DVD-приводы (стр. 1 из 2)
Содержание
Ведение
1. Основы устройства DVD
2. Множество поверхностей DVD
3. Скорость передачи и время доступа
4. Форм-фактор
5. Запись на DVD
6. Видео на DVD
7. Звук на DVD
8. Совместимость и защита авторских прав
Заключение
Список литературы
Введение
Появление формата DVD ознаменовало собой переход на новый, более продвинутый, уровень в области хранения и использования данных, звука и видео.
Первоначально аббревиатура DVD расшифровывалась, как Digital Video Disc – цифровой видеодиск. Это оптические диски с большой емкостью. Эти диски используются для хранения компьютерных программ и приложений, а так же полнометражных фильмов и высококачественного звука. Поэтому, появившаяся несколько позже расшифровка аббревиатуры DVD, как Digital Versatile Disc, т.е. универсальный цифровой диск - более логична.
Снаружи диски DVD выглядят как обычные диски CD-ROM. Однако возможностей у DVD гораздо больше. Диски DVD могут хранить в 26 раз больше данных, по сравнению с обычным CD-ROM. Имея физические размеры и внешний вид, как у обычного компакт-диска или CD-ROM, диски DVD стали огромным скачком в области емкости для хранения информации, по сравнению со своим предком, вмещающим 650MB данных. Стандартный однослойный, односторонний диск DVD может хранить 4.7GB данных. Но это не предел - DVD могут изготавливаться по двухслойному стандарту, который позволяет увеличить емкость хранимых на одной стороне данных до 8.5GB. Кроме этого, диски DVD могут быть двухсторонними, что увеличивает емкость одного диска до 17GB. Чтобы считать DVD диск, необходимо особое устройство - DVD-привод, но все DVD-приводы также поддерживают форматы CD-ROM и звуковых CD-дисков. В данной курсовой работе подробно рассмотрена технология, которая предлагает столько возможностей.
1. Основы устройства DVD
Как и CD-ROM, диски DVD хранят данные, за счет расположенных насечек вдоль спиральных треков на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах чтения DVD-дисков лазер, скользит вдоль треков по насечкам, а отраженный луч интерпретируется приемным устройством в виде единиц или нулей.
Основное требование, при разработке DVD, было простым: увеличить емкость хранимых данных, за счет расположения как можно большего числа насечек вдоль треков на диске, при этом технология изготовления должна быть дешевой.
Результатом исследований стала разработка более высокочастотного полупроводникового лазера с меньшей длиной волны, вследствие чего стало возможным использовать насечки более маленького размера.
В то время как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780-нанометров (nm), устройства DVD используют лазер с длиной волны 650-nm или 635-nm, что позволяет покрывать лучом в два раза больше насечек на одном треке, и в два раза больше треков, расположенных на одной записанной поверхности.
Другие нововведения - это новый формат секторов, более надежный код коррекции ошибок, и улучшенная модуляция каналов.
Вместе, эти улучшения дополнительно увеличивают плотность записи данных в полтора раза. Жесткие производственные требования и незначительно большая поверхность записи, стали последним препятствием, при разработке DVD, из-за чего емкость данных, размещаемых на диске ограничена 4.7Gb. Но оказалось, что это не предел.
Для записи видео и звука на DVD применяется сложная технология компрессии данных, носящая имя MPEG-2. MPEG-2 представляет собой следующее поколение стандарта на сжатие (компрессию) видео и звуковых данных, обеспечивающего возможность разместить большие объемы информации в меньшем пространстве.
Стандарт сжатия MPEG разработан Экспертной группой кинематографии (Moving Picture Experts Group - MPEG). MPEG - это стандарт на сжатие звуковых и видео файлов в более удобный для загрузки или пересылки (например, через Интернет) формат. По стандарту MPEG-1 потоки видео и звуковых данных передаются со скоростью 150 килобайт в секунду – с такой же скоростью, как и односкоростной CD-ROM проигрыватель – и управляются путем выборки ключевых видео кадров и заполнением только областей, изменяющихся между кадрами. К несчастью, MPEG-1 обеспечивает качество видеоизображения более низкое, чем видео, передаваемое по телевизионному стандарту.
Компрессия по стандарту MPEG-2 кардинально меняет положение вещей. Более 97% цифровых данных, представляющих видео сигнал дублируются, т.е. являются избыточными и могут быть сжаты без ущерба качеству изображения. Алгоритм MPEG-2 анализирует видеоизображение в поисках повторений, называемых избыточностью. В результате процесса удаления избыточности, обеспечивается превосходное видеоизображение в формате MPEG-2 при более низкой скорости передачи данных. По этой причине, современные средства поставки видеопрограмм, такие как цифровые спутниковые системы и DVD, используют именно стандарт MPEG-2.
2. Множество поверхностей DVD
Большинство дисков DVD имеют емкость 4.7GB. Применение схем удвоения плотности и их комбинирования, позволяет иметь диски большей емкости: от 8.5Gb и 9.4Gb до 17Gb.
Существуют следующие структурные типы DVD:
Single Side/Single Layer (односторонний/однослойный): это самая простая структура DVD диска. На таком диске можно разместить до 4.7 Гб данных. Эта емкость в 7 раз больше емкости обычного звукового CD и CD-ROM диска.
Рисунок 1. SingleSide/SingleLayer (односторонний/однослойный) DVD-диск
Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный): Емкость такого диска вдвое больше одностороннего/однослойного DVD диска. Простейшим способом удвоения емкости является использование двухсторонних дисков. Производители могут изготавливать диски DVD толщиной 0.6 мм, что в половину меньше толщины стандартного диска CD. Это дает возможность соединить два диска обратными сторонами и получить емкость в 9.4Gb (по 4.7 Гб на каждой стороне). Из-за того, что данные располагаются с двух сторон, придется переворачивать диск или использовать устройство, которое может прочитать данные с обеих сторон диска самостоятельно.
Рисунок2. Double Side/Single Layer (двусторонний/однослойный) DVD-диск.
Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный): этот тип дисков имеет два слоя для размещения данных, один из которых полупрозрачный. Так как первый слой делается полупрозрачным, лазерный луч может проходить через него и отражаться уже от второго слоя. Оба слоя считываются с одной стороны и на таком диске можно разместить 8.5 Гб данных, т.е. на 3.5 Гб больше, чем на однослойном/одностороннем диске.
Рисунок 3. Single Side/Dual Layer (односторонний/двухслойный) DVD-диск.
Double Side/Double Layer (двусторонний/двухслойный): если сложить двухслойные диски обратными сторонами вместе, получится диск, структура которого обеспечивает возможность разместить на нем до 17 Гб данных (по 8.5 Гб на каждой стороне).
Рисунок 4. DoubleSide/DoubleLayer (двусторонний/двухслойный) DVD-диск.
Все приведенные цифры соответствуют емкости, указанной в миллионах байт; если округлять по другой методике, принимая за основу, что 1Кб=1024 байт, а не 1000 байт, то получатся другие числа: 4.38GB, 7.95GB, 8.75GB, и 15.9GB соответственно.
3. Скорость передачи и время доступа
Существующие приводы DVD имеют несколько более медленную скорость вращения дисков, по сравнению с устаревшими устройствами CD-ROM c 3-х кратной скоростью. Однако, благодаря более плотному размещению данных на DVD, скорость их передачи соответствует 9-ти кратной скорости передачи данных приводов CD-ROM, что в цифрах соответствует передачи около 1.3 MB/sec.
Видео на DVD прокручивается приблизительно с 9-ти кратной скоростью, в то время, как видеопрограммы на CD обычно рассчитаны на 2-х или 4-х кратную скорость. За счет передачи видеоданных в 2.25-4.5 раза быстрее, видеофильм, показываемый с проигрывателя DVD имеет высокое качество. Если запустить один и тот же фильм с Video CD, VHS или DVD, то разница в качестве будет заметна на глаз, причем однозначно выигрывает DVD. Сейчас на рынке уже появились устройства чтения DVD дисков второго поколения, имеющие уже 2-х кратную скорость. Хотя это и не влияет на качество проигрываемого видео, увеличится скорость загрузки программного обеспечения с DVD-ROM.Практически не изменилось положение только с одним важным параметром, влияющем на производительность: время доступа, или то время, которое требуется лазерному лучу для перехода с одного трека на другой. Имея среднее время доступа между 150 и 200 миллисекунд (ms), приводы DVD-ROM, конечно же, не могут соперничать с жесткими дисками, по скорости запуска приложений или времени поиска разрозненных данных.Но это не существенно, т.к. время доступа не влияет на проигрывание видео, потому что в этом случае данные располагаются на диске последовательно.
Кроме того, DVD-приводы, так же, как и CD, прекрасно подходят для загрузки программ и в качестве большого хранилища данных для приложений, которые не помещаются на жесткий диск.
4. Форм-фактор
Оптические приводы выпускаются в нескольких форм-факторах. На российском рынке можно встретить данные устройства как во внутреннем исполнении, так и во внешнем.
Наиболее распространёнными являются внутренние приводы, которые устанавливаются в 5,25-дюймовый отсек обычного настольного корпуса. Такие устройства наиболее популярны и востребованы рынком на текущий момент.
Среди таких устройств можно выделить два так называемых подтипа, которые характеризуются по возможности загрузки: лоточный и щелевой. В первом случае компакт-диск укладывается в выезжающий лоток; во втором просто засовывается в щель, и устройство забирает его.
Есть в продаже и оптические приводы, предназначенные для ноутбуков. Их форм-фактор также можно охарактеризовать как внутренний, однако выполнены они в так называемом Slim-исполнении.
Как и в случае с 5,25-дюймовыми устройствами, Slim-привод имеет несколько вариантов загрузки носителей в драйв: щелевой и лоточный. Принцип тот же, отличие в лишь том, что лоток в Slim-приводах не выезжает автоматически, а лишь приоткрывается и впоследствии выдвигается вручную.