“Оптические и магнитооптические накопители (стр. 1 из 11)

Министерство образования и науки Укрины.

Запорожсий национальный технический университет.

Кафедра КСС.

РЕФЕРАТ

на тему: “Оптические и магнитооптические накопители”

Выполнил: ст. гр. ИОТ-613

Краснощёк В. Е.

Принял: Рыбин В. О.

г. Запорожье

2005 г.

Что такое CD-ROM?

CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory — память только для чтения на компакт-

диске) — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения данных.

Другие форматы CD-R и CD-RW позволяют записывать данные на компакт-диск, а новая

технология DVD позволяет существенно увеличить емкость обычного оптического диска.

В настоящее время накопитель CD-ROM — неотъемлемая часть практически любого

компьютера. Исключением служит лишь компьютер, используемый в бизнес-сети. В такой

сети существует выделенный сервер с жесткими дисками и накопителем CD-ROM, предос-

тавленными в совместное использование. Такой способ более экономичен, но приносит массу

неудобств, особенно если сеть предприятия достаточно велика.

CD-ROM — это оптический носитель информации, предназначенный только для чтения,

на котором может храниться до 650 Мбайт данных, что соответствует примерно 333 тыс.

страниц текста, 74 минутам высококачественного звучания или их комбинации. CD-ROMпо-

добен обычным звуковым компакт-дискам, и его можно даже попытаться воспроизвести на

обычном звуковом проигрывателе. Правда, при этом вы услышите просто шум. Доступ к

данным, хранящимся на CD-ROM, осуществляется быстрее, чем к данным, записанным на

дискетах, но все же значительно медленнее, чем на современных жестких дисках. Термин

CD-ROM относится как к самим компакт-дискам, так и к устройствам (накопителям), в кото-

рых информация считывается с компакт-диска.

Сфера применения CD-ROM расширяется очень быстро: если в 1988 году их было запи-

сано всего несколько десятков, то на сегодняшний день выпущено уже несколько тысяч на-

именований самых разнообразных тематических дисков— от статистических данных по ми-

ровому сельскохозяйственному производству до обучающих игр для дошкольников. Множе-

ство мелких и крупных частных фирм и государственных организаций выпускают

собственные компакт-диски со сведениями, представляющими интерес для специалистов в

определенных областях.

Немного истории.

В 1978 году фирмы Sony и Philips объединили свои усилия в области разработки совре-

менных звуковых компакт-дисков. Philips к тому времени уже разработала лазерный проиг-

рыватель, а у Sony за плечами были многолетние исследования в области цифровой звукоза-

писи. Конкурентная борьба между ними могла привести к появлению двух несовместимых форматов лазерных дисков, поэтому они пришли к соглашению о единой технологии записи

и производства.

Sony настаивала на том, чтобы диаметр компакт-дисков был равен 12 дюймов, а Philips

предлагала уменьшить его.

В 1982 году обе фирмы обнародовали стандарт, в котором определялись методы обработ-

ки сигналов, способы их записи, а также размер диска— 4,72 дюйма, который используется и

по сей день. Точные размеры компакт-диска таковы: внешний диаметр — 120 мм, диаметр

центрального отверстия— 15 мм, толщина— 1,2 мм. Говорят, что такие размеры были вы-

браны потому, что на таком диске полностью помещалась Девятая симфония Бетховена.

Сотрудничество этих двух фирм в 80-е годы привело к созданию дополнительных стан-

дартов, касающихся использования технологий для записи компьютерных данных. На основе

этих стандартов были созданы современные накопители для работы с компакт-дисками. И

если на первом этапе инженеры трудились над тем, как подобрать размер диска под вели-

чайшую из симфоний, то сейчас программисты и издатели думают, как в этот маленький

кружочек втиснуть побольше информации.

Технология записи компакт-дисков.

Компьютерные компакт-диски выглядят так же, как и звуковые, но, кроме музыки, на них

можно записать и другую информацию. Накопители CD-ROM, которые подключаются к

компьютерам, напоминают проигрыватели музыкальных компакт-дисков. В них тоже надо

вставить компакт-диск, а по окончании работы его вынуть — все это хорошо знакомо тем,

кто пользуется звуковыми компакт-дисками. А если разобраться получше, то станет очевид-

но, что эти устройства работают по одному принципу.

Компакт-диск диаметром 120 мм (около 4,75 дюйма) изготовлен из полимера и покрыт

металлической пленкой (обычно каким-нибудь сплавом алюминия). Информация считывает-

ся именно с этой металлической пленки, которая покрывается полимером, защищающим

данные от повреждения. Этикетка обычно помещается на верхней стороне диска, а считыва-

ние выполняется с нижней стороны. Таким образом, компакт-диск является односторонним

носителем информации.

Считывание информации с диска происходит за счет регистрации изменений интенсивно-

сти отраженного от алюминиевого слоя излучения маломощного лазера. Приемник или фото-

датчик определяет, отразился ли луч от гладкой поверхности, был он рассеян или поглощен.

Рассеивание или поглощение луча происходит в местах, где в процессе записи были нанесены

углубления (штрихи). Сильное отражение луча происходит там, где этих углублений нет. Фо-

тодатчик, размещенный в накопителе CD-ROM, воспринимает рассеянный луч, отраженный

от поверхности диска. Затем эта информация в виде электрических сигналов поступает на

микропроцессор, который преобразует эти сигналы в двоичные данные или в звук.

Глубина каждого штриха на диске равна 0,12 мкм, ширина— 0,6 мкм. Они расположены

вдоль спиральной дорожки, расстояние между соседними витками которой составляет

1,6 мкм, что соответствует плотности 16 тыс. витков на дюйм или 625 витков на миллиметр.

Длина штрихов вдоль дорожки записи может колебаться от 0,9 до 3,3 мкм. Дорожка начина-

ется на некотором расстоянии от центрального отверстия диска и заканчивается примерно в

5 мм от внешнего края.

Если на компакт-диске (звуковом или информационном) необходимо отыскать место за-

писи определенных данных, то его координаты предварительно считываются из оглавления

диска, после чего считывающее устройство перемещается к нужному витку спирали и ждет

появления определенной последовательности битов.

Данные на компакт-дисках записываются с использованием технологии CLV (Constant

Linear Velocity — запись с постоянной линейной скоростью). Это означает, что запись и вос-

произведение данных с компакт-диска происходят с постоянной линейной скоростью пере-

мещения дорожки относительно считывающего устройства. Другими словами, при считыва-

нии информации с внутренних дорожек диск должен вращаться быстрее, а при считывании с

внешних— медленнее. Этот способ применяется потому, что первоначально компакт-диски

были предназначены для воспроизведения звука, при котором требовалась постоянная ско-

рость считывания данных. В связи с этим спираль компакт-диска разбивается на блоки

(секторы), частота следования которых при записи и воспроизведении составляет 75 блоков в

секунду. Это означает, что при полном времени считывания, равном 74 мин, на диске распо-

лагается 333 тыс. блоков (секторов).

Новые многоскоростные накопители CD-ROM используют диски, записанные с примене-

нием технологии CLV, но воспроизводят их с постоянной угловой скоростью — CAV

(Constant Angular Velocity). При этом дорожка с данными считывается лазером с разной ско-

ростью, в зависимости от физического расположения на диске (внутренняя или внешняя).

Этот тип накопителей считывает дорожки на краю диска быстрее, чем в центре, поскольку

диск вращается с постоянной скоростью. Накопители CAV как правило работают быстрее

накопителей CLV. Накопители, в которых используются технологии и CLV и CAV, называ-

ются P-CAV (Partial-CAV — частично постоянная угловая скорость). В табл. 13.1 приведено

сравнение CLV и CAV.

В настоящее время лучше всего приобретать накопители, которые работают по техноло-

гии TrueX. Эти накопители не обладают описанными ограничениями и имеют более высокую

скорость передачи данных.

В каждом блоке диска, записанного в формате CD-DA (звуковой компакт-диск), содер-

жится 2 352 байт. Из них на диске CD-ROM используется 304 байт для синхронизации, иден-

тификации и кодов коррекции ошибок, а оставшиеся 2 048 — для хранения полезной инфор-

мации. Так как за секунду считывается 75 блоков, стандартная скорость считывания данных с

дисков CD-ROM— 153 600 байт/с, или 150 Кбайт/с.

Поскольку на компакт-диске может содержаться максимальный объем данных, который

считывается 74 мин, а за секунду считывается 75 блоков по 2 048 байт, нетрудно подсчитать,

что максимальная емкость диска CD-ROM составляет 681 984 000 байт (около 650 Мбайт).

Устройство накопителей CD-ROM.

Накопители CD-ROM отличаются от проигрывателей музыкальных дисков в основном

микропроцессором, который выполняет декодирование электрических сигналов. В звуковых

проигрывателях записанные на компакт-дисках цифровые данные преобразуются в аналого-

вые электрические сигналы, поступающие затем на стереоусилитель. При этом допускаются

небольшие погрешности— главное, чтобы они лежали за пределами чувствительности чело-

веческого слуха. При считывании же с накопителя CD-ROM погрешности недопустимы. Ка-

ждый бит должен быть считан совершенно точно, поэтому довольно значительную часть все-

го объема диска CD-ROM занимают коды коррекции ошибок (Error Correcting Code— ECC).