“Оптические и магнитооптические накопители (стр. 2 из 11)

С их помощью можно в большинстве случаев обнаружить и исправить неправильно считан-

ные данные, что позволяет снизить вероятность сбоев до приемлемой величины.

Ниже приведен алгоритм работы накопителя CD-ROM.

1. Полупроводниковый лазер генерирует маломощный инфракрасный луч, ко-

торый попадает на отражающее зеркало.

2. Серводвигатель по командам, поступающим от встроенного микропроцессора, сме-

щает подвижную каретку с отражающим зеркалом к нужной дорожке на компакт-

диске.

3. Отраженный от диска луч фокусируется линзой, расположенной под диском, отража-

ется от зеркала и попадает на разделительную призму.

4. Разделительная призма направляет отраженный луч на другую фокусирующую линзу.

5. Эта линза направляет отраженный луч на фотодатчик, который преобразует световую

энергию в электрические импульсы.

6. Сигналы с фотодатчика декодируются встроенным микропроцессором и передаются

в компьютер в виде данных.

Штрихи, нанесенные на поверхность диска, имеют разную длину. Интенсивность отра-

женного луча изменяется, соответствующим образом изменяя электрический сигнал, посту-

пающий на фотодатчик. Биты данных считываются как переходы между высокими и низкими

уровнями сигналов, которые физически записываются как начало и конец каждого штриха.

Поскольку для программных файлов и файлов с данными важен каждый бит, в накопите-

лях CD-ROM используются весьма сложные алгоритмы обнаружения и коррекции ошибок.

Благодаря таким алгоритмам вероятность неправильного считывания данных составляет ме-

нее 11025. Другими словами, безошибочно считывается два квадриллиона дисков, что соответ-

ствует стопке компакт-дисков высотой около двух миллиардов километров!

Для реализации этих методов коррекции ошибок к каждым 2 048 полезным байтам добав-

ляется 288 контрольных. Это позволяет восстанавливать даже чересчур поврежденные по-

следовательности данных (длиной до 1 000 ошибочных битов). Использование столь слож-

ных методов обнаружения и коррекции ошибок связано с тем, что, во-первых, компакт-диски

весьма подвержены внешним воздействиям, а во-вторых, подобные носители изначально раз-

рабатывались лишь для записи звуковых сигналов, требования к точности которых не столь

высоки.

Если данные в проигрывателе звуковых компакт-дисков считаны неправильно, то они ин-

терполируются. Например, если три последовательных значения сигнала выражаются чис-

лами 10, 13 и 20 и среднее значение из-за повреждения или загрязнения поверхности диска

утеряно, то его можно с высокой степенью достоверности восстановить как среднее значение

между 10 и 20 (15). Несмотря на то что восстановленное значение неточное, слушатель не

заметит этой погрешности. Если же такая ситуация возникнет при считывании с CD-ROM,

например, программного файла, то пропущенный бит может с равной вероятностью быть ну-

левым или единичным и интерполировать его значение, естественно, будет невозможно.

Именно из-за столь высоких требований к точности воспроизведения накопители CDROM

появились позже своих музыкальных собратьев, а их первые образцы были слишком

дорогими для массового покупателя. Кроме того, фирмы-производители несколько запоздали

с принятием соответствующих стандартов, что сдерживало производство CD-ROM. К тому

же отсутствовала база программного обеспечения, которая могла бы стимулировать увеличе-

ние темпов производства CD-ROM.

После снижения стоимости накопители и диски все равно не получили должного распро-

странения в мире PC. Это можно объяснить небольшими размерами приложений того време-

ни. Сейчас практически все программное обеспечение поставляется на компакт-дисках, даже

если оно занимает десятую часть диска. Производители программ придерживаются следую-

щего правила: если программный продукт занимает более двух дискет, рациональнее исполь-

зовать компакт-диск.

Преимущества записи на компакт-диск больших программ очевидны. Для распростране-

ния операционной системы Windows 98 потребовалось бы около 70 дискет, формат записи

которых, разработанный фирмой Microsoft, позволяет поместить на дискете 1,71 Мбайт дан-

ных. Стоимость производства, упаковки и распространения такого количества дискет несо-

измерима с производством одного компакт-диска.

Типы накопителей CD-ROM.

При выборе накопителя CD-ROM необходимо учитывать такие параметры:

! производительность;

! тип интерфейса, который используется для подключения к компьютеру;

! тип механизма загрузки и извлечения компакт-диска.

Обычно фирмы-производители выпускают серии моделей накопителей CD-ROM с раз-

личными скоростями считывания, различными механизмами загрузки диска и типами адапте-

ров, обеспечивающих контакт с компьютером. Поэтому цены на накопители CD-ROM имеют

большой диапазон. Чтобы правильно выбрать устройство, необходимо иметь полное пред-

ставление о его параметрах.

Параметры накопителей CD-ROM.

Приводимые в документации к накопителям CD-ROM параметры характеризуют в основ-

ном производительность устройства. Например, если вам предлагают спортивный автомо-

биль, время разгона которого до 100 км/ч равно 5 с, значит, машина — то, что надо! Для оп-

ределения возможностей автомобиля используют такие параметры, как мощность двигателя,

вес, конструкция подвески и т.п.

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.

Этот параметр определяет объем данных, который может считывать накопитель с ком-

пакт-диска на компьютер за одну секунду. Основной единицей измерения скорости передачи

данных является количество переданных килобайтов (в современных моделях мегабайтов)

данных в секунду (Кбайт/с). Например, 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. Заметим, что речь идет о непрерывном считывании

данных, а не считывании с различных мест диска. Очевидно, что эта характеристика отража-

ет максимальную скорость считывания накопителя. Чем эта скорость выше, тем лучше, одна-

ко необходимо помнить, что существуют и другие важные параметры.

В соответствии со стандартным форматом записи за каждую секунду должно считываться

75 блоков данных по 2 048 полезных байтов. Скорость передачи данных при этом должна

быть равна 150 Кбайт/с. Это стандартная скорость передачи данных для устройств CD-DA,

которые также называются односкоростными. Этот термин означает, что запись на компакт-

диски осуществляется в формате с постоянной линейной скоростью (CLV); при этом ско-

рость вращения диска изменяется так, чтобы линейная скорость оставалась постоянной.

Поскольку данные с диска CD-ROM, в отличие от музыкальных компакт-дисков, можно

считывать с произвольной скоростью (главное, чтобы линейная скорость была постоянной),

ее вполне можно повысить. Сегодня выпускаются накопители, в которых информация может

считываться с разными скоростями, кратными скорости, которая принята для односкорост-

ных накопителей

В настоящее время самыми распространенными являются накопители 32x. Накопитель 4x

рекомендован в качестве необходимого минимума для стандарта мультимедиа MPC-3

(Multimedia Personal Computer— мультимедиа для персональных компьютеров). Практиче-

ски все новые системы оснащаются накопителями 32x и 48x.

Мультимедиа и современные игры представляют собой сплав музыки, анимации, видео,

изображений и других данных. Поэтому на таких продуктах определяется необходимая ми-

нимальная конфигурация для достаточно приемлемого воспроизведения. Пользователям, по-

стоянно применяющим CD-ROM, стоит подумать о приобретении самого быстрого из суще-

ствующих на рынке накопителей. Если же вы не предполагаете активно использовать нако-

питель (например, применять его только при установке программ), можете не беспокоиться о

необходимости его замены до следующего обновления системы. Все-таки приобретите, как

минимум, накопитель 12х, поскольку более быстрый ускорит инсталляцию операционных

систем Windows 98 и Windows 2000 или пакета офисных программ Microsoft Office 2000.

Даже лучшие модели накопителей CD-ROM существенно уступают в быстродействии же-

стким дискам, скорость передачи данных которых достигает 21 Мбайт/с и выше. Это означа-

ет, что возможностей интерфейсов SCSI и ATA/IDE вполне достаточно для подключения к

ним накопителей CD-ROM. Если вы собираетесь работать с программами различных типов,

то приобретите накопитель, скорость передачи данных которого максимальна. Для программ,

в которых используются подвижные изображения, мультипликация или звук, необходимо бы-

стродействующее устройство — “медленные” модели вызывают раздражение.

Время доступа.

Время доступа к данным для накопителей CD-ROM определяется так же, как и для жест-

ких дисков. Оно равняется задержке между получением команды и моментом считывания

первого бита данных. Время доступа измеряется в миллисекундах, и его стандартное пас-

портное значение для накопителей 24x приблизительно равно 95 мс. При этом имеется в виду

среднее время доступа, поскольку реальное время зависит от расположения данных на диске.

Очевидно, что при работе на внутренних дорожках диска время доступа будет меньше, чем