cadrul forumului există grupuri de lucru speciale pe diferite aspecte ale tehnologiei DVD. Au fost adoptate standarde internaționale pentru o serie de specificații.
Cele mai importante avantaje ale tehnologiei DVD
Astăzi, DVD-ul este deja un larg răspândit, testat în timp și în același timp dinamic Tehnologie emergentă cu potențial uriaș.
- înregistrarea și redarea de înaltă calitate video și audio în timp real, lucru eficient cu informații multimedia pe computer, precum și furnizarea de acces aleatoriu eficient la datele stocate sub formă de multe fișiere mici;
- capacitate disc de până la 4,7 GB (aproximativ 2 ore MPEG-2) pe față pentru înregistrarea cu un singur strat și 8,5 GB pe față pentru înregistrarea cu două straturi;
- capacitatea de a înregistra informații în două straturi pe fiecare parte;
- sistem de fișiere unificat UDF;
- capacitatea de a înregistra și rescrie DVD-uri de mai multe ori;
- compatibilitate cu discurile CD existente - dimensiunile geometrice ale discurilor DVD și CD sunt identice, toate echipamentele DVD sunt capabile să citească discuri CD-Audio și CD-ROM (specificația MultiRead).
Primele formate DVD
Tehnologia DVD s-a bazat inițial pe 3 formate principale, a căror disponibilitate a fost determinată cerințe specifice pentru diverse aplicații DVD:
- DVD-ROM este utilizat pentru a înregistra date, inclusiv multimedia, utilizate în tehnologia computerelor;
- DVD-Video este utilizat la înregistrarea materialelor video pentru vizionare ulterioară pe echipamente video sau folosind un dispozitiv atașat DVD-ROM computer conduce. Formatul oferă protecție împotriva copierii ilegale a informațiilor;
- DVD-Audio este folosit pentru a înregistra sunet multicanal de înaltă calitate. În plus, Forumul DVD recomandă suport suplimentar pentru video, grafică și alte informații.
Evoluția formatelor DVD
Doar pentru lectură
- DVD-ROM
- DVD-Video
- DVD-Audio
- DVD-RAM
- DVD+RW (nu este acceptat de forumul DVD)
- DVD-RW
- DVD-R (G)
- DVD-R(A)
- DVD-VR
Compatibilitate
Dezvoltatorii nu au reușit să realizeze o abordare unificată atunci când au dezvoltat formatul discurilor înregistrabile. Concurența a predeterminat lipsa suportului pentru mai multe formate de înregistrare de către un singur dispozitiv. Prin urmare, discurile scrise într-unul dintre formate, de regulă, nu pot fi citite pe unități ale altor formate de înregistrare. O încercare de a depăși dezbinarea formatelor de înregistrare a fost făcută de Panasonic, care în aprilie 2001 a introdus un dispozitiv care funcționează cu formatele DVD-RAM și DVD-R(G).
Este posibil ca unele dispozitive să nu înțeleagă formatele de disc DVD care au fost introduse după lansarea lor. Desigur, electronicele de larg consum pot fi direcționate către un segment foarte specific al pieței de consum (DVD-Audio, DVD-Video, ambele formate) și nu trebuie neapărat să fie capabile să citească discuri de computer, așa cum este definit de forumul DVD. În același timp, unitățile de computer funcționează la fel de bine cu discuri video, audio, multimedia și alte discuri de computer.
Sistem de fișiere UDF
O realizare majoră în asigurarea compatibilității în tehnologia DVD a fost sistemul de fișiere unificat MicroUDF, adoptat în 2000. Sistemul de fișiere MicroUDF este o versiune a sistemului de fișiere UDF (Universal Disk Format) adaptată pentru utilizare în DVD-uri, care, la rândul său, se bazează pe standardul internațional ISO-13346. Acest sistem de fișiere înlocuiește treptat ISO9660 învechit, care a fost creat la un moment dat pentru utilizare pe CD-uri. Pentru perioada de tranziție (până când dispozitivele computerizate și discurile care funcționează în format ISO9660 ies din circulație), va fi utilizat sistemul de fișiere UDF Bridge, care este o combinație de MicroUDF și ISO9660. Numai MicroUDF poate fi folosit pentru a inscripționa discuri DVD audio/video.
Capacitățile sistemului de fișiere MicroUDF sunt următoarele:
- independență față de platforma hardware și software utilizată (în acest sens, UDF este alegere optimăîn sistemele de arhivă);
- capacitate mare. Întregul disc poate fi reprezentat ca un singur volum;
- viteza optima de transfer. Viteza de citire și scriere a datelor în format UDF poate fi mai mare decât performanța multor sisteme de fișiere „native” atunci când sunt difuzate fișiere mari (de exemplu, în sistemele multimedia)
- dimensiuni maxime posibile de fișiere;
- utilizarea formatului de font UNICODE, care oferă suport internațional eficient;
- suport pentru atributele de fișiere extinse, care este folosit în unele „native” sisteme de operare;
- Suport pentru nume lungi de fișiere, extinzând restricțiile sistemului de operare. Lungimea maximă a numelui fișierului este de 255 de caractere;
- interschimbabilitatea discurilor DVD în electronice de larg consum și sisteme informatice.
DVD Perspective
Prezența unor standarde și specificații diferite nu înseamnă că tehnologia DVD rămâne nemișcată. Eforturile diverselor companii de astăzi vizează introducerea tehnologiei „laser albastru” - cu o lungime de undă mai scurtă. Acest lucru va crește densitatea de înregistrare pe discuri cu îmbunătățirea rezultată a altor caracteristici.
Calimetrics Inc a propus tehnologia ML (multilevel), care poate tripla capacitatea unui DVD/CD standard. În acest caz, nu este nevoie să faceți modificări la mecanismul și optica unităților existente. Pentru a implementa o nouă tehnologie, este suficient să folosiți un chipset dezvoltat de această companie. Esența tehnologiei este capacitatea de utilizare caracteristicile informatiei adâncimea gropii (până la 8 nivele) atunci când lucrați cu discuri. Rețineți că o tehnologie similară, dar pentru discuri CD, este dezvoltată de TDK în colaborare cu alte companii.
Formate DVD numai pentru citire
DVD-ROM(Memorie digitală versatilă numai pentru citire)
Discuri format DVD-ROM destinat utilizării în tehnologia informatică. Informațiile sunt scrise pe disc o singură dată - în timpul producției.
Progresul dispozitivelor DVD urmează în mare măsură calea parcursă de CD-uri și vizează în principal îmbunătățirea caracteristicilor de viteză și introducerea unei funcții de înregistrare. Dispozitivele DVD-ROM de prima generație au folosit modul CLV și au citit de pe disc cu o viteză de 1,38 MB/s (în notația DVD tradițională, aceasta este 1x). Dispozitivele de a doua generație puteau citi DVD-uri cu o viteză de două ori mai mare - 2x (2,8 MB/s). DVD-ROM-urile moderne - dispozitive de a treia generație - folosesc modul de control al rotației (CAV) cu o viteză maximă de citire de 4x-6x (5,5 - 8,3 MB/s) sau mai mult. Unitățile DVD-ROM moderne (unități de disc) acceptă citirea aproape tuturor formatelor, inclusiv CD-urile.
DVD-Video
Formatul DVD-Video este conceput pentru stocarea și redarea videoclipurilor. Ca și DVD-ROM, această specificație definește capacitatea de a citi doar informații - redarea înregistrărilor folosind playere video (recordere video). Specificația se bazează pe formatul DVD-ROM, dar oferă o modalitate specială de plasare a datelor care împiedică posibilitatea copierii bit cu bit a discurilor. Materialele video în formă codificată sunt plasate pe disc în timpul procesului de producție. Redarea DVD-video este posibilă numai pe playere video de uz casnic (recordere video) sau unități DVD conectate la un computer. Când se utilizează echipamente informatice, decodificarea informațiilor se realizează fie în hardware, fie în software. Specificația modernă asigură înregistrarea video de înaltă calitate pe disc (până la 2 ore în format de compresie MPEG-2), precum și audio multicanal în 8 limbi, alegerea formatului de ecran, subtitrări în 32 de limbi, control interactiv prin meniul OSD, până la 9 direcții de vizualizare unghiulare, protecție împotriva copierii ilegale, diferențierea vizionării videoclipurilor în funcție de regiune, controlul accesului copiilor la materiale video.
DVD-Audio
O nouă generație de format muzical după CD. Specificația formatului definește audio multicanal de înaltă calitate, suport pentru o gamă largă de calitate a sunetului (cuantizare 16, 20, 24 biți la frecvențe de la 44,1 la 192 kHz), redare DVD playere pentru discuri CD, suport Informații suplimentare(inclusiv video, text, meniu, screensavere, ușor de utilizat sistem de navigare), comunicarea cu cei care implementează suport informativ site-uri web, extinderea oportunităților odată cu apariția noilor tehnologii.
Există două versiuni ale formatului DVD-Audio: pur și simplu DVD-Audio - numai pentru conținut audio și DVD-AudioV - pentru audio cu informații suplimentare.
Au fost dezvoltate măsuri speciale pentru a proteja discurile împotriva copierii piratate.
Formate DVD reinscriptibile
Scriere multiplă
Toate specificațiile cunoscute ale discurilor DVD reinscriptibile utilizează tehnologia de înregistrare multiplă bazată pe principiul fizic al schimbării stării de fază (cristalină/amorfă) a stratului informațional sub influența unui laser cu o lungime de undă de 650 (635) nm (înregistrare cu schimbare de fază ). Citirea informațiilor se realizează prin determinarea caracteristicilor optice ale stratului de informații în diferitele sale stări de fază la reflectarea fasciculelor laser (la fel ca și în timpul înregistrării).
Material reînregistrabil
Materialul de lucru folosit este AVIST, creat de TDK în 1995. Caracteristicile acestui material îndeplinesc aproape perfect cerințele tehnologiei de rescriere DVD:
- reflectivitate ridicată - până la 25-35%, ceea ce este suficient pentru compatibilitatea DVD-urilor în timpul redării;
- ușurința de a schimba starea de fază atât la viteze de scriere ridicate, cât și la viteze scăzute, ceea ce este deosebit de important atunci când lucrați cu diverse aplicații. Aplicațiile care funcționează cu CD-uri reinscriptibile (cum ar fi CD-E) scriu la viteze mai mici de 3 m/s. Lucrul cu date în format DVD-RAM necesită o viteză mai mare de înregistrare din stratul de lucru - de la 3 la 6 m/s. Când lucrați cu informații video comprimate, viteza de înregistrare trebuie să depășească 6 m/s;
- raportul semnal-zgomot excelent și caracteristicile de schimbare de fază au permis TDK să atingă dimensiuni de marker ultra-mici (mai puțin de 0,66 mm);
- AVIST poate rezista la cel puțin 1000 de cicluri de rescriere chiar și la viteze mai mici de 3 m/s. Cu mai mult viteze mariînregistrare, numărul de cicluri de rescriere crește.
DVD-RAM(Memorie cu acces aleatoriu pe disc digital versatil)
Format reinscriptibil dezvoltat de Panasonic, Hitachi, Toshiba.
Formatul a fost aprobat de forumul DVD în iulie 1997. Echipamentele și discurile de acest format au fost testate timp de 3 luni în peste 20 de companii producătoare de computere din întreaga lume. Peste 160 de participanți la forum au votat pentru a accepta specificația. Astăzi este cel mai răspândit format DVD în industria computerelor.
Unități DVD-RAM citite discuri DVD-R OM. La rândul lor, discurile DVD-RAM pot fi citite doar de așa-numitele unități DVD-ROM de a treia generație produse de la mijlocul anului 1999.
Prima generație de discuri DVD-RAM deținea 2,6 GB pe față. Discurile moderne - a doua generație au 4,7 GB pe lateral sau 9,4 GB pentru o modificare pe două fețe.
Sunt disponibile două tipuri de discuri DVD-RAM cu o singură faţă: într-un cartuş şi fără cartuş. Discurile dintr-un cartuș sunt destinate în principal echipamentelor video de uz casnic, unde este necesar să se excludă influența factorilor externi în timpul utilizării manuale intensive. Cartușele, la rândul lor, pot fi de două tipuri - deschise și solide.
Cele mai importante avantaje ale discurilor în format DVD-RAM sunt capacitatea de a fi rescrise de până la 100.000 de ori și prezența unui mecanism de corectare a erorilor de înregistrare.
Cel mai mare număr de cicluri de rescriere dintre toate DVD-urile, un mecanism de corectare a erorilor și acces aleatoriu la disc, atât la scriere, cât și la citire, predeterminat eficienta maxima acest format în dispozitivele de stocare secundare. Marea majoritate a dispozitivelor de stocare în masă - biblioteci DVD robotizate - folosesc această tehnologie.
Discurile DVD-RAM pot fi folosite pentru a înregistra și a reda videoclipuri în flux pe un echipament care acceptă specificația DVD-VR (vezi mai jos).
DVD+RW(Disc digital versatil reinscriptibil)
Formatul DVD+RW este promovat doar de dezvoltatorii săi - Hewlett-Packard, Mitsubishi Chemical, Philips, Ricoh, Sony și Yamaha (nu este acceptat de forumul DVD).
Discurile DVD+RW pot înregistra streaming video sau audio, precum și date computerizate. Discurile DVD+RW pot fi rescrise de aproximativ 1000 de ori.
Pe baza DVD+RW, a fost creat un format de înregistrare video în flux - DVD+RW Video Format. Dispozitivele și discurile care funcționează în acest format sunt poziționate pe piață ca fiind pe deplin compatibile cu echipamentele care funcționează în formate DVD-Video. Aceasta înseamnă că discurile DVD+RW care conțin conținut video pot fi redate pe echipamente DVD de consum mai vechi.
Philips a anunțat lansarea aparatului său de înregistrare video DVD în septembrie 2001. Discurile DVD+RW înregistrate pe acest dispozitiv pot fi citite și de playerele DVD-Video convenționale. Această soluție a fost propusă ca răspuns la specificația DVD-VR adoptată de forumul DVD (vezi mai jos).
DVD-RW(Disc digital versatil care poate fi înregistrat)
Există și alte nume pentru acest format: DVD-R/W și mai rar DVD-ER.
DVD-RW este un format reinscriptibil dezvoltat de Pioneer. Discurile în format DVD-RW au 4,7 GB pe față, sunt disponibile în versiuni cu o singură față și cu două fețe și pot fi folosite pentru a stoca date video, audio și alte date.
Discurile DVD-RW pot fi rescrise de până la 1000 de ori. Spre deosebire de formatele DVD+RW și DVD-RAM, discurile DVD-RW pot fi citite pe unități DVD-ROM de prima generație.
TDK susține că discurile sale DVD-RW au o durată de viață de aproximativ 100 de ani.
Formate DVD de scriere o singură dată
DVD-R(Disc digital versatil care poate fi înregistrat)
DVD-R este un format de scriere o singură dată dezvoltat de Pioneer. Dispozitivele bazate pe acest format au fost primele care au înregistrat DVD-uri. Tehnologia de înregistrare este similară cu cea folosită în CD-R și se bazează pe o modificare ireversibilă sub influența unui laser a caracteristicilor spectrale ale stratului de informații acoperit cu o compoziție organică specială.
Discurile DVD-R pot înregistra date computerizate, programe multimedia și informații video/audio. În funcție de tipul de informații înregistrate, discurile pot fi citite pe alte tipuri de dispozitive compatibile cu formatul înregistrat, inclusiv playere video DVD-Video și majoritatea unităților DVD-ROM. Discurile DVD-R cu o singură față au 4,7 sau 3,95 GB pe față. Discurile cu două fețe sunt disponibile numai cu o capacitate totală de 9,4 GB (4,7 GB pe față). În prezent, formatul nu acceptă tehnologia de înregistrare cu două straturi.
Durabilitatea discurilor DVD-R este estimată la peste 100 de ani.
Pentru a proteja împotriva copierii ilegale, au fost dezvoltate două specificații: DVD-R(A) și DVD-R(G). Aceste două versiuni ale aceleiași specificații folosesc lungimi de undă laser diferite atunci când înregistrează informații. Astfel, discurile pot fi scrise doar pe echipamente care respectă specificațiile acestora. Redarea discurilor poate fi efectuată la fel de succes pe orice echipament care acceptă formatul DVD-R.
DVD-R(A) (DVD-R for Authoring) este utilizat în aplicatii profesionale. În special, suportul pentru un format special (Cutting Master Format) vă permite să utilizați aceste discuri pentru a înregistra replica originală a informațiilor (pre-mastering) în loc de utilizarea obișnuită a benzilor DLT în aceste scopuri.
DVD-R(G) (DVD-R pentru General) este destinat utilizării mai extinse. Discurile cu acest format sunt protejate de posibilitatea copierii bit cu bit a informațiilor pe ele de pe alte discuri. Formatul este acceptat în dispozitivele de stocare în masă (de exemplu, în bibliotecile de DVD robotizate oferite de Pioneer însuși).
Specificația DVD-VR se bazează pe DVD-RAM și este acceptată de Forumul DVD. Formatul DVD-VR vă permite să înregistrați până la 2 ore de videoclipuri MPEG-2 de înaltă calitate în timp real pe un disc DVD-RAM cu o singură față de 4,7 GB și oferă capabilități precum editarea înregistrărilor video deja înregistrate, înregistrarea tipuri variate imagini statice. Electronicele bazate pe acest format sunt produse, de exemplu, de Panasonic, Toshiba, Samsung, Hitachi.
Tabele de căutare
Tabelul 1. Capacitatea discurilor DVD
| Format | Specificație | Numărul de laturi | Numărul de straturi pe latură | Capacitate, GB* |
|---|---|---|---|---|
| DVD-Video și DVD-ROM | DVD-5 | 1 | 1 | 4.7 sau mai mult de 2 ore de videoclip |
| DVD-9 | 1 | 2 | 8.5 sau mai mult de 4 ore de videoclip | |
| DVD-10 | 2 | 1 | 9.4 sau mai mult de 4,5 ore de videoclip | |
| DVD-14 | 2 | 1+2 | 13.2 sau mai mult de 6,5 ore de videoclip | |
| DVD-18 | 2 | 2 | 17.1 sau mai mult de 8 ore de videoclip | |
| DVD-RAM (DVD-VR) | DVD-RAM 1.0 | 1 | 1 | 2.6 |
| 2 | 1 | 5.2 | ||
| DVD-RAM 2.0 | 1 | 1 | 4.7 | |
| 2 | 1 | 9.4 | ||
| DVD-R | DVD-R 1.0 | 1 | 1 | 3.9 |
| DVD-R 2.0 | 1 | 1 | 4.7 | |
| 2 | 1 | 9.4 | ||
| DVD-RW | DVD-RW 2.0 | 1 | 1 | 4.7 |
| 2 | 1 | 9.4 |
* 1 GB – 1 miliard de octeți
Tabelul 2. Parametrii de bază ai discurilor DVD cu ultimele modificări
| Parametru | Tipul discului | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| DVD-ROM | DVD-RAM | DVD-RW | DVD+ RW | DVD-R | |
| Capacitate de o parte | 4,7 GB | 4,7 GB | 4,7 GB | 4,7 GB | 4,7 GB |
| Lungimea de undă laser | 650 | 650 | 650 | 650 | 650 (G) 635(A) |
| Reflectivitatea | 18-30% (două straturi) | 15-25% (2,6) | 18-30% | ||
| Metoda de înregistrare | Amprenta din matrice în timpul producției | Schimbare de fază | Schimbare de fază | Schimbare de fază | Schimbarea culorii vopselei |
| Formularul de înscriere | Nu se aplică | Wobbled Land& Groove | Canelura clătinită | Canelura clătinită | Pre-canelură de balansare |
| Distanța între piste | 0,74 µm | 0,615 µm | 0,74 µm | 0,74 µm | |
| Lungimea minimă a gropii | 0,40 | 0,28 | 0,40 | ||
| Numărul de zone | Nu se aplică | 35 | Nu se aplică | Nu se aplică | Nu se aplică |
| Metoda de control al rotației* | CAV | ZCLV CAV în interiorul zonei |
CLV | CLV (pentru video) sau CAV (pentru date) | CLV |
| Viteza de scriere a datelor | până la 8,31 MB/s (citit) | 2,77 MB/s | 11-26 Mbit/s, | 2,77 MB/s | |
| Sistemul de fișiere | Micro UDF și/sau ISO9660 | Podul UDF/UDF | Podul UDF/UDF | Podul UDF/UDF | Tip 1 UDF Bridge Tip 2 UDF |
| Costul unui disc cu o singură față (unitate) | $20-30($500) | $10-15 ($1000) | |||
* CLV - (Constant Linear Velocity) viteză liniară constantă
CAV - (Constant Angular Velocity) viteză unghiulară constantă
ZCLV - (Zone Constant Linear Velocity) viteza liniară constantă a zonei
| formate DVD | tipuri de DVD unități | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DVD-RAM | DVD-RW | DVD-R(G) | DVD-R(A) | DVD+ RW | DVD-Video | DVD-Audio | DVD player (universal) | |||||||||
| H | Z | H | Z | H | Z | H | Z | H | Z | H | Z | H | Z | H | Z | |
| DVD-ROM | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − | + | − |
| DVD-R(G) | + | − | + | + | + | + | + | − | + | ? | + | − | + | − | + | − |
| DVD-R(A) | + | − | + | − | + | − | + | + | + | − | − | − | + | − | + | − |
| DVD-RAM | + | + | − | − | − | − | − | − | − | − | − | − | + | − | + | − |
| DVD-RW | + | − | + | + | + | + | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − |
| DVD+RW | − | − | + | − | + | + | + | − | + | + | + | − | + | − | + | − |
| DVD-Video | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − | + | − |
| DVD-Audio | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − | + | − | + | − |
| DVD-AudioV | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | + | − | − | − | + | − |
Notă - în unele cazuri, „+” înseamnă că citirea sau scrierea nu intră în conflict cu specificațiile forumului DVD, totuși este posibil ca astfel de dispozitive să nu fie încă pe piață.
„-” înseamnă nedefinit prin specificație cerinta obligatorie prin citire sau scriere, totuși pot exista dispozitive pe piață care oferă această capacitate
Viteza și fiabilitatea înregistratoarelor moderne vor fi invidia oricărei mașini de Formula 1. ComputerBild explică modul în care datele ajung pe CD-uri, DVD-uri și discuri Blu-ray.
Înregistrarea muzicii și a filmelor pe suporturi optice este un proces familiar, cum ar fi folosirea casetelor magnetice în urmă cu douăzeci de ani, dar este mult mai ieftin. Cum diferă tipurile de suporturi media și cum sunt înregistrate informațiile pe acestea?
Ștampilare și ardere
În producția industrială de discuri cu muzică, filme sau jocuri, datele sunt înregistrate pe suport prin ștampilare - un proces care amintește de producția de discuri de gramofon. Informațiile de pe discuri sunt stocate sub formă de indentări minuscule. Înregistratoarele DVD de pe computer și acasă îndeplinesc această sarcină diferit - folosesc un fascicul laser.
Primul suport optic de înregistrare a fost CD-R cu capacitate de scriere o singură dată. La stocarea datelor pe astfel de discuri, fasciculul laser încălzește stratul de lucru al discului, care constă dintr-un colorant, la aproximativ 250 ° C, ceea ce provoacă o reacție chimică. Pete întunecate și opace se formează acolo unde laserul este încălzit. De aici provine cuvântul „ardere”.
Într-un mod similar, datele sunt transferate pe DVD cu posibilitatea de a scrie o singură dată. Dar nu se formează pete întunecate pe suprafața CD-urilor, DVD-urilor și discurilor Blu-ray reinscriptibile. Stratul de lucru al acestor unități nu este un colorant, ci un aliaj special. Când este încălzită de un laser la aproximativ 600 °C, se transformă dintr-o stare cristalină într-una amorfă. Zonele expuse la laser sunt de culoare mai închisă și, prin urmare, au proprietăți reflectorizante diferite.
Purtători de informații
Discurile destinate înregistrării acasă au aceeași grosime (1,2 mm) și același diametru (12 sau 8 cm) ca și discurile pe care datele sunt înregistrate industrial. Mediile optice au o structură multistrat.
Substratul. Baza discurilor, care este realizată din policarbonat, este un material polimer transparent, incolor și destul de rezistent la influențele externe.
Stratul de lucru. Pentru CD-urile si DVD-urile inregistrabile, este formata dintr-un colorant organic, iar pentru CD-urile, DVD-urile (RW, RAM) si discurile Blu-ray reinscriptibile, este format dintr-un aliaj special care poate schimba starea de faza. Stratul de lucru este înconjurat pe ambele părți de o substanță izolatoare.
Strat reflectorizant. Aluminiul, argintul sau aurul sunt folosite pentru a crea stratul din care se reflectă fasciculul laser.
Strat protector. Doar CD-urile și discuri Blu-ray sunt echipate cu acesta. Este un strat de lac dur.
Eticheta. Un strat de lac este aplicat deasupra discului - așa-numita etichetă. Acest strat este capabil să absoarbă umezeala, astfel încât cerneala care apare pe suprafața suportului în timpul imprimării se usucă rapid.
Diferențele dintre CD-uri, DVD-uri și discuri Blu-ray
Aceste mass-media au caracteristici diferite. În primul rând, capacități diferite. Un disc Blu-ray poate stoca până la 25 GB de date, un DVD poate stoca de 5 ori mai puține informații, iar un CD poate stoca de 35 de ori mai puține. Unitățile Blu-ray folosesc un laser albastru pentru a citi și scrie date. Lungimea sa de undă este de aproximativ 1,5 ori mai mică decât cea a unităților DVD și CD cu laser roșu. Acest lucru vă permite să înregistrați o cantitate semnificativ mai mare de informații pe o suprafață egală a discului.
Formate media
Următoarele tipuri de medii optice sunt disponibile în prezent pe piață.
CD-R. CD-urile care pot fi înregistrate pot conține până la 700 MB de informații. Există și discuri cu o capacitate de 800 MB, dar nu sunt acceptate de toate recorderele și playerele de acasă. MiniCD-urile de opt centimetri pot înregistra 210 MB de date.
CD-RW. Suporturile reinscriptibile au aceeași capacitate de stocare ca și CD-R.
DVD-R/DVD+R. DVD-urile inregistrabile conțin 4,7 GB de informații. miniDVD cu diametrul de 8 cm – 1,4 GB.
DVD-R DL/DVD+R DL. Prefixul DL înseamnă Dual Layer (DVD-R) sau Double Layer (DVD+R), care corespunde unui mediu cu două straturi. Capacitate - 8,5 GB. Un disc de opt centimetri poate stoca până la 2,6 GB.
DVD-RW/DVD+RW. Mediile cu un singur strat de acest tip pot rezista la câteva sute de cicluri de scriere. La fel ca DVD-urile care pot fi scrise o singură dată, discurile reinscriptibile au o capacitate de 4,7 GB, în timp ce discurile de 8 cm au o capacitate de aproximativ 1,4 GB.
DVD-RAM. Aceste suporturi au aceeași capacitate de stocare ca și DVD-urile cu un singur strat. Există, de asemenea, discuri cu două straturi care pot ține de două ori mai mult mai multe informatii. DVD-RAM poate rezista până la 100 de mii de cicluri de scriere, dar doar câteva DVD playere funcționează cu aceste discuri. Datele sunt scrise nu pe o pistă în spirală, ci în sectoare pe piste circulare, ca pe un platou de hard disk. Semnele care definesc limitele sectorului sunt clar vizibile pe suprafața DVD-RAM - prin prezența lor este ușor să distingem acest tip de medii de altele.
BD-R/BD-R DL. O abreviere folosită pentru a se referi la discuri Blu-ray care pot fi înregistrate. Media BD-R are un strat de lucru care poate stoca 25 GB de date. BD-R DL sunt echipate cu două straturi de lucru, astfel încât capacitatea lor este de 2 ori mai mare.
BD-RE/BD-RE DL. Discurile Blu-ray reinscriptibile sunt evaluate pentru 1.000 de cicluri de scriere. Ele pot stoca la fel de multe date ca suporturi care nu pot fi scrise.
„Plus și minus”
Prezența mediilor „plus” și „minus” este o consecință a războiului de lungă durată al formatelor. La început, reprezentanții industriei computerelor s-au bazat pe formatul „plus” și pe producători electronice de consum a promovat „minus” ca standard pentru DVD-urile inregistrabile. Recorderele și playerele moderne acceptă ambele formate.
Niciunul dintre ei nu are avantaje clare față de celălalt. Ambele tipuri de suporturi folosesc aceleași materiale. Prin urmare, nu există diferențe semnificative între discurile „plus” și „minus” de la același producător.
Calitatea inregistrarii
Calitatea înregistrării suporturilor de același format poate varia semnificativ. Depinde mult de modelul de recorder folosit. Viteza de înregistrare joacă, de asemenea, un rol important: cu cât este mai mică, cu atât numărul erorilor este mai mic și calitatea este mai mare.
Compatibilitate recorder și media
Nu orice recorder este capabil să înregistreze pe discuri de toate formatele fără excepție. Există anumite restricții.
CD recordere. Nu poate funcționa cu DVD-uri și discuri Blu-ray.
DVD recordere. Scrie CD-uri și DVD-uri, dar nu acceptă formatul Blu-ray.
Recordere Blu-ray.Înregistrează pe Blu-ray, precum și pe orice CD și DVD.
Semnături pe discuri
Este mai bine să semnați imediat media pe care se află informația, pentru a nu fi confundat mai târziu. Acest lucru se poate face în moduri diferite.
Sparturi imprimabile. Partea superioară a acestor discuri este lăcuită. Pe o astfel de suprafață puteți imprima text și imagini folosind imprimante cu jet de cerneală și MFP-uri echipate cu o tavă specială. Prețul discurilor nu diferă de cele obișnuite.
Semnătura folosind un reportofon. Suportul înregistratorului pentru tehnologia LightScribe sau Labelflash vă permite să imprimați imagini și text într-o singură culoare pe suprafața suporturilor special concepute în acest scop. Adevărat, procesul poate dura până la 30 de minute, iar costul discurilor LightScribe este de aproximativ două ori mai mare decât costul discurilor convenționale. Media cu suport Labelflash va costa și mai mult.
Noua tehnologie LabelTag. Dezvoltat de producătorul recorderului Lite-On și implică aplicarea textului pe suprafața de lucru a discului. Acest lucru elimină necesitatea de a utiliza medii speciale. Cu toate acestea, spațiul pe disc este irosit deoarece textul este scris direct pe pistă. Și inscripția este lizibilă doar dacă zonele cu text contrastează puternic cu fragmentele goale.
Semnătura realizată manual. Pentru a face acest lucru, trebuie să cumpărați markere speciale cu vârf moale, rotunjit și cerneală fără solvenți. Alți markeri pot coroda suprafața discului și pot cauza zgârieturi.
Folosind autocolante. Puteți imprima autocolante pe orice imprimantă. Cu toate acestea, lipirea lor nu este recomandată, deoarece aceasta duce adesea la deteriorarea suprafeței discului și, prin urmare, la pierderea datelor. Se poate întâmpla ca eticheta să se desprindă în timpul redării discului. În acest caz, unitatea optică poate fi deteriorată.
Perioada de stocare a datelor
Producătorii de discuri specifică adesea o durată de stocare de 30 de ani sau mai mult pentru datele de pe suporturi. Cu toate acestea, o astfel de durată este posibilă numai în condiții ideale de depozitare - într-un loc uscat, răcoros și întunecat. Calitatea înregistrării trebuie să fie ridicată.
Dacă sunt utilizate frecvent, durata de viață a discurilor auto-arse va fi redusă semnificativ. În timpul redării, suportul media este expus temperaturi mariși sarcini mecanice. Pierderea datelor poate fi cauzată și de zgârieturi sau contaminare.
Transferarea informațiilor pe disc
Toate mediile optice, cu excepția DVD-RAM-ului, au o pistă în formă de spirală care merge de la centrul discului până la marginea exterioară. Informațiile sunt înregistrate pe această pistă folosind un fascicul laser. La ardere, fasciculul laser formează pete minuscule pe stratul reflectorizant - gropi (din engleză groapă - groapă). Zonele care nu au fost expuse la laser se numesc terenuri (din engleza land - suprafata). Tradus în limba sistemului de stocare binar, pita corespunde cu 0, iar terenul corespunde cu 1.
Când redați un disc, informațiile sunt citite cu ajutorul unui laser. Datorită reflectivității diferite a gropilor și a terenurilor, unitatea recunoaște zonele întunecate și luminoase ale discului. Astfel, succesiunea de zerouri și cele care alcătuiesc toate fișierele fizice fără excepție este citită de pe media.
Odată cu dezvoltarea tehnologiei, a avut loc o reducere treptată a lungimii de undă a fasciculului laser utilizat la înregistratoare, ceea ce a făcut posibilă îmbunătățirea semnificativă a preciziei focalizării. Pista a devenit mai îngustă, gropile au devenit mai mici și o cantitate mai mare de date poate fi plasată pe o zonă egală a discului. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât distanța dintre stratul de lucru și laser este mai mică.
Productie media
Folosind DVD-ul ca exemplu, ComputerBild explică modul în care se produce mediile optice și cum diferă producția altor tipuri de discuri.
1. Pentru turnarea unui substrat din plastic, policarbonatul, încălzit la 350 °C, este alimentat într-o matriță prin turnare prin injecție. Pe suprafața bazei este creată o pistă spirală microscopică sub formă de canelură (Pre-Groove) folosind o matrice. Această pistă nu numai că înregistrează date, ci conține și un semnal pentru sincronizarea axului înregistratorului. După răcirea substratului la 60 °C, se face o gaură centrală, apoi temperatura este redusă la 25 °C și începe prelucrarea ulterioară. DVD-urile constau de obicei din două straturi de policarbonat, fiecare cu grosimea de 0,6 mm. Pentru DVD-urile înregistrate cu un singur strat, doar unul dintre straturi este supus procesării ulterioare, așa cum este descris în pașii 2-3, în timp ce pentru DVD-urile cu două straturi, ambele straturi sunt procesate în continuare. CD-urile și discurile Blu-ray au un singur strat de 1,2 mm grosime.
2. Stratul de lucru al CD-urilor și DVD-urilor înregistrabile este creat prin centrifugare. Folosind un distribuitor, colorantul este injectat pe suprafața unui disc care se rotește cu o viteză constantă în zonă. gaura centralași este distribuit uniform pe suprafața suportului.
3. Stratul reflectorizant este aplicat pe disc folosind pulverizarea ionică-plasmă. Într-o cameră cu vid, o placă de aluminiu, argint sau aur este bombardată cu ioni încărcați, care scot atomii de metal din ea - rămâne pe suprafața stratului de lucru al semifabricatului. Pentru CD-uri, DVD-uri și discuri Blu-ray reinscriptibile, toate straturile de lucru și reflectorizante sunt create folosind pulverizarea ionică-plasmă. În patru camere, primul strat izolator, stratul de lucru, al doilea strat izolator și stratul reflectorizant sunt aplicate secvenţial pe disc. Când se produc discuri Blu-ray, aceste operațiuni sunt efectuate în ordine inversă.
4. Două baze din policarbonat sunt lipite împreună. Pentru CD-uri și discuri Blu-ray, în loc de o a doua bază, se aplică un strat de lac, care este uscat sub o lampă cu ultraviolete. Învelișul cu lac al discurilor Bly-ray este deosebit de durabil, în timp ce DVD-urile nu au nevoie de un strat protector de lac.
5. Pe ultima etapă semifabricatele primesc o etichetă, iar pe discuri se aplică un strat absorbant de lac care pot fi imprimate pe o imprimantă.
Spre deosebire de un NMD, un disc optic are o singură pistă fizică sub forma unei spirale continue, care merge de la diametrul interior la cel exterior. Dar o pistă fizică poate fi împărțită în mai multe logice. Dacă pentru NMD este posibilă înregistrarea pe piste diferite, atunci înregistrarea pe discuri optice are loc secvenţial în spirală.
Se numește zona de pe un CD optic care conține date Zona de formare IP(zona de informare). Această secțiune începe cu un diametru de 44 mm, se termină cu 2 ... 3 mm înainte de marginea discului și conține următoarele trei zone (în ordinea plasării lor din centrul discului):
1) zona directorului de intrare (Lead-in Zope);
2) zona de date (Data Zope), care conține date scrise pe disc;
3) zona directorului sursă (Lead-out Zope) cu un semn de sfârșit de disc.
La sfârșitul pistă externă iar la începutul pistei interioare este plasată zona de mijloc (MiddleZope), care nu contine date. Această zonă este folosită pentru a permite razului laser să schimbe focalizarea pentru a citi datele de pe pista internă.
Zona directorului de intrare a discurilor CD conține conținutul TOC (Cuprins), adresele de înregistrare, numărul de titluri, timpul total de înregistrare, volumul și numele discului. Zona de date a unui CD are următoarea structură de date. Unitatea de bază de date a unui CD este cadru (frate), care conține 24 de octeți codați, un octet de control și opt octeți pentru corectarea erorilor. Cadrul este precedat de 24 de biți, dintre care oricare are o valoare fixă (model) și trei biți de îmbinare. Când laserul este adus la cadru, începutul cadrului este determinat de șablon; 98 de cadre formează un sector, cea mai mică unitate de date adresabilă de pe un CD. Sectorul conține 3234 de octeți codificați (2352 de octeți de informații și 882 de octeți de corectare a erorilor și de control). Din 2352 de octeți informații despre utilizator poate ocupa 2048 (în modul „1”) sau 2336 octeți (în modul „2”). Această organizare a înregistrării datelor pe CD-uri și utilizarea algoritmilor de corectare a erorilor permite citirea de înaltă calitate a informațiilor cu o probabilitate de eroare pe bit de 10-10.
Structura generalizată a unei unități de disc optic
Structura simplificată a GCD este prezentată în Fig. 3.
Pentru GCD se folosesc mai multe metode de înregistrare: ablativ - prin arderea găurilor în mediul opac al mediului; utilizarea unei schimbări locale în reflectanța mediului; transferarea mediului de stocare din faza cristalină în cea amorfă și invers; transformarea stării magnetice a structurii; schimbarea culorii zonei locale. Primele două metode sunt folosite pentru înregistrarea „ne șters”, iar restul sunt folosite pentru rescrierea repetată a informațiilor de pe GCD.
La înregistrare, un fascicul al unei diode laser semiconductoare, controlat de datele de înregistrare printr-un colimator, oglindă și lentilă obiectiv, arde o gaură în stratul de informații al discului. Prezența unei găuri corespunde intrării „1”. În timpul citirii, un fascicul laser necontrolat (primit de la un divizor de fascicul) intră pe suprafața de lucru printr-un alt divizor de fascicul, o oglindă și o lentilă.
În modul citire, oglinda se mișcă. Lumina de la laser trece printr-o prismă de polarizare-separare, lovește un filtru de polarizare (lumina este polarizată într-un anumit plan) și apoi este focalizată pe suprafața discului optic. Dacă un fascicul laser lovește suprafața plană (aterizează) a unui disc CD-ROM sau DVD-ROM, lumina este reflectată aproape în întregime. Dacă lumina lovește adâncimea (gropi), atunci cea mai mare parte a luminii este împrăștiată. Lumina reflectată intră în fotodiodă prin divizorul fasciculului, semnalul de la care este procesat circuite electronice citind. Alinierea precisă a fasciculului pe șină este asigurată de unitatea servo șină, focalizarea de către unitatea servo de focalizare și un număr constant de rotații de către unitatea servo de rotație a discului (vezi Fig. 3).
Pe baza capacităților de înregistrare a discurilor, unitățile de disc optice sunt împărțite în unități cu capacitatea de a citi și de a scrie discuri. (unități de înregistrare)și unități numai pentru citire , iar după tipul de disc - la Unități CDȘi unități DVD.
Figura 4
Unitatea optică este formată din: principalele unitati functionale:
-
Dispozitiv de pornire;
- unitate disc;
- bloc optic;
- tracțiune pe șenile;
- bloc codificare-decodare date;
- sisteme automate de control;
- unitate audio;
- conectori.
Dispozitiv de pornire Există două tipuri de unități de disc: container (caddy)Și tavă.În primul tip de unitate de dischetă, discul este plasat într-un recipient de plastic și introdus în unitate (acest container îndeplinește aceleași funcții ca un container de dischetă de 3,5 inchi). În al doilea tip de unitate, discul este plasat pe o tavă (Fig. 3), care este scoasă după apăsarea butonului Eject. După ce apăsați din nou butonul sau apăsați ușor tava, acesta este împins în unitate (mecanism pop-up).
Pe panoul frontal al unității, există în plus: un indicator de funcționare a dispozitivului (ocupat, bec), o mufă pentru conectarea căștilor sau a unui sistem stereo (pentru ascultarea CD-urilor audio) și un control al volumului sunetului (de asemenea pentru CD-uri audio).
Există, de asemenea, un orificiu cu care poți scoate CD-ul chiar și în caz de urgență, de exemplu, dacă butonul Eject nu funcționează. Trebuie să introduceți o tijă subțire de 2-3 cm în această gaură, apoi tava va aluneca afară.
Bloc optic conține sistemul de unitate optică prezentat în Fig. 4. Pentru citirea datelor de pe CD-uri se folosește un laser cu o lungime de undă de 780 nm (în domeniul infraroșu), iar pentru citirea de pe DVD-uri se folosește un laser cu o lungime de undă de 650 nm (roșu). Prin urmare, unitățile DVD care citesc de pe CD-uri și DVD-uri conțin de obicei două lasere cu sisteme optice separate sau un sistem optic comun (commutabil între unul sau altul).
Figura 5. Designul unității optice: 1 -
tavă; 2 -
acționare pe cale; 3 -
magistrală de control al interfeței; 4 -
sistem optic; 5 -
unitate de dischetă; 6 - disc
Pentru a scrie date pe disc, se folosește un laser de înregistrare separat, care funcționează într-un mod pulsat cu putere variabilă (pentru a „arde” discul, a schimba starea de fază de la cristalin la amorf și a reveni la starea cristalină). De obicei, laserele de înregistrare și citire au un sistem optic comun. Suprafața discului optic se mișcă în raport cu capul laser cu o viteză liniară constantă, iar viteza unghiulară variază în funcție de poziția radială a capului. Astfel, citirea pistelor interne se realizează cu un număr crescut, iar extern - cu un număr redus de rotații. Servomotorul, la comandă de la microprocesorul intern al unității, mișcă oglinda reflectoare. Acest lucru permite ca raza laser să fie poziționată cu precizie pe pistă. Fasciculul pătrunde în stratul protector de plastic și lovește stratul reflectorizant de aluminiu, argint sau aur de pe suprafața discului. Când lovește proeminența, este reflectată pe detector și trece printr-o prismă, care o deviază pe o diodă sensibilă la lumină. Dacă fasciculul lovește groapa (groapa), este împrăștiat și doar o mică parte din radiație este reflectată înapoi și ajunge la dioda fotosensibilă. Pe diodă, impulsurile de lumină sunt convertite în cele electrice, radiația luminoasă este transformată în „1”, radiația slabă – în „0”. Astfel, gropile sunt percepute de unitate ca zerouri logice, iar suprafața netedă ca niște logice. Rețineți că gropile formate de raza laser au dimensiuni foarte mici. Aproximativ 30-40 de depresiuni corespund grosimii unui păr uman, care este de aproximativ 50 de microni.
Pista de conducere conform comenzilor care vin de la microprocesorul încorporat, acesta mută sistemul optic pe pista dorită de pe disc pentru scriere sau citire. În timpul înregistrării, laserul efectuează operația dorită („ardere” sau schimbare de fază) conform comenzilor unității de codificare-decodare, iar în timpul citirii, fasciculul reflectat de pe disc lovește fotodetectorul, semnalele din care intră în codificare- unitatea de decodare și sistemul de urmărire automată.
Bloc de codificare-decodare este un handler de semnal care este scris sau citit de pe disc. Este format dintr-un encoder, un decodor, o memorie cu acces aleatoriu și un controler de control. Dispozitivul de codificare pregătește datele pentru înregistrarea pe disc, efectuând conversii de caractere conform codificărilor EFM (pentru discuri CD) sau RLL (2.10) (pentru discuri DVD) și adaugă semnale de ceas și informații de serviciu la date. Decodorul extrage date din fluxul digital, restabilind forma sa originală. Dispozitivul de memorie cu acces aleatoriu îndeplinește funcția de memorie tampon, iar controlerul gestionează moduri de corectare a erorilor pentru datele înregistrate în toate formatele acceptate de unitate.
Când scrieți sau citiți date de pe un disc, pot apărea perturbări în poziționarea fasciculului laser din cauza bătăilor radiale ale discului. Pentru a evita pierderea datelor, se folosesc unități optice sistem automat de urmărire folosind semnale de control. Există mai multe moduri de a izola aceste semnale. Cu toate acestea, cea mai comună este metoda prin care fasciculul laser după prima lentilă (vezi Fig. 1.) intră în rețelele de difracție, unde este împărțit în trei fascicule, dintre care unul este folosit pentru citirea datelor, iar celelalte două sunt utilizate de sistemul de urmărire a căii. Semnale puls de la fotodetector intră în amplificatorul sistemului de control automat, unde semnalele de eroare de urmărire sunt separate, iar semnalul de citire este corectat.
Bloc audio Unitatea optică a fost moștenită de la CD playere. Convertește datele audio din digital în analog. După amplificare, aceste date sunt transmise fie către un dispozitiv extern, fie către căști.
Pe lângă conectorul de interfață computer și conectorul de alimentare, au și unitățile optice conectori pentru conectarea la o placă de sunet sau la o unitate audio a plăcii de bază.
Pe panoul frontal al unității, în plus, există: indicator funcționarea dispozitivului (ocupat, bec), cuib pentru conectarea căștilor sau a unui sistem stereo (pentru ascultarea de CD-uri audio), controlul volumului sunet (și pentru CD audio).
Este de asemenea furnizat gaură, cu care poți scoate CD-ul chiar și în caz de urgență, de exemplu, dacă butonul Eject nu funcționează. Trebuie să introduceți un bețișor subțire în această gaură de aproximativ 2-3 cm, apoi tava va aluneca afară.
Specificații disc optice și unitate
Disc optic caracterizat prin ea tip(CD sau DVD) și capacitate. Capacitatea unui disc este determinată de tipul și dimensiunea (diametrul) acestuia. Discurile optice sunt disponibile în diametre de 120 mm (4,7 inchi) și 80 mm (3,1 inchi).
CD-urile care măsoară 120 mm au o capacitate de 650 sau 700 MB (în funcție de modul de înregistrare), iar discurile de 80 mm -
capacitate 185 MB. Uneori folosit pentru a înregistra date carti de vizita optice (carti de vizita ortical) - discuri CD-R dreptunghiulare de 80 x 61 mm și o capacitate de 50 MB.
Unități optice au următoarele caracteristici principale:
Compatibilitate;
- viteza de transfer de date;
- timpul mediu de acces;
- capacitatea memoriei cache;
- rata de eroare;
- fiabilitate;
- tip de dispozitiv;
- tipul interfeței;
- lista de formate acceptate;
- parametrii căii audio.
Toate unitățile de disc optice au un factor de formă de 5,25 inchi și sunt compatibile în dimensiunile discurilor, adică pot citi atât discuri de 120 mm, cât și 80 mm, precum și cărți de vizită optice (pentru citirea discurilor din ultimele două tipuri, există o prevedere în locașul special al tăvii de antrenare).
Compatibilitate tipuri diferite unități de discînseamnă capacitatea de a citi și scrie alte tipuri de discuri.
Rata de transfer de date - Aceasta este viteza maximă la care se fac schimb de date între unitate și computer. Aceasta este cea mai importantă caracteristică a unei unități optice, care este aproape întotdeauna dată împreună cu numele modelului și nu este specificată de numărul de megaocteți pe secundă, ca pentru alte dispozitive de memorie externe, ci de factorul de creștere în raport cu viteza de baza. Primele drive-uri CO aveau o rată de transfer de date de 150 kB/s, la fel ca CD playerele. Această viteză de bază este în mod clar insuficientă pentru citirea, de exemplu, a datelor video. Prin urmare, vitezele de rotație ale unităților de disc și, în consecință, ratele de transfer de date au început să crească (la început de două ori). Astfel de unități (cu o rată de transfer de date de 300 kB/s) au devenit cunoscute ca unități 2x. Ulterior, viteza de deplasare a crescut și mai mult. Unitățile de disc au acum viteza maxima transferă 54x (16,2 MB/s) și mai mult (până la 76x).
Pentru unitățile DVD, datorită densității lor mai mari de date și vitezei de rotație mai mari, 1x corespunde unei rate de transfer de date de 1,32 MB/s, ceea ce înseamnă că o unitate DVD 1x este aproximativ aceeași cu o unitate CD 9x. Valoarea maximă pentru unitățile DVD este acum 16x sau 21,13 MB/s.
Cifrele date sunt valabile pentru citirea datelor. Pentru înregistrarea datelor, ratele maxime de transfer de date sunt mai mici și sunt acum egale cu 40x pentru unitățile de înregistrare CD-R, 24x pentru unitățile CD-RW și de la 2x la 8x pentru unitățile DVD. De obicei, pentru unitățile CD-RW, atât viteza de scriere, cât și viteza de citire sunt indicate separat, iar pentru unitățile de înregistrare DVD, viteza de scriere DVD, viteza de scriere CD, vitezele de citire DVD și CD.
Pentru înregistrarea discurilor optice (R sau RW), este de obicei indicată viteza maximă de înregistrare sau intervalul de viteze permise (de exemplu, 24x sau 1x-24x).
Timp mediu de acces - Acesta este timpul (în milisecunde) pe care unitatea trebuie să rămână pe suport cu datele necesare. Evident, lucrul pe zonele interne ale discului necesită mai puțin timp de acces decât citirea informațiilor din zonele externe. Prin urmare, fișa de date a unității listează timpul mediu de acces ca valoare medie pentru efectuarea mai multor citiri de date din secțiuni de disc diferite (selectate aleatoriu). Timpul mediu de acces pentru unitățile CD-ROM este de 100 ... 200 ms, iar pentru unitățile DVD noi este de 40 ... 250 ms.
Capacitatea memoriei cache - Aceasta este capacitatea memoriei cu acces aleatoriu a unității optice, care este utilizată pentru a crește viteza de acces la datele înregistrate pe suport (memorie tampon). Dacă utilizați programe speciale de driver pentru a controla unitatea, puteți pre-scrie conținutul discului în memoria cache. Apoi accesarea unui fragment din datele solicitate este mult mai rapidă. Capacitate cache aparate moderne- de la 64 la 2.048 MB.
Buffer-ul unității este o memorie pentru stocarea pe termen scurt a datelor după ce acestea sunt citite de pe CD-ROM, dar înainte de a fi trimise la placa controlerului și apoi la CPU. Această tamponare permite dispozitivului de disc să transfere date către procesor în bucăți mici, mai degrabă decât să-și ocupe timpul trimițând lent un flux constant de date. O caracteristică importantă a unei unități de disc este nivelul de umplere tampon, care afectează calitatea redării imaginilor și videoclipurilor animate. Această valoare este definită ca raportul dintre numărul de blocuri de date transferate în memoria tampon de pe unitate și stocate în acesta până la începerea ieșirii lor către magistrala de sistem, la numărul total de blocuri pe care tamponul este capabil să le păstreze. Prea multă umplere poate cauza întârzieri la ieșirea din buffer către magistrală; Pe de altă parte, un buffer prea scăzut va necesita mai multă atenție din partea procesorului. Ambele situații duc la sărituri și bâlbâială în timpul redării.
Pe cei care scriu Unități CD-ROM Memoria tampon este foarte importantă deoarece asigură că informațiile circulă fără probleme pe CD-R sau CD-RW. Acest lucru permite o înregistrare mai fiabilă, deoarece nu puteți permite unei piese să se oprească înregistrarea, altfel întregul disc poate fi deteriorat.
Se caracterizează nivelul de calitate a lecturii rata de eroare(Rata de eroare). Acest parametru afișează capacitatea unității optice de a corecta erorile de citire/scriere. De obicei, rata de eroare este 10-10...10-12. Rata de eroare este o estimare a probabilității ca un bit de informație să fie corupt atunci când este citit. Dacă unitatea citește date dintr-o zonă murdară sau zgâriată a discului, înregistrează un grup de biți dăunători. Dacă eroarea nu poate fi eliminată din cauza excesivității codului rezistent la zgomot (utilizat în timpul scrierii și citirii), atunci unitatea reduce viteza de citire a datelor și o repetă de multe ori. Dacă mecanismul de corectare a erorilor nu reușește să rezolve defecțiunea, pe monitorul computerului apare mesajul „Sectorul nu a fost găsit”. Dacă defecțiunea este rezolvată, unitatea comută la viteza maximă de citire a datelor.
Fiabilitate unități optice, exprimate în termeni de MTBF (timpul mediu dintre defecțiuni - MeanTimeBetweenFailure), este de 50...125 mii de ore, ceea ce este aproape cu un ordin de mărime mai lung decât perioada de uzură a dispozitivului.
Discurile imprimate la cald (CD-ROM și DVD-ROM) oferă până la 10.000 de cicluri de citire a datelor fără erori. Discurile DVD-RAM pot fi rescrise de până la 100.000 de ori.
După tipul de dispozitiv Unitățile optice, ca și alte dispozitive de stocare externe, pot fi fie interne, fie externe.
Conectarea unităților CD-ROM. Prima metodă de conectare se bazează pe faptul că un canal de interfață IDE poate suporta două dispozitive încorporate. Unitatea CD-ROM este conectată la placa I/O prin interfata IDE impreuna cu hard disk conform principiului master/slave. Cu toate acestea, în acest caz, viteza de schimb de date cu hard disk-ul este redusă. O modalitate de a rezolva această problemă este conectarea dispozitivelor CD-ROM la canale diferite ale aceleiași interfețe EIDE sau la două controlere IDE diferite. Dacă CD-ROM-ul are o interfață SCSI, atunci acesta este conectat la controlerul SCSI corespunzător. De asemenea, este posibil să conectați unități CD-ROM prin controlerul plăcii de sunet. De asemenea, nu trebuie uitat că modern plăci de bază poate conține controlere SCSI și IDE încorporate, ceea ce elimină în general necesitatea unui card I/O suplimentar pentru conectarea unităților CD-ROM.
Conectarea canalelor audio. Aproape toti Unitatea CD ROM are incorporat convertor digital-analogic(DAC), precum și un conector de ieșire pentru ieșirea semnalelor stereo. Dacă există informații audio pe CD, DAC-ul le convertește în formă analogică și trimite semnalul către mufa pentru căști, precum și către conectorii de ieșire audio ai unității, de la care semnalul merge la amplificator și sistem audio direct sau printr-o placă de sunet. Avantajul ieșirii active este că semnalul audio de pe CD-ROM este procesat suplimentar de placa de sunet.
O caracteristică importantă a unei unități CO-ROM este sul sprijinit de el formate pentru înregistrarea datelor pe CD-uri. Puteți scrie date pe discuri optice folosind diferite formate X. Pentru a înregistra date precum documente, programele folosesc formatele CD-ROM (ISO) și DVD-ROM (ISO), precum și CO-DOM (UDF) și DVD-ROM (UDF).
Formate CD-ROM (1S0)și DVD -ROM (IS0), numite uneori formate CD-ROM și DVD-ROM, acestea sunt definite în standardul IS0 9660. Acest standard specifică trei niveluri de format. Formatul de nivel 1 definește numele fișierelor înregistrate ca nume de fișiere MS DOS, adică numele fișierelor pot conține până la opt caractere folosind cele trei caractere de extensie specificate. Fișierele de scris trebuie să ocupe mai multe sectoare unul după altul (înregistrare nefragmentată). Formatul de nivel 2 permite utilizarea numelor lungi de fișiere, iar formatul de nivel 3 permite, în plus, să fie scrise fișiere pe mai multe secțiuni ale discului (înregistrare fragmentată) în modul batch. Pentru a putea înregistra nume lungi definite în sala de operație sistem Windows, companie Mісrosofі a extins formatul ISO 9660 Nivel 1 cu specificația Joliet. Varietățile formatului IS0 9660 sunt formatele CD-ROM (Boot) și DVD-ROM (Boot), în care o secțiune specială (în plus față de conținut) este scrisă pe disc (la începutul discului), care permite ca discul optic să fie folosit ca disc de pornire.
Dacă standardul ISO 9660 este destinat să asigure compatibilitatea între discurile CD-ROM și DVD-ROM utilizate pe diferite sisteme informatice, atunci formatul UDF (UniversalDiskFormat - format universal drives) este proiectat pentru compatibilitatea între discuri optice doar pentru citire (ROM) și discuri optice înregistrabile (R sau RW) pe diferite sisteme de operare. Acest format, precum IS0 9660, permite nume lungi de fișiere și înregistrarea datelor. Datele sunt scrise pe un disc optic în porțiuni mici utilizând modul Packet Writing (pentru CD-uri) sau Incremental Writing (pentru DVD-uri).
Formate CD audioȘi DVD audio folosit pentru înregistrarea muzicii. Acestea sunt două formate diferite. Format DVD audio oferă o înregistrare muzicală de o calitate mai bună.
Formate Video CD (VCD) și VideoDVD folosit pentru înregistrarea filmelor. Acestea sunt, de asemenea, două formate diferite cu diferite caracteristici suplimentare(de exemplu, referitor la alegerea limbii pentru dublarea unui film). Format VideoDVD Oferă înregistrare de film de calitate mai bună. Redarea filmelor de înaltă calitate pe CD-uri este asigurată de formatul Super Video. CD. Pentru a înregistra filme în format Video DVD pe discuri CO, utilizați formatul mini-DVD.
Aceste formate sunt cele mai comune, deoarece vă permit să înregistrați muzică și filme, precum și date text, date grafice și programe, pe discuri optice. Aceste formate sunt acceptate de majoritatea unităților de disc și a programelor de scriere a discurilor optice. Există, de asemenea, alte formate, mai ales concepute pentru tipuri de date care sunt utilizate mult mai rar, de exemplu, Photo CD de la Kodak,înregistrare și redare de înaltă calitate fotografii digitale. Atât fotografiile, cât și muzica pot fi înregistrate în formatele IS0 9660 sau UDF ca fișiere grafice sau sunet obișnuite.
Un format nou, promițător este formatul Mt. (Muntele) Rainier, cunoscut și sub numele de format EasyWrite. Acest format scrie datele pe un disc optic în același mod ca pe o dischetă. Folosind acest format, discul optic poate fi accesat (pentru citire sau scriere) din orice aplicație fără apel programe speciale citirea și scrierea pe discuri optice.
Formatele CD sunt uneori denumite după culoarea copertei cărților în care sunt descrise aceste formate. Deci, primul format CD - CD-ul audio este descris în cartea „roșie”. Cartea „galben” descrie formatul CD-ROM (IS0), cartea „portocaliu” descrie formatele CD-R și CD-RW, cartea „verde” descrie formatul CD-ROM CD-I(acum aproape niciodată folosit), în „albastru” - Îmbunătățit CDși în „alb” - Video CD.
Nu este un secret cu care a început povestea înregistrări de gramofon. Stocarea informațiilor acasă este problematică și doar audio a fost stocat pe ea. Principiul de funcționare nu este un secret, dar disc de vinil a fost popular de peste o sută de ani și este încă folosit și păstrat de colecționari și DJ astăzi. A fost amuzant să urmăresc cum acul, în timp ce derula discul, părea să tremure într-o spirală perfect uniformă. Principiul producerii sunetului a fost construit pe aceasta. Când adâncimea și lățimea canelurii s-au schimbat, unda sonoră s-a schimbat și a fost amplificată în continuare de conductă (gramofoane, gramofoane). Odată cu dezvoltarea electronicii, principiul culegerii informațiilor a fost realizat pe un ac piezoelectric și s-a obținut un recorder modern, până de curând.
Anii 70 sunt aici. Și a fost un salt în mediile de stocare (vom sări peste benzile magnetice). Au inventat un disc din policarbonat, care era transparent, acoperit cu aluminiu. Policarbonatul a servit ca bază și a protejat pulverizarea de influențele externe, iar depresiunile au fost arse în pulverizare în spirală. Principiul captării și înregistrării informațiilor se bazează pe acesta, după cum puteți vedea, nu am mers departe de înregistrarea gramofonului. Un fascicul subțire s-a reflectat de pe suprafața acoperirii și a ajuns la receptorul de lumină, care, la rândul său, a determinat modificările și a creat unele și zerouri pe baza informațiilor primite. Și apoi conform principiului ABC Morse informațiile sunt convertite în muzică, filme, fotografii, fișiere etc.
Acum să ne uităm la notația de pe CD-uri:
Dar cu DVD discuri, totul s-a dovedit mult mai complicat. Acest disc a fost creat pentru a stoca cantități mari de informații și a fost dezvoltat de un număr mare de companii (DVD-R și DVD-RW). Acoperiri diferite aveau caracteristici diferite și jucătorii de uz casnic de la diferite companii au început să intre în conflict cu discurile, de unde și pierderea versatilității. Prin urmare, s-au unit, au inventat un nou tip de disc, numit DVD+R și DVD+RW, sunt, destul de ciudat, mai ieftine. Acum nu contează ce disc să folosești, deoarece playerele de uz casnic l-au adaptat. Singura diferență este în discurile reinscriptibile, DVD-RW trebuie șterse complet înainte de înregistrare și DVD+R Doar ștergeți „antetul” și puneți înregistrarea deasupra.
După cum se spune, oricât de mult ne dai, nu este suficient pentru noi. Prin urmare, progresul nu s-a oprit aici, cu două fețeȘi cu două straturiși discuri două într-unul. Bine cu bilateral, totul este simplu, stratul de acoperire a fost aplicat pe ambele părți și, ca o casetă audio, trebuie să răsturnați discul. Strat dublu- acesta este unul dintre straturile cele mai apropiate de laser, făcut translucid și nu trebuie să vă ridicați de pe canapea pentru a întoarce discul. Ei bine, cu ultima opțiune, ia două cu două straturiși lipiți-le împreună.
Am atins vârful dezvoltării. lumea modernă disc optic, acesta este HD-DVD și Blu-ray.
HD-DVD- acesta este un disc care a fost realizat pe baza morții de muncă descrise mai sus, dar folosind un laser albastru.
Blu-ray- o dezvoltare complet diferită, se folosește un laser albastru.
Dacă vă amintiți spectrul (curcubeul), veți vedea că dintr-un fascicul albastru puteți obține un fascicul mult mai subțire, așa că aceste discuri s-au dovedit a fi mult mai voluminoase. Dar acest lucru va fi discutat în următorul subiect.
Se pare că asta e tot pentru azi. Rămâne doar să spunem puțin despre stocarea și utilizarea discului. Discul nu este gustos, nu este nevoie să-l mesteci, ei bine, decât dacă cineva are o lipsă de plastic în corp. Și, de asemenea, acesta nu este un instrument pentru a juca pe nervi, așa că nu trebuie să-ți treci ghearele peste el. Este indicat să nu-l îndoiți, deși este greu de spart, dar fragmentele pot ajunge acolo unde nu ar trebui, iar acest lucru vă va afecta corpul. De asemenea, îndoirea constantă este perturbată de învelișul din interior, se crapă și zerourile unității nu vor mai coincide. Nu-l prăjiți la soare, este un element D Nu este deloc necesar, dar se va transforma într-un produs subțire și nu îl veți împinge nicăieri. Nu introduceți un disc cu crăpătură în unitate, altfel va trebui să cheltuiți bani fie pentru reparații, fie pentru cumpărarea unuia nou.
Sper TU alfabetizat și nu trebuie să enumerați totul punct cu punct, trebuie să tratați lucrurile cu grijă și ele TU vor fi recunoscători pentru asta.
O varietate de instrumente de procesare și stocare a datelor au devenit parte integrantă a vieții noastre. Arhivele de hârtie tipărită sunt un lucru din trecutul îndepărtat. Ce sunt mediile de stocare moderne?
Disc optic: istoria creației
Primul dispozitiv pentru stocarea înregistrărilor audio a fost produs de Sony în 1979. Era, așa cum este acum, un disc de plastic cu o gaură rotundă în centru. Inițial, a fost folosit doar pentru înregistrarea fișierelor audio, iar informațiile i-au fost aplicate folosind o metodă specială de codificare Pulse Code Modulation. Constă în faptul că textul sau sunetul trece printr-un convertor analog-digital și se transformă într-un set de biți.
Mai târziu, în 1982, în Germania a început producția de masă de discuri. Au început să fie cumpărate pentru stocarea diferitelor fișiere. În curând au ajuns pe rafturile magazinelor de muzică nu numai.
Cum funcționează un CD? Pentru realizarea bazei se folosește o placă de policarbonat de 1,2 mm grosime, cu diametrul de 120 mm, care este acoperită mai întâi cu un strat subțire de metal (aur, aluminiu, argint etc.) și apoi lac. Pe metal se aplică informațiile sub formă de gropi (cavuri) extrudate de-a lungul unui traseu spiralat. Citirea fișierelor înregistrate pe un disc optic are loc folosind un fascicul laser cu o lungime de undă de 780 nm. Se reflectă de pe suprafața plăcii, își schimbă faza și intensitatea, lovind gropile. Terenul este de obicei numit intervale dintre gropi. Pasul unei piste situate într-o spirală este de aproximativ 1,6 microni.
Tipuri de discuri optice
Există mai multe tipuri de Digital Versatile Disc (DVD), Blu-ray Disc (BD). Toate au capacități diferite de înregistrare a informațiilor. De exemplu, DVD-urile sunt produse cu capacități cuprinse între 4,3 și 15,9 GB, în timp ce CD-urile sunt disponibile doar în capacități de până la 900 MB.
Discurile se disting și prin frecvența înregistrării: simple și multiple. În astfel de medii, structura de relief a gropilor este formată diferit. Rescrierea este posibilă datorită materialului organic, care se întunecă sub influența unui laser și modifică reflectanța. În limbajul comun, acest proces se numește ardere.
Suporturile optice pot diferi și ca formă. CD-urile în formă sunt de obicei folosite în show business ca stocare de fișiere audio și video. Ele vin în orice formă (pătrat, avion sau inimă). Nu sunt recomandate pentru utilizare în unitățile CD-ROM, deoarece pot sparge la viteze mari.
CD-uri și tipurile lor
Discul optic CD-R este un mediu de stocare numai pentru citire. Puteți scrie fișiere în el o singură dată, fără dreptul de a adăuga sau edita. Inițial, capacitatea unor astfel de discuri a ajuns la doar 650 MB sau 74 de minute de înregistrare audio. Sunt disponibile acum dispozitive care pot stoca până la 900 MB de informații. Avantajul lor este că toate CD-urile standard acceptă citirea.
Laserul are aceeași cantitate de memorie. disc CD-RW, numai fișierele pot fi scrise pe acesta de mai multe ori (de până la 1000 de ori). În acest scop standard programe de calculator. Dezavantajul este că nu toate dispozitivele sunt pregătite să funcționeze cu acest format. CD-RW-urile costă puțin mai mult decât CD-R-urile.
CD-urile care conțin înregistrări audio și video nu au niciun grad de protecție și pot fi copiate și redate. Dar mediile cu anumite date sunt protejate împotriva copierii prin tehnologia StarForce.
Discurile în format ROM sunt scrise din fabrică și sunt capabile doar să reproducă date. Este imposibil să editați astfel de media. Si aici dispozitive optice Tipul de RAM poate fi rescris de până la 10 mii de ori și durează până la 30 de ani. Astfel de discuri sunt produse în cartușe suplimentare; citirea lor nu este acceptată de unitățile de disc convenționale.
Media DVD și caracteristicile acestora
Digital Versatile Disc este un mediu de stocare digital multifuncțional. Structura sa este mai densă și deține o mulțime de informații (până la 15 GB). Acest disc optic seamănă cu două CD-uri lipite împreună. Stocarea și citirea unei cantități mari de informații este posibilă datorită utilizării unui laser roșu, care este de 650 nm, și a unui obiectiv cu deschidere numerică maximă. DVD-urile au una sau două fețe de înregistrare și unul sau două straturi de lucru pe fiecare parte. Acești indicatori determină capacitatea acestora.
De asemenea, sunt împărțite în mai multe formate. DVD-R sau DVD+R sunt medii pe care pot fi scrise o singură dată. Standardul de înregistrare pentru astfel de discuri a fost dezvoltat de Pioneer în 1997. Dispozitivele „minus” și „plus” diferă în ceea ce privește materialul stratului reflectorizant și marcajele speciale.
Discurile optice DVD RW (DVD+RW, DVD-RW) au capacitatea de a rescrie informații de mai multe ori. Mai mult, media „plus” vă permite să faceți modificări în locurile necesare, la discreția dvs. Unitățile universale ajută la rezolvarea problemei incompatibilității formatului (+RW și -RW).
Ce este Blu-ray Disc?
Acest tip de disc optic vă permite să stocați și să înregistrați date digitale la densitate mare. Pentru a reda informații (chiar și videoclipuri înaltă definiție) folosește un fascicul laser albastru de 405 nm, care îngustează calea spiralei la jumătate. Fișierele situate foarte aproape unele de altele sunt sensibile la deteriorarea mecanică, așa că discul trebuie să primească o grijă deosebită. În ultima vreme Suporturile sunt produse cu un strat special care poate fi șters cu o cârpă uscată obișnuită.
Există discuri Blu-ray de unică folosință și reutilizabile, precum și discuri cu mai multe straturi (de la 2 la 4 straturi). Capacitatea celor mai „stratificate” medii ajunge la 128 GB. Mai mult, are un diametru standard de 12 centimetri. Un disc Blu-ray standard cu două straturi poate stoca până la 50 GB de informații. Este în dezvoltare un dispozitiv care atinge o capacitate de 300-400 GB, care poate fi citită de unitățile de disc moderne. Pentru camerele video se folosesc discuri cu diametru mai mic (80 mm) cu o capacitate de memorie de până la 15 GB.
Pentru protecție împotriva copierii, Blu-ray-urile sunt echipate cu filigrane digitale ROM-Mark și tehnologia Obligatorie Managed Copy.
Scopul media MiniDVD
Suportul optic Mini DVD este o copie mai mică a discului obișnuit Digital Versatile. Are 8 cm in diametru si este folosit in camere foto si video. Un disc cu o singură față conține până la 1,4 GB de informații, respectiv unul cu două fețe - 2,8 GB. În ceea ce privește formatul, acestea vin în MiniDVD-R (înregistrare unică) și MiniDVD-RW (înregistrare multiplă).
O unitate standard de 12 cm nu este proiectată pentru a citi Mini DVD-uri. Când utilizați astfel de unități într-un laptop, ar trebui să utilizați un ax motor de antrenare. Uneori apar probleme de citire De obicei, în astfel de cazuri, computerul afișează mesajul „driverul pentru unitatea optică nu a fost găsit”. Pentru a rezolva problema, ar trebui să contactați un programator experimentat.
