Оптические диски их виды и назначение. Оптические носители информации

В минувшем году устройства, оснащенные оптическими накопителями на базе сине-фиолетового лазера, наконец-то появились в продаже за пределами Японии. Противостояние HD-DVD и Blu-ray Disc перешло в очную фазу. А в Китае всерьез рассматривают вопрос о переходе на собственный формат оптических накопителей - этот шаг может заметно ослабить позиции DVD в Азиатско-Тихоокеанском регионе и лишить обладателей прав на соответствующие патенты немалой доли прибыли, получаемой в виде лицензионных отчислений. Об этих и других событиях мы расскажем в данном обзоре.

EVD становится реальностью

Слухи о том, что в Китае разрабатывают собственный формат оптических накопителей, близкий по своим параметрам к DVD, но при этом не совместимый с ним, начали циркулировать несколько лет тому назад. В середине 2002 года созданный на Тайване при поддержке правительственных структур консорциум Advanced Optical Storage Research Consortium (AOSRC) объявил о разработке собственного стандарта оптических носителей Enhanced Versatile Disc (EVD), во многом схожего с DVD. Основной причиной, побудившей китайских и тайваньских производителей взяться за эту разработку, стало недовольство высокими ставками лицензионных отчислений. Дело в том, что производители DVD-приводов должны перечислять лицензионные выплаты разработчикам стандарта DVD, а в случае с DVD-плеерами - еще и компаниям MPEG LA и Dolby Laboratories. Общий размер отчислений, составляющий от 15 до 20 долл. за каждое DVD-устройство, с точки зрения китайского правительства и входящих в AOSRC производителей, является неоправданно завышенным. Кроме того, переход к собственному формату оптических носителей вполне согласуется с принятым в 1999 году планом китайского правительства, предусматривающим масштабную замену иностранных технологий собственными стандартами.

После проведения работ по подготовке базового стандарта EVD было принято решение об использовании в приводах лазера красного диапазона (как и в DVD). Емкость однослойных EVD составляет 6 Гбайт, двухслойных - 11 Гбайт. Для записи видео на EVD американская компания On2 Technologies разработала новые кодеки VP5 и VP6. Согласно предварительной информации, розничная цена EVD-проигрывателей составит от 75 до 150 долл.

Бытовой видеопроигрыватель
формата EVD

Поначалу многие эксперты, а также представители американских и европейских компаний весьма скептически относились к возможности появления азиатского клона DVD. Однако уже в ноябре 2003 года состоялась официальная презентация стандарта EVD, а в феврале 2005-го ITRI (Industrial Technology Research Institute - Тайваньский технологический исследовательский институт) объявил EVD национальным китайским стандартом оптических накопителей высокой плотности.

В конце ноября 2006 года один из руководителей AOSRC заявил, что 19 членов консорциума (из 21) полностью прекратят выпуск DVD-проигрывателей уже к началу 2008 года. В связи с этим уместно упомянуть о том, что в 2006 году лишь один китайский производитель видеопроигрывателей выпускал модели с поддержкой EVD, поставив в общей сложности около 700 тыс. таких устройств. Согласно данным агентства iSuppli, это составляет менее 30% от количества проданных за тот же период DVD-проигрывателей.

Впрочем, если формат EVD сумеет доказать свою жизнеспособность, вполне вероятно его распространение и за пределами Китая - например на рынках развивающихся стран (в первую очередь в Индии). Во всяком случае, индийские киностудии уже дали добро на издание своих фильмов на EVD.

HD-DVD и Blu-ray Disc: долгожданный дебют

В середине 2006 года в Европе и США наконец-то появились в продаже первые серийные устройства, оснащенные оптическими приводами высокой емкости на базе сине-фиолетового лазера, - HD-DVD и Blu-ray Disc. Как и следовало ожидать, цены на компьютерные приводы и бытовые проигрыватели данных форматов оказались довольно высокими: в среднем от 600 до 1000 долл. и даже выше. Например, в сентябре европейское отделение компании Sony начало поставки приводов BWU-100A (Blu-ray Disc) для ПК. Устройство позволяет воспроизводить и записывать одно- и двухслойные носители BD-R и BD-RE (2х), а также считывать и записывать CD- и DVD-носители. Цена BWU-100A составляет 949 евро, при том что его возможности довольно ограниченны. Пока владельцы этого сверхдорогого накопителя могут использовать его лишь для записи и считывания данных, а также для просмотра видеофрагментов, записанных непосредственно на ПК. А вот просмотр фильмов, распространяемых на Blu-ray Disc, в большинстве случаев оказывается невозможным из-за проблем с «сырым» программным обеспечением и с защитными системами (High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP) - для воспроизведения видео, тиражируемого промышленным способом, как минимум необходим видеоадаптер, оснащенный выходом DVI или HDMI и поддерживающий HDCP.

Записывающий привод Sony BWU-100A поддерживает
работу с носителями Blu-ray Disc, DVD и CD

Оптимистично настроенные эксперты обещают почти двукратное (по сравнению с нынешним уровнем) снижение цен на приводы Blu-ray Disc к началу 2008 года, которое должно произойти благодаря выходу на этот рынок новых игроков. Впрочем, оптический накопитель и за 400 евро вряд ли можно будет отнести к разряду бюджетных - особенно при том, что не самый худший записывающий DVD сейчас стоит всего около 50 долл. К тому же у среднестатистического пользователя пока нет серьезных стимулов для перехода на оптические накопители нового поколения: объемы и скоростные характеристики DVD-носителей вполне достаточны для подавляющего большинства повседневных задач, да и удельная стоимость хранения данных на них пока значительно ниже аналогичного показателя HD-DVD или Blu-ray Disc.

Бытовой видеопроигрыватель Samsung BD-P1000
появился в продаже в июне 2006 года
по цене порядка 1000 долл.

Между тем на осенней выставке CEATEC 2006 японские производители уже демонстрировали записывающие приводы Blu-Ray второго поколения. Так, компания Pioneer представила модель BDR-202, оснащенную интерфейсом SATA и позволяющую записывать BD-R с максимальной скоростью 4x, а BD-RE - 2x. Кроме того, поддерживается запись DVD±R (12x) и DVD±R DL (4x). Разработчики не исключают возможности реализации в серийно выпускаемых устройствах также и функции записи на носители CD-R/RW и DVD-RAM.

Кино в HD

Наряду с выпуском первых бытовых видеопроигрывателей и компьютерных приводов на прилавках начали появляться и пилотные тиражи фильмов, записанных в формате высокой четкости на носителях нового поколения.

Компании Universal Studios и Warner Home Video, уже выпустившие в общей сложности более 80 кинолент на носителях HD-DVD, планируют представить до рождественских праздников еще около 150 фильмов. По данным альянса, продвигающего формат HD-DVD, с апреля по октябрь 2006-го на носителях данного формата было выпущено более 110 кинолент, а общее количество проданных дисков превысило 1,5 млн шт. И это при том, что за удовольствие приобщиться к миру кинематографа высокой четкости приходится выкладывать изрядные суммы: средняя цена фильма в HD-формате в США составляет порядка 40 долл.

Естественно, на данном этапе важную роль играет фактор новизны. По статистике, наибольшим спросом сейчас пользуются фильмы, насыщенные динамичными сценами и спецэффектами. Например, в октябре самым продаваемым в США фильмом на HD-DVD стал «Токийский дрифт» (“The Fast and the Furious: Tokyo Drift”) - только за первый день было распродано почти 30% всего тиража.

Компания 20th Century Fox стала первым крупным издателем, решившим устроить премьеры новых фильмов для домашнего просмотра одновременно на двух типах носителей - DVD и Blu-ray Disc. Так, 21 ноября 2006 года в продажу поступил фильм «Ледниковый период-2» (Ice Age The Meltdown) на DVD и на Blu-ray Disc. Вслед за этим, 12 декабря, состоялась подобная «двойная» премьера фильма «Дьявол носит “Прада”» (“The Devil Wears Prada”).

В начале октября был выпущен первый коммерческий тираж фильма на двухслойном носителе Blu-ray Disc: компания Sony Pictures представила в новом формате картину «Клик» (Click).

Рассматривая данную тему, нельзя не упомянуть о том, что крупнейшие голливудские студии, выпускающие пробные тиражи своей продукции на HD-DVD, начинают оказывать все большее давление на членов DVD Forum, настаивая на введении системы регионального кодирования, подобной той, что использовалась некоторое время назад для дисков DVD Video. Это выглядит довольно странно, тем более что попытки бороться с пиратством и нелегальным импортом фильмов на DVD при помощи системы регионального кодирования потерпели фиаско. Кроме того, разработчики обращают внимание на то, что в результате внедрения подобных защитных мер могут пострадать интерактивные функции, предусмотренные в бытовых проигрывателях HD-DVD.

Будет ли эта идея воплощена в жизнь - пока не известно. Тем не менее этот вопрос уже обсуждался в начале октября 2006 года на конференции членов DVD Forum, проходившей в Японии. По итогам обсуждения было принято решение о предварительной проработке данного вопроса рабочей комиссией, которая должна будет представить конкретные предложения по введению регионального кодирования уже в начале 2007 года.

На той же конференции была рассмотрена возможность записи видеоформата HD-DVD Video/VR на обычные DVD-носители. В скором времени подобная функция появится как в бытовых проигрывателях и компьютерных записывающих приводах, так и в DVD-видеокамерах.

Еще один важный вопрос, рассмотренный на конференции, касался стандартизации носителей DVD TWIN. Этот гибридный ROM-носитель, на котором можно записать данные в формате HD-DVD или обычном DVD, специалисты компаний Memory-Tech и Toshiba начали разрабатывать еще в 2004 году. По замыслу создателей данное решение позволяет сделать переход от одного поколения оптических накопителей к другому безболезненным для конечных пользователей: приобретенный на гибридном носителе фильм сегодня можно воспроизводить на любом DVD-проигрывателе, а при переходе на технику HD-формата не потребуется обновлять фильмотеку для того, чтобы в полной мере использовать потенциал устройств высокой четкости. В существующем варианте спецификации DVD TWIN предусмотрена возможность создания до трех слоев: двух HD DVD (30 Гбайт) и одного DVD (4,7 Гбайт) либо одного HD-DVD (15 Гбайт) и двух DVD (8,5 Гбайт). Согласно принятому решению, процедура стандартизации формата DVD TWIN будет завершена в первой половине 2007 года, а выпуск таких носителей начнется уже летом.

«Война форматов»: возможные варианты

С появлением в продаже устройств и носителей двух конкурирующих стандартов (HD-DVD и Blu-ray Disc) начался новый виток обсуждения вопроса об их противостоянии - теперь уже очном. В середине октября 2006 года аналитики агентства Forrester Research высказали мнение, что победа в итоге достанется формату Blu-ray Disc, уточнив при этом, что победа будет пирровой, а стадия противоборства окажется достаточно продолжительной. Тед Шедлер (Ted Schadler), один из ведущих сотрудников Forrester Research, отметил: «После долгого и томительного периода ожидания сейчас уже вполне очевидно, что ведомый Sony формат Blu-ray Disc победит. Однако после того, как группа HD-DVD покинет поле брани, пройдет как минимум еще пара лет, прежде чем потребители окончательно удостоверятся в победе Blu-ray Disc и всерьез задумаются о приобретении плеера нового формата». По мнению г-на Шедлера, тормозить этот процесс будет и консерватизм конечных пользователей: в настоящее время качество записи на DVD вполне удовлетворяет потребности большинства из них.

Аналитики отмечают, что одним из серьезных аргументов в пользу Blu-ray Disc является его универсальность - на носителях этого формата будут распространяться не только видеозаписи, но и игры. Таким образом, игровые приставки Sony PlayStation 3 могут сыграть не последнюю роль в «войне форматов».

Пока одни гадают о том, кто победит в уже ставшей реальностью «войне форматов», другие убеждают потенциальных покупателей HD-систем, что данная проблема разрешится сама собой с появлением проигрывателей, позволяющих воспроизводить диски как Blu-ray Disc, так и HD-DVD. Вполне вероятно, что мультиформатные устройства можно будет приобрести уже в конце 2007 года. Во всяком случае, компании NEC, Broadcom и STMicroelectronics, разрабатывающие и выпускающие специализированные наборы микросхем для оптических накопителей, уже заявили о готовности начать поставки изделий, на базе которых можно будет создавать мультиформатные видеопроигрыватели и компьютерные дисководы. Шиджео Ниицу (Shigeo Niitsu), вице-президент компании NEC Electronics, уверен, что появление мультиформатных устройств - это лишь вопрос времени. «Крупные производители ПК, такие как НР, ищут решения, которые были бы совместимы с носителями обоих форматов. И в техническом плане мы полностью готовы к производству подобных устройств».

Тем не менее наличие готовых к использованию технических решений не является достаточным условием для появления мультиформатных устройств - очень многое зависит от позиции ведущих производителей. Например, весной 2006 года компании Samsung Electronics и LG неоднократно заявляли о разработке мультиформатных проигрывателей HD-формата (были даже обнародованы названия моделей), однако впоследствии они отказались от этих планов. По мнению ряда аналитиков, корейские электронные гиганты приняли решение отказаться от выпуска мультиформатных устройств под давлением ассоциации BDA (Blu-ray Disc Association), членами которой они являются. Примерно в то же время представители Pioneer опровергли появлявшиеся ранее сообщения о планируемом выпуске оптического привода BDR-103, в котором якобы должна быть реализована поддержка как Blu-ray Disc, так и HD-DVD.

Схема оптической системы считывающего привода VMD

Не исключено, что решение проблемы совместимости будет найдено в совершенно иной плоскости: например, путем создания гибридных дисков, позволяющих хранить записи различных форматов на одном физическом носителе.

В 2006 году инженеры компании Warner разработали принципы создания оптического носителя, позволяющего хранить информацию сразу в трех различных стандартах: DVD, HD-DVD и Blu-Ray Disc. Такой диск является двусторонним: с одной стороны записывается слой DVD-формата, с другой - HD-DVD и Blu-Ray Disc. Главный секрет заключается в технологии изготовления слоя Blu-Ray Disc, который находится ближе к поверхности диска (0,1 мм против 0,6 мм у HD-DVD). Его сделали полупрозрачным, чтобы в приводе Blu-Ray отраженный от него луч лазера оставался достаточно мощным для стабильного считывания. В устройстве HD-DVD луч проходит сквозь слой Blu-Ray, отражается от поверхности слоя HD-DVD, вновь проходит сквозь слой Blu-Ray и возвращается в оптический приемник. Создатели мультистандартного диска уже получили патент на новое изобретение, а Warner планирует выпустить пробную партию одного из фильмов на таком носителе.

В сентябре представитель базирующейся в Великобритании компании New Medium Enterprises (NME), которая занималась разработкой технологии промышленного производства многослойных мультиформатных дисков для Warner, заявил, что найдены решения, позволяющие значительно снизить себестоимость таких носителей. Согласно представленным данным, издержки на изготовление «тройного» диска будут лишь в 1,5 раза превышать себестоимость одностороннего однослойного DVD-ROM. Эта новость получила большой общественный резонанс, а в некоторых СМИ даже появились статьи с заголовками: «“Война форматов” может быть убита в зародыше».

Учитывая, что на данном этапе основной интерес к HD-DVD и Blu-Ray Disc связан главным образом с распространением видеозаписей в HD-формате, в их борьбу вполне может вмешаться третий, а именно HD VMD (High Definition Versatile Multilayer Disc). В прошлогоднем обзоре мы уже рассказывали о формате VMD, разработанном вышеупомянутой компанией NME. Напомним вкратце об особенностях данного решения.

По сути, технология VMD является логическим развитием формата DVD9. Наращивание емкости оптического носителя реализовано не за счет увеличения удельной плотности записи (как в системах на базе сине-фиолетового лазера), а путем наращивания количества информационных слоев при сохранении основных физических параметров базового стандарта DVD (в частности, ширины дорожки и размера питов, а также длины волны используемого в считывающем приводе источника света).

Для формирования информационных слоев носителей VMD используется специальный отражающий материал, свойства которого позволяют минимизировать интерференцию лазерного луча и его отражений. Химический состав и технология изготовления этого материала является ноу-хау компании NME. Носители VMD имеют такие же физические размеры (диаметр и толщину), как и DVD. Толщина каждого слоя, формируемого на пластиковой субподложке, составляет всего 20-30 мкм. Стоит отметить, что для изготовления слоев ROM-носителей применима технология инжекционного литья, широко используемая при промышленном тиражировании носителей CD-ROM и DVD-ROM. Это позволяет применять для производства дисков VMD-ROM существующие линии по изготовлению DVD-ROM. Что касается себестоимости носителей VMD-ROM, то, по оценкам специалистов NME, она будет сопоставима с затратами на изготовление двухслойных DVD.

Прототип бытового видеопроигрывателя
DVD/EVD/HD VMD

Как утверждают создатели VMD, разработанная ими технология позволяет (по крайней мере, теоретически) увеличить количество информационных слоев, упакованных в одном диске, до 20. Каждый слой VMD-диска вмещает немногим более 5 Гбайт данных; таким образом, максимальная емкость этих носителей (при использовании систем на базе красного лазера) достигает 100 Гбайт. В настоящее время уже созданы прототипы ROM-носителей VMD емкостью 20, 40 и 50 Гбайт.

Благодаря минимальным конструктивным отличиям от обычных DVD-ROM, приводы HD VMD можно выпускать на уже существующих производственных линиях по изготовлению DVD-устройств. Таким образом, производство приводов HD VMD обойдется лишь немного дороже по сравнению с накопителями DVD-ROM.

Итак, формат HD VMD обладает емкостью, достаточной для записи полнометражных фильмов в HD-формате, но при этом обеспечивает возможность использования значительно более доступных по цене (в сравнении с HD-DVD и Blu-Ray Disc) носителей и видеопроигрывателей. Конечно, на нынешнем этапе возможно создавать только ROM-носители HD VMD, что существенно ограничивает возможности по использованию накопителей данного формата в ПК. В то же время в глазах представителей киноиндустрии, озабоченных проблемой пиратства, невозможность копирования носителей HD VMD конечными пользователями выглядит, скорее, достоинством. Так что в плане применения носителей для тиражирования фильмов HD VMD в нынешних условиях выглядит более привлекательно по сравнению с HD-DVD и Blu-Ray Disc.

Сравнение основных параметров считывающих систем оптических приводов разных форматов

В ноябре 2006-го представитель компании NME объявил о том, что планируется выпустить проигрыватель формата HD VMD еще до Нового года. Устройство, ориентировочная стоимость которого составит порядка 175 долл., позволит воспроизводить носители форматов DVD, EVD и HD VMD. В минувшем году на HD VMD были выпущены пилотные тиражи ряда китайских и индийских фильмов, а также несколько американских кинолент, адаптированных для китайского рынка. Но, несмотря на явную «азиатскую» направленность, создатели HD VMD надеются в ближайшее время начать борьбу за место под солнцем на рынках Западной Европы и США.

Перспективные разработки

В заключительной части обзора мы расскажем о нескольких перспективных разработках в области оптических накопителей, информация о которых появилась в открытых источниках в течение минувшего года.

SVOD

На проходившей осенью выставке CEATEC 2006 компания Hitachi Maxell продемонстрировала работающий прототип многослойного оптического диска (Stacked Volumetric Optical Disc, SVOD). Правда, в отличие от упоминавшейся выше разработки NME, в данном случае применяется не монолитный многослойный носитель, а множество тонких гибких дисков, заключенных в защитный картридж, по размерам схожий с используемыми в магнитооптических библиотеках. Применение технологии наноштамповки при производстве носителей позволило уменьшить толщину одного диска всего до 92 мкм, что в 13 раз меньше обычного DVD. Диаметр диска остался прежним - 120 мм. Несмотря на малую толщину, такие диски можно считывать при помощи стандартной оптической системы и электронных компонентов, используемых в обычных DVD-приводах.

В картридже SVOD заключена сотня таких гибких дисков

Представленный прототип SVOD работает с картриджами, содержащими 100 ультратонких DVD, - таким образом, суммарная емкость одного носителя составляет 940 Гбайт. Диски извлекаются из картриджа автоматически при помощи специального механизма, который установлен внутри привода. Для того чтобы обеспечить стабильность гибкого диска при его вращении в процессе считывания или записи данных, в приводе SVOD используется опорный диск, изготовленный из стекла. Извлеченный из картриджа тонкий диск размещается на опорном диске подобно гибкой грампластинке на проигрывателе. Для фиксации гибкого диска предусмотрен магнитный зажим. Возникающие в процессе вращения воздушные потоки надежно прижимают гибкий диск к опорному.

Поскольку для замены одного гибкого диска на другой из того же картриджа требуется порядка 10 с, в приводе предусмотрен емкий модуль буферной памяти, позволяющий обеспечить непрерывность процесса чтения и записи данных при работе с большими объемами информации.

Разработчики Hitachi Maxell утверждают, что переход к использованию системы на базе лазера сине-фиолетового диапазона позволит записывать на одном тонком диске до 50 Гбайт, что в перспективе даст возможность нарастить суммарную емкость носителя SVOD до 10 Тбайт.

В ближнем поле

Как известно, увеличить удельную плотность записи оптических носителей традиционной конструкции можно за счет уменьшения размера пятна, формируемого лучом лазера на отражающем слое носителя. Добиться этого можно как путем уменьшения длины волны используемого лазера, так и увеличением числовой апертуры оптической системы. В приводах компакт-дисков используется инфракрасный лазер (длина волны - 780 нм) и оптика с числовой апертурой 0,45, в приводах DVD - красный лазер (650 нм) и оптика с числовой апертурой 0,6, в устройствах Blu-ray Disc - сине-фиолетовый лазер (405 нм) и оптика с числовой апертурой 0,85.

Разработанная специалистами Philips Research технология оптической записи в ближнем поле (Near-field optical recording) позволяет уменьшить размер пятна за счет значительного сокращения расстояния между оптической головкой привода и поверхностью диска, что, в свою очередь, дает возможность использовать оптическую систему с большой числовой апертурой.

В опытной установке, построенной на базе лазера с длиной волны 405 нм, ученым удалось уменьшить расстояние между оптической головкой привода и поверхностью диска до 25 нм (что вполне сопоставимо с показателями серийно выпускаемых накопителей на жестких дисках). Благодаря этому появилась возможность оснастить считывающий узел привода оптической системой с числовой апертурой 1,45. В итоге уменьшение размера пятна позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 75 Гбайт, что втрое больше по сравнению с аналогичным показателем систем формата Blu-Ray Disc, в которых используется лазер с такой же длиной волны.

Пока на пути реализации данной технологии в серийно выпускаемых устройствах существует ряд проблем, однако, по словам разработчиков, методы их решения уже найдены.

Схожее решение применили разработчики компании Sony, создавшие технологию Near Field Communication (NFC). Прототип оптического накопителя, построенный с использованием технологии NFC, был представлен на проходившей в Монреале (Канада) международной выставке ODS 2006. Величина зазора между оптической головкой привода и поверхностью диска составляет всего порядка 20 нм. Применение NFC позволило увеличить емкость однослойного носителя диаметром 120 мм до 60 Гбайт.

Наностержни вместо линз

Интересную разработку представила группа ученых Гарвардского университета под руководством Кена Крозье (Ken Crozier). Согласно обнародованной информации, созданная ими технология позволяет значительно увеличить плотность записи информации на оптических носителях. Ученые говорят о величине порядка 3 Тбайт на один слой 120-миллиметрового диска при использовании лазера с длиной волны 830 нм.

По словам разработчиков, в настоящее время потенциал для увеличения плотности записи в оптических приводах традиционной конструкции практически исчерпан. Основная проблема заключается в том, что оптические системы, оснащенные обычными линзами, даже теоретически не позволяют получить четкое пятно, диаметр которого был бы меньше половины длины волны используемого источника света - этому препятствует дифракция.

Для того чтобы решить эту проблему, ученые предложили применять для фокусировки луча не линзы, а особый нанооптический прибор. Его конструкция представляет собой два позолоченных наностержня, расположенных на расстоянии 30 нм друг от друга. Этот прибор позволяет концентрировать энергию луча лазера в точке, диаметр которой равен расстоянию между концами стержней. Расстояние между наностержнями и «точкой фокусировки» (то есть плоскостью, на которой радиус пятна минимален) составляет около 10 нм. Конечно, обеспечить подобную точность в накопителях со сменными носителями будет не так-то просто. Тем не менее, как показывают эксперименты с использованием оптической записи в ближнем поле, данная проблема не является неразрешимой.

1. Введение

3.1. Технические особенности конкурентов

4. Перспективы развития оптического накопителя.

5. Сравнительный анализ оптический накопителей

5.1 ASUS DRW-1608P

5.2 NEC ND-3540A

6. Техника безопасности при работе с ПК

6.1 Организация рабочего места

6.2 Техника безопасности

Заключение

Список использованной литературы

1. Введение

За последние несколько лет оптические накопители претерпели существенные изменения. Сегодня оптический накопитель является неотъемлемой частью ПК - что определяет актуальность выбранной темы.

Оптический накопитель стал неотъемлемой частью ПК, т.к. разнообразные программные продукты (прежде всего игры и базы данных) стали занимать значительное количество места, и поставка их на дискетах оказалась чрезмерно дорогостоящей и ненадёжной. Поэтому их стали поставлять на оптических дисках (таких же, как и обычные музыкальные), а некоторые игры и программы работают прямо с оптического диска, не требуя копирования на жёсткий диск.

Также современный компьютер является мощным мультимедийным центром позволяющим проигрывать музыку, просматривать фильмы.

Цель данной дипломной работы – изучение оптических накопителей. В процессе изучения предстоит изучить следующие вопросы:

¾ История создания оптического накопителя

¾ История развития оптического накопителя

¾ Перспективы развития оптического накопителя

¾ Сравнительный анализ оптический накопителей

¾ Техника безопасности при работе с ПК

2. История создания оптического накопителя

Оптические диски практически являются ровесниками персональных компьютеров. И у них даже есть свои родители - виниловые пластинки. Годом прихода оптических дисков в современные технологии считается 1982-й. Именно тогда две крупнейших компании Philips и Sony занялись новыми разработками. Исполнительный директор фирмы Sony Акио Морита, прославившийся также авторством знаменитого плейера Walkman, считал, что такие диски должны быть предназначены для прослушивания классической музыки. И стандартом продолжительности звучания взяли время звучания 9-й симфонии Бетховена, которое равняется примерно 73 минутам. Было решено сделать стандартным время звучания, равное 74 минутам 33 секундам. Так родился стандарт "Красная книга" (Red book) в котором был описан стандарт дисков CD-DA (CD-Digital Audio). Причем предшественником ему был стандарт обычной виниловой пластинки длительностью в 45 минут, обладающий худшим качеством звука и не сравнимыми с CD рабочими характеристиками носителя. Наравне с Sony в формировании стандарта "Красной книги" принимала участие и фирма Philips. Были введены жесткие требования к размерам, качеству звука, методу кодирования данных и использование единой спиральной дорожки.

На CD-DA данные представлены следующим образом.

Структурно весь диск можно разделить на три основные части: lead-in (вводная зона, хранящая всю информацию о структуре и принадлежности диска), PMA (Program Memory Area - непосредственно сами данные) и lead-out (выводная зона, состоящая практически из одних "нулей" и по сути являющаяся индикатором конца диска).

Вся информация записывается на CD-DA в виде дорожек, разделенных зазорами (pre-gap), равными 2 секундам. Таких дорожек может быть 99, и каждая из них может быть разбита на 99 фрагментов. Понятие дорожек несколько вторично, но хорошо подходит для простейшего описания структуры диска.

На самом деле информация на диске представлена в виде блоков-сегментов, которые имеют стандартный размер (2352 байта) и стандартную скорость их чтения - 75 блоков в секунду. То есть, если мы говорим о зазоре длиной в две секунды, то подразумеваем 150 "пустых" блоков-сегментов. Сами же дорожки состоят из наполненных информацией блоков.

Блок-сегмент, в свою очередь, состоит из 98 микрокадров, каждый из которых имеет размер в 24 байта (192 бита). 24 байта может содержать описание значений шести дискретных отсчетов правого и левого каналов. И приведенное значение 2352 байта можно получить простым умножением 98 на 24. Так что, говоря о таком размере сегмента, мы говорим только о чисто звуковой информации.

3. История развития оптического накопителя

Разработанная Philips и Sony новая спецификация для хранения цифровых данных на CD-носителях стала называться "Желтой книгой", а сами носители - CD-ROM (Read Only Memory). Блок-сегмент, равный 2352 байтам, преобразовался. То есть по стандарту были предусмотрены типы Mode 1, предназначенный для хранения цифровых компьютерных данных, и Mode 2 - сжатых графических, текстовых и звуковых данных. Блок-сектор типа Mode 1 хранит в себе информацию по коррекции и исправлению ошибок EDC/ECC (Error Detection Code/Error Correction Code) и является самым распространенным. На коррекцию и исправление ошибок в каждом секторе отводится 288 байт. В результате на информацию остается 2064 байта, 12 из которых выделяются на синхронизацию и 4 байта - для заголовка сектора.

Таким образом, основной минимальной единицей в формате CD-DA является дорожка, а в CD-ROM - сегмент.

Устройство накопителей на CD-ROM.

После прихода двух стандартов, описанных "Красной" и "Желтой" книгами, стояла одна существенная проблема: носители были строго привязаны к типам накопителей. То есть совмещение аудио и цифровых данных было в то время не реализовано. Появились диски смешанных форматов, хранящие в себе данные как CD-ROM, так и CD-DA. Причем первые данные (CD-ROM) записывались в начале диска. Это не совсем удобно, поскольку аудионакопители пытаются прочитать первую дорожку, чем могут навредить аудиоаппаратуре, а CD-ROM-накопители не могут одновременно читать программу и воспроизводить аудио.

В ноябре 1985 года представители ведущих производителей CD-ROM собрались для того, чтобы обсудить проблему совместимости и общего типа структурирования файловой системы для всех носителей. То есть требовался стандарт для файловой системы, структуры записи и чтения и т.п. Был составлен документ, который являлся спецификацией (название спецификации - HSG), определяющей логические и файловые форматы компакт-дисков. Документ носил рекомендательный характер, и хотя впоследствии многое определил для технологической отрасли в целом, цвета книги для него так и не нашлось. Предложение формата HSG-спецификации во многом базировалось на представлении структуры флоппи-диска, содержащего нулевой трек или системную дорожку, в которой хранятся данные о типе носителя и его файловой структуре с директориями, поддиректориями и файлами. CD организован немного по-другому. То есть все данные такого типа хранятся в служебной и системной областях. В первой хранится информация, необходимая для синхронизации между носителем и накопителем. Во второй - файловая структура, причем указываются прямые адреса файлов в поддиректориях, что сокращает время поиска.

Через три года (1988) был принят международный стандарт ISO-9660, основные положения которого были очень схожи с HSG-представлением. Этот стандарт описывал файловую систему CD-ROM и имел три уровня. Первый уровень выглядит примерно так:

Имена файлов могут содержать до 8 символов;

В названиях файлов используются символы только верхнего регистра, цифры и символ "_";

В именах файлов не допускаются специальные символы - "-,~,=,+";

Имена каталогов не могут иметь расширений;

Файлы не могут быть фрагментированы.

Второй и третий уровень ISO-9660 только облегчают и расширяют возможности первого. В частности, на втором уровне сняты ограничения по именам файлов и каталогов (например, разрешено уже создавать имена длиной в 32 символа), на третьем уже разрешается фрагментировать файлы. Стоить отметить, что ISO-9660 первого уровня стандартизирует в основном форматы файловых систем MS-DOS и HFS (Apple Macintosh). Второй уровень в данных системах уже не читаемый.

Для Apple Macintosh существует отдельно стандарт формата файловой системы HFS (Hierarchical File System). У данной платформы компьютеров своя особая иерархия файловой системы, из-за чего данный стандарт является востребованным. На один диск можно записать несколько форматов файловых систем одновременно.

Спецификация, разработанная в 1991 году, была выпущена в виде "Оранжевых книг" (Orange Books). Их две. Первая стандартизирует магнито-оптические накопители, которые могут стирать, перезаписывать информацию. Вторая книга посвящена накопителям с однократной записью, которые могут только дозаписывать. То есть во второй книге речь идет о CD-R (Recordable). Постепенно современные технологии стали позволять перезапись дисков. Мы говорим о CD-RW (Rewritable) или же CD-E (Erasable), что, по сути, является одним и тем же. Эти носители и накопители скорее всего подпадают под первую из "Оранжевых книг".

В 1993 году вышла "Белая книга" (White Book), в которой был стандартизирован новый продукт - Video CD, разработанный совместно JVC, Matsushita, Sony и Philips. В основу данного стандарта легла видеосистема Karaoke, разработанная JVC. Новый формат позволяет хранить 72 минуты видео со стереозвуком. Формат сжатия знаком многим - MPEG (Motion Picture Experts Group). Первая дорожка записывается в формате CD-ROM/XA, потом идет блок данных, содержащий сжатое видео. Основываясь на приобретениях, полученных с помощью стандарта "Белой Книги", эксперты впоследствии внесли существенные изменения в "Зеленую книгу".

В конце прошлого века накопители CD-R, достигшие к тому времени скоростей по записи/чтению 8Х/24Х, были вытеснены более универсальными накопителями CD-RW, позволяющими записывать не только диски с однократной записью, но и перезаписываемые.

В отличие от органических красителей, используемых для формирования активного слоя в дисках CD-R, в CD-RW активным слоем является специальный поликристаллический сплав (серебро-индий-сурьма-теллур), который переходит в жидкое состояние при сильном (500-700°С) нагреве лазером. При последующем быстром остывании жидких участков они остаются в аморфном состоянии, поэтому их отражающая способность отличается от поликристаллических участков. Возврат аморфных участков в кристаллическое состояние осуществляется путем более слабого нагрева ниже точки плавления, но выше точки кристаллизации (примерно 200 °С). Выше и ниже активного слоя располагаются два слоя диэлектрика (обычно двуокиси кремния), отводящих от активного слоя излишнее тепло в процессе записи; сверху все это прикрыто отражающим слоем, а весь "сэндвич" нанесен на поликарбонатную основу, в которой выпрессованы спиральные углубления, необходимые для точного позиционирования головки и несущие адресную и временную информацию.

Оптические носители представляют собой компакт-диски диаметром 12 см (4,72 дюйма) или мини-диски диаметром 8 см (3,15 дюйма). Оптические носители состоят из трех слоев:

1) поликарбонатная основа (внешняя сторона диска);

2) активный (регистрирующий) слой пластика с изменяемой фазой состояния;

3) тончайший отражающий слой (внутренняя сторона диска).

В центре компакт-диска находится круглое отверстие, надеваемое на шпиндель привода компакт-дисков.

Запись и считывание информации на компакт-диск осуществляется головкой, которая может испускать лазерный луч. Физический контакт между головкой и поверхностью диска отсутствует, что увеличивает срок службы компакт-диска. Фаза второго пластикового слоя, кристаллическая или аморфная, изменяется в зависимости от скорости остывания после разогрева поверхности лазерным лучом в процессе записи, выполняемой в приводе. При медленном остывании пластик переходит в кристаллическое состояние и информация стирается (записывается «0»); при быстром остывании (если разогрета только микроскопическая точка) элемент пластика переходит в аморфное состояние (записывается «1»). Ввиду разницы коэффициентов отражения от кристаллических и аморфных микроскопических точек активного слоя при считывании происходит модуляция интенсивности отраженного луча, воспринимаемого головкой чтения. Поверхность диска разбита на три области. Начальная область (Lead-In) расположена в центре диска и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация. Средняя область содержит основную информацию и занимает большую часть диска. Конечная область (Lead-Out) содержит метку конца диска.

Информация на компакт-диске кодируется с большой избыточностью корректирующим кодом Рида-Соломона, обеспечивающего восстановление исходной информации при невозможности ее считывания с диска.

Компакт-диск выдерживает несколько сотен циклов перезаписи. Считывание информации осуществляется при вращении компакт-диска с частотой более 10 000 оборотов/мин.

В зависимости от возможности чтения/записи все компакт-диски можно разделить на три типа:

1) ROM (Read Only Memory) – только для чтения; запись невозможна;

2) R (Recordable) – для однократной записи и многократного чтения; диск может быть однажды записан; записанную информацию изменить нельзя и она доступна только для чтения;

3) RW (ReWritable) – для многократной записи и чтения; информация на диске может быть многократно перезаписана.

Эти типы дисков отличаются материалом, из которого изготовлен второй пластиковый слой.

Рассмотрим виды компакт-дисков CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc – цифровой универсальный (многосторонний) диск) и Blu-Ray, имеющие одинаковый размер 4,72 дюйма.

Объем CD равен 650 или 700 Мбайт. Музыкальные диски относятся к CD и предназначены только для чтения с них музыки. Время доступа к CD – 0,05-0,3 с.

Формат DVD являются развитием CD, их объем составляет 4,7 Гбайт за счет более плотной записи. DVD продолжают совершенствоваться. Существует несколько конкурирующих форматов DVD: DVD-, DVD+ и DVD-RAM.

Формат Blu-Ray является дальнейшим развитием DVD и позволяет записывать 25 Гбайт информации на один слой.

Названия форматов CD и DVD в зависимости от возможности чтения/записи представлены в таблице.

Оптические накопители

Оптические накопители предназначены для чтения и, как правило, записи/перезаписи с оптических дисков. Оптические диски представляют собой круглые и плоские по форме пластины из плотного материала (обычно, состоящие из поликарбоната) с нанесенными слоями, позволяющими хранить информацию в виде мельчайших ямок (пит, от pit - ямка , углубление ). Процесс считывания производится лучом лазера, который отражаясь от поверхности диска, попадает в фотоэлемент, где свет преобразуется в электрический сигнал, величина которого позволяет декодировать записанную информацию.

Наиболее распространенные форматы оптических дисков для использования в персональных компьютерах– это CD , DVD , Blu - ray .

CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory , компакт-диск только с возможностью чтения ) разновидность компакт-дисков, которые появились в 1982 году в результате исследования двух компаний – Sony и Philips. Первые диски использовали формат «Красной книги», при котором время звучания одной кассеты составляло 74 минуты 33 секунды, что соответствует времени звучания 9-й симфонии Бетховена, очень популярной в то время в Японии. Частота выборки звучания сигнала составляет 44 Кгц для стереозвука и разрядность 16 бит. Они имели емкость 650 мбайт и позволяли хранить 75 минут музыки (начиная с 200 годов появились диски с более тонкими дорожками для записи, что позволило учеличить емкость до 700 Мбайт с записью 80 минут музыки). CD-ROM диски вначале развивались как аналог виниловых дисков и предназначались для записи и проигрывания музыкальной информации. Они также имеют одну концентрическую дорожку, которая проходит от внешнего края к внутреннему, делая множество оборотов. Принцип считывания информации оптический, то есть луч лазера считывает данные, которые записаны на алюминевой (или другого вида) подложке. Кроме того, информация записана на диск, в отличие от винилового диска, в цифровом, а не аналоговом виде, а после считывания расшифровывается и переводится в звук. Для предохранения диска от порчи алюминиевая подложка покрыта прозрачным пластиком.

Технология создания CD-ROM дисков следующая. Вначале изготовляется диск, на котором выжигаются только те места, где находится единица информации, и остаются без изменения места с нулевыми значениями. После этого изготовляется матрица, с помощью которой происходит штампование заготовок, напыление на информационную поверхность слоя металла (аллюминий, серебро, золото и т.д.) для увеличения отражающей способности лазерного луча, покрытие их прозрачным пластиком (лаком) для защиты данных. Когда диск вставляется в накопитель, по концентрической окружности диска скользит луч лазера и по отраженному свету определяется, что записано: ноль или единица.

Первоначально CD-ROM диски были предназначены для хранения только музыкальной информации. Благодаря тому, что на дисках используется цифровая информация, а не аналоговая, они стали использоваться и в компьютерах.

Как правило, накопитель CD-ROM поддерживает режимы: Audio CD, Music Disc, Super Audio CD, CD-ROM (mode 1 & mode 2), CD-ROM/XA (mode 1, form 1 & form 2), Super Video CD, CD-Text, Video CD, CD-I/FMV, Photo-CD (Single & multisession), CD- i и другие. Первые накопители могли работать только с определенными форматами, но со временем со всеми форматами. Поэтому пользователю знать формат не обязательно. Как правило, достаточно знать, что существуют аудио, видео диски и диски с программами (или текстом).

Далее был разработан стандарт «Желтой книги», в котором имеется заголовок, при помощи которого определяется тип диска: музыкальный или программный. Музыкальный формат был уже хорошо разработан, а программный формат каждая фирма-производитель определяла сама. В силу быстрого развития этой технологии, разнобой в стандарте не мог долго продолжаться, поэтому возник рекомендательный стандарт High Sierra, на основе которого вскоре появился стандарт ISO 9660. По этому стандарту на диске имеется оглавление и область данных. Первая дорожка содержит параметры синхронизации привода и диска между собой, далее идет оглавление, в котором описание каждого файла содержит прямой адрес на диске.

Существует три вида таких дисков:

CD - ROM диск записывается обычно промышленным образом, и в дальнейшем его можно только читать. Имеет размеры 120х1.2 мм, имеет емкость 650-879 Мбайт. Срок службы 10-50 лет. Такие диски часто поставляются с устройствами для компьютера, на них находится программное обеспечение, бывают музыкальные диски и пр.

CD - R диск имеет такие же характеристики, как и CD -ROM , но позволяют записывать на них один раз информацию.

CD - RW диск имеет такие же характеристики, как и CD -ROM , но позволяет не только записывать на них информацию, но и дозаписывать ее, также стирать ранее записанные данные и записать новые.

Для работы с ними использовались CD -накопители, которые имеют несколько видов:

CD - ROM накопитель позволяет только считывать CD диски. Одной из важнейших характери­стик данного устройства является скорость считывания информации. Обычная (однократная) скорость соответствует скорости считывания аудиодисков, что составляет 150 кб/сек. Затем появились CD-ROM с 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 24, 32, 36, 40, 52 кратной скоростью. Скорость передачи данных соответственно является кратной величине 150 кб/сек. Например, для 40-кратного накопителя она будет равна 40х150=6 000 Кб/сек, причем здесь указывается максимальная скорость, которая равна или ниже у разных видов накопителей, что зависит от компании-производителя. Привод с шестикратной скоростью позволяет обеспечить вывод видео с частотой кадров 25 кадров в секунду и выше, что достаточно для просмотра на экране. Диски для работы с этим устройством иногда называют также компакт-дисками (это понятие включает в себя также и диски CD-R, CD-RW) или CD-ROM дисками (Compact Disk - компакт-диск; смотри рисунок ниже).

CD - R накопитель однократно записывающий оптический накопитель. Он позволяет читать CD -ROM , CD -R , CD -RW диски, но также позволяет однократно записывать CD -R диски. Данный накопитель имеет характеристику не только чтения дисков, но и для записи. Например, скорость чтения – 40кратная, а скорость записи – 6кратная.

В таких устройствах лазерный луч выжигает на поверхности диска канавки, при этом отражающие свет участки называются «лэндами», а неотражаемые участки – «питами». Сочетание этих участков и позволяет закодировать информацию в двубитовом представлении.

В силу разных причин на практике при записи невозможно добиться идеального расположения выжженных канавок и при воспроизведении появляются дефекты звука, его дрожание, что носит название «джиттер» (jitter). В определенной степени избавится от таких нежелательных искажений позволяет применение специального режима Audio Master, когда выжигаемые канавки принудительно увеличивают в длине. Этот режим применяют в тех случаях, когда нужно добиться улучшения качества записываемого звука.

Обычно запись производится с постоянной угловой скоростью (CAV). Однако при изменении скорости вращения в разы (х2, х4, х8 и т.д.) запись приостанавливается и образуются так называемые «точки связи», что ухудшает качество записи. В таких случаях используется защита от опустошения буфера, называемого SafeBurn. Как правило, она включается только в момент изменения скорости вращения диска, а в основном используется режим записи с постоянной угловой скоростью (CAV). Такой способ повышения качества воспроизводимого звука называется зонной записью с постоянной линейной скоростью (Z-CLV).

Весьма интересна имеющаяся на некоторых устройствах для записи на диски цифровой информации возможность выжигания на поверхности лазерного диска текста, будь то список музыкальных файлов или свои данные. Для этого используется режим DiscT2, в котором набирается любой текст, достойный воспроизведения на поверхности созданного своими руками музыкального или иного вида диска.

CD - RW (Compact Disc-ReWritable) накопитель многократно записывающий оптический накопитель. Он позволяет читать CD -ROM , CD -R , CD -RW диски, однократно записывать CD -R диски, но и записывать и дозаписывать, а также перезаписывать записанные ранее CD -RW -диски. Данный накопитель имеет характеристику не только чтения дисков, но и для записи. Например, скорость чтения – 40кратная, а скорость записи – 6кратная. Могла быть также скорость дозаписи.

CD-RW устройство работает по-другому принципу, то есть при записи на них луч не выжигает, а переводит подложку в аморфное состояние, что позволяет установить другой отражающий эффект. Поэтому они могут записывать данные многократно. Однако диски рассеивают информацию хуже, чем стандартные CD-ROM диски, поэтому их не всегда удается прочитать на стандартных носителях.

Чем больше устройство имеет возможностей, тем больше оно имеет ограничений. Чем проще диски, тем больший отражающий эффект они имеют. Самый лучший отражающий эффект имеют CD-ROM диски, которые могут читаться в CD-ROM, CD-R и CD-RW накопителях.

Диски формата CD-RW имеет еще меньшую отражательную способность и могут читаться не на всех старых CD-ROM и CD-R накопителях (на старых накопителях). Определенно сказать, на каких накопителях будет читаться, а на каких не будет, довольно трудно, так как это зависит от модели устройства. В настоящее время продаются компакт-диски CD -R , на которых можно записать информацию. Если после записи на диске осталось свободное пространство, то на диск можно дозаписать информацию и так далее. Диски CD -RW позволяют не только записать информацию, но и удалить ненужные данные, то есть многократно записывать данные и стоит несколько дороже, чем диски CD -R .

В 1996 году появились DVD -диски (Digital Versatile Disc - цифровой универсальный диск, первоначально расшифровывалось как Digital video Disc - цифровой видеодиск. Сейчас никак не расшифровывается), которые имели емкость 4.7 Гигабайт за счет уплотнения дорожек с записью, то есть в 7 раз больше емкости CD-ROM дисков. Это наиболее распространенный вид дисков, которые являются однослойными и односторонними. Однако, существуют диски, у которых на одной стороне находится два слоя и они имеют емкость 8.5-8.7 Гигабайт (они могут иметь название DVD 9, цифра означает округленную емкость), существуют диски с одним слоем, но с записью на двух сторонах емкостью 9.4 Гигабайт(они могут иметь название DVD 10), двухслойные и двухсторонними емкостью 17.08 Гигабайт(они могут иметь название DVD 18). Двухслойные диски имеют два полупрозрачных слоя с мощной фокусировкой луча, позволяют считывать информацию либо с первого, либо со второго слоя. Более высокая плотность данных достигается за счет уменьшения области на диске для одного бита и применения методов сжатия. Но на практике наиболее распространены односторонние, однослойные.

После создания единого стандарта DVD для записи на них видеофильмов, весь мир был поделен на шесть зон, чтобы кинофильмы, записанные для одной зоны, не могли читаться в других. Поэтому на старом DVD приводе может быть нанесена пиктограмма, где показано изображение земного шара с цифрами, обозначающими, с какими зонами работает данный привод или ALL (все) – для работы с дисками во всех зонах. В современных DVD -накопителях такого разбиения не имеется.

Информация на дисках находится в секторах, которые содержат данные и 882 байт для кода коррекции ошибок, что позволяет увеличить надежность считывания информации, так как при сбоях вычисляются значения по коду коррекции. При наличии испорченных секторов скорость считывания замедляется и происходит повторное считывание и так до определенного числа попыток. В результате или код будет считан, или на экране появится сообщение о невозможности считывания информации с данного диска, после чего снова происходит переключение на максимальную скорость.

В отличие от CD дисков, DVD диски имеют свою собственную файловую систему UDF или для данных ISO -9660. Данные хранятся в секторах размером в 2048 байт. Могут быть диски DVD -видео, DVD -аудио, DVD -Data и смешанного типа.

Диски DVD - ROM также как и CD -ROM используются только для чтения. Они где-то уже были записаны и продаются с записанной информацией.

Стандарт для записи на диск разрабатывался двумя путями, один стандарт под названием MMCD разрабатывали компании Philips и Sony , второй под названием Super Disc – Toshiba и несколько других. Поэтому возникло два формата для записи данных – DVD -R и DVD +R . Эти форматы близки друг к другу, однако, плюсовой формат лучше использовать, так как при перезаписи он требует меньше времени, а записанные данные имеют меньшее количество ошибок. Соответственно имеется и два формата перезаписываемых дисков DVD -RW и DVD +RW .

Диски с однократной записью, имеющие двойной слой на одной поверхности обозначают символами DL , например, DVD -R DL и DVD +R DL . Они имеют емкость до 8.5 гигабайт.

Для работы с DVD используются DVD -накопители, которые имеют несколько видов:

DVD - ROM накопитель позволяет только считывать как DVD так и CD -диски. Одной из важнейших характери­стик данного устройства является скорость считывания информации. Кратность за единицу принята как 1.32 Мбайт/сек, что в 9 раз быстрее скорости CD . Они имеют разные скорости считывания CD и DVD дисков, которая указывается в руководстве к устройству.

DVD - R накопитель однократно записывающий оптический накопитель. Он позволяет читать CD -ROM , CD -R , CD -RW диски, все виды DVD дисков, а также позволяет однократно записывать CD -R диски и DVD +R и DVD -R диски. Данный накопитель имеет характеристику не только чтения дисков, но и для записи. Например, скорость чтения – 40кратная, а скорость записи – 6кратная, причем скорость указывается отдельно для дисков CD , так и для дисков DVD и соответственно отдельно для дисков DVD -R и DVD +R .

DVD - RW накопитель многократно записывающий оптический накопитель. Он позволяет читать все виды CD и DVD диски и их записывать. Указываются скорости чтения и записи отдельно для CD дисков, DVD -R , DVD +R , DVD +R DL , DVD -R DL , DVD +RW , DVD -RW , DVD +RW DL , DVD -RW DL , то есть те операции, которые может проводить накопитель. Зжесь также лучше использовать плюсовой формат, так как минусовой формат требует сначала стереть информацию, а потом записать, а плюсовой формат позволяет перезаписывать данные в реальном режиме времени.

Стандарт Blu - ray Disc (BD ) (blue ray - синий луч и disc - диск; написание blu вместо blue - намеренное) был разработан консорциумом BDA , выпущен в 2006 году. У данного стандарта был конкурент – HD DVD компании Toshiba , однако, эта компания отказалась от дальнейшей поддержки HD дисков в 2008 году после "войны форматов". Скорость считывания информации (однократная скорость) составляет 4.5 Мб/с. Повышение объема записываемой информации выполняется за счет использования лазерного луча в сине-фиолетовом диапазоне с более короткой длиной 405 нм, в то же время как CD и DVD приводы используют красный и инфракрасныйлазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм.

Однослойный диск может хранить 25 Гигабайт, двухслойный – 50 гигабайт, трехслойный – 100 гигабайт, четырехслойный -128. Диск может иметь и более слоев. Так в 2008 году были продемонстрированы 20тислойные диски емкостью 500 гигабайт.

В настоящий момент выпускаются диски BD -ROM для чтения, BD -R однократной записи и BD -RE для многократной записи. Также имеются двухслойные диски имеющие в названии символы DL емкостью до 50 гигабайт.

Накопители для этих дисков бывают Blu - Ray только для чтения дисков, которые позволяют проводить чтение и запись всех видов дисков CD и DVD , а также только читать BD -диски. Соответственно Blu - Ray RE позволяют не только читать, но и записывать все виды дисков CD , DVD и BD -диски (однослойные, для многослойных нужно ознакомиться с инструкцией).

Чтобы вставить CD или DVD диск в привод, нажмите вначале на кнопку на передней панели привода (рисунок ниже). При этом из привода выдвигается лоток, в который нужно положить диск в специальное углубление для него рабочей поверхностью, на которой находятся данные, вниз, или рисунком вверх. После чего снова нажмите на кнопку, при этом лоток задвигается в корпус привода. Теперь можно работать с диском. В лотке имеется второе углубление для дисков, примерно в два раза меньше по диаметру и в настоящее время очень редко используемое (часто их показывают в детективных и фантастических фильмах).

Для нормальной работы привод должен находиться в горизонтальном положении. Существует накопитель, который может работать в вертикальном положении. При этом диск вставляется в щель руками, после чего специальный механизм удерживает его и вводит внутрь накопителя.

В оптическом накопителе имеется отверстие для аварийного выдвижения лотка, если он не выдвигается. Для этого нужно вставить тонкий стержень, например, спрямленную скрепку, и надавить на него. Кроме этого, может присутствовать кнопка для перехода на следующую песню для аудиодисков. Сзади может быть установлен переключатель конфигурации, желательно установить Slave, а также расположен разъем для тестирования накопителя производителем. Некоторые накопители могут поставляться с микрофонами, наушниками, звуковыми платами.

Для загрузки диска нужно:

Включить компьютер;

Нажать кнопку открытия лотка, при этом он выдвигается;

Положить диск надписью вверх на лоток;

Повторно нажать кнопку открытия лотка. Лоток задвигается, после чего можно начинать работу.

Не следует выдвигать и задвигать лоток вручную. Нежелательно держать лоток долго открытым при отсутствии работы, не нужно класть на лоток посторонние предметы, например, ставить чашку с кофе, не следует давить на лоток, когда укладывается диск.

При отсутствии работы накопитель переходит в режим сохранения энергии, при этом шум накопителя прекращается. При поступлении команды на считывание накопитель начинает работу автоматически.

Изготовление диска происходит следующим образом: вначале изготавливается диск, который называется «мать», далее штампуется рабочая копия – «отец», потом на его основе прессуются другие.

Основные характеристики привода :

Тип: внутренний или внешний . Внутренний привод вставляется в системный блок. Внешний имеет корпус прямоугольной формы, подключается к параллельному порту (в старых компьютерах), USB (в современных) и имеет провод, соединяемый с электросетью. Существует также внешний вариант для переносных компьютеров, подключаемый при помощи разъема PCMCIA;

- скорость передачи данных (Data Transfer Rate, DTR), соответственно указывается как двухскоростной, четырех-, тридцати двух- и т.д.;

- объем буферной памяти (Buffer Memory). Кэш-память представляет собой микросхемы оперативной памяти, которая располагается на плате накопителя. Они дают преимущества, поэтому чем больше объем, тем лучше;

- среднее время между поломками (Mean Time Between Failure, MTBF). Данная характеристика имеется у многих устройств, однако не везде описывается;

- тип интерфейса или шины, к которому подключается;

- среднее время доступа (Access Time, AT). Оно у CD-ROM накопителей больше, чем у жестких дисков, что определено принципиальными различиями в конструкции накопителя, и различается в десятки раз, причем чем больше кратность, тем меньше время доступа. Так, у 4-кратного накопителя оно примерно равно 150, а у 32 – 80 мс. Это значение можно узнать из паспорта устройства;

- коэффициент ошибок (Error Time);

- перечень поддерживаемых форматов .

Могут быть также другие параметры, такие, как уровень шумов, вибрации. Кроме того, при покупке нужно посмотреть, мягко ли движется лоток и прочно ли он удерживается в открытом виде.

BIOS последних версий позволяет производить загрузку компьютера с CD и DVD дисков. CD-ROM диск в начале дорожки имеет служебную область, в которой находится информация для синхронизации привода и диска, затем таблицы содержимого тома (Volume Table of Contents или VTOC), в которых находятся данные об организации директорий и файлов на диске, затем данные и метка конца тома. Таким образом, зная путь и имя файла, можно по таблице найти местоположение файла на диске и осуществить прямое позиционирование головки для чтения данных, что сокращает время поиска и операции чтения.

Подключается устройство при помощи двух кабелей: питания и информационного. Существует три вида накопителей: подключаемых к шине SCSI, к шине IDE или разъему SATA . Лучше иметь накопитель, подключаемый к разъему IDE , если это поддерживает материнская плата. Так как обычно разъемов SATA мало и, если нужно установить несколько оптических или накопителей для жестких дисков, то может возникнуть проблема с наличием свободного разъема.

Ниже описано подключение именно к такой шине. Оптические накопители могут подключаться вместе с жестким диском. Информационный кабель состоит из 40 жил (показан на рисунке выше) и имеет три штекера. Один подключается к контроллеру жестких дисков (на старых платах) или непо­средственно к материнской плате (см. также описание плат и жесткого диска). Второй к оптическому накопителю и третий - к дисководу жестких дисков. Не забудьте, что край кабеля, мар­кированный красным цветом, при подключении штекера должен находиться около маркировки 1, 2, которые обозначают первые жилы провода, противоположный конец - около цифр 33 и 34. Второй кабель пи­тания должен подключаться к маркировке, указанной сверху от штекера, то есть красный (5v), чер­ный, черный и желтый.

При наличии звуковой платы для прослушивания звука с музыкальных дисков необходимо подключить третий шнур, состоящий из четырех прово­дов. Один конец подключается к звуковой плате, другой - к накопителю. На них имеется маркировка с сим­волами R и L. Провод, идущий от звуковой платы с символом R, должен соответствовать R на накопителе. На рисунке ниже изображена задняя сторона накопителя, на которой имеются разъемы для подключения проводов.

Последовательность установки нового оптического дисковода аналогична установке накопителя для гибких дисков. Если установлена система Windows 9х, то на экране появится соответствующее сообщение о нахождении нового устройства. В системе Windows операционная система сама распознает новые устройства, в том числе и оптический накопитель.

При работе с дисками необходимо выполнять следующие правила :

Не трогайте рабочую поверхность, иначе на ней могут остаться жировые следы пальцев;

Берите диск за внешние края, можно брать за края центрального отверстия;

Очистка диска производится от центра диска к внешнему краю мягкой сухой тряпкой. Нельзя использовать сильные растворители такие как, ацетон, моющие средства, антистатические аэрозоли;

Храните диски в специальной коробочке или конверте для дисков;

Не сгибайте диск;

Не пишите на рабочей поверхности диска;

При хранении диска избегайте попадания на него солнечных лучей, а также сильного нагрева, что может привести к короблению диска.

Диски могут иметь дефекты, которые не позволяют считывать данные. Если имеется смещение концентрических дорожек относительно центра диска, то такой диск будет плохо считывать, а на глаз такой дефект не определяется. Может помочь уменьшение скорости вращения диска, например, попробовать выполнить это на менее скоростном дисководе. Если диск деформированный, то это иногда заметно для глаз, то для чтения таких дисков также может помочь снижение скорости вращения.

Если на диске имеются крапинки, то, в зависимости от их местоположения и размера, использовать такой диск иногда возможно. Царапины, которые идут от края к центру, часто не опасны, в то же время царапины, проходящие вдоль края, могут не позволить считывать данные. Поэтому протирать диск нужно от центра к краю. Для проверки диска используются специальные тестовые программы. При установке используют прерывание (IRQ) - 7 и выше, базовые адреса 300h до 340h, DMA1. Компакт-диски довольно надежные, однако, если на компакт-диске имеются трещины, то рекомендуется сделать копию диска, так как в дальнейшем могут появиться новые трещины и информация на диске будет не читаема.

Установка накопителя . Чтобы установить данное устройство, нужно:

Выключить компьютер;

Снять защитную крышку системного блока;

Вставить дисковод в направляющие системного блока. После установки обязательно завинтите винты по бокам устройства. Иногда для того, чтобы добраться отверткой и закрутить винты, может потребоваться снять другие устройства. После этого подключите провода, как это описано выше, и установите защитную крышку, включите компьютер и проверьте работу накопителя.

Техническая установка оптического накопителя сходна с установкой жесткого диска.

Если лоток не выдвигается, то причиной может быть жесткое закрепление накопителя винтами внутри системного блока, при котором произошел перекос накопителя. Звук во время разгона компакт-диска не является признаком неисправности. После установки оптического накопителя для теста можно попробовать скопировать часть файлов с оптического диска на жесткий диск. Не следует разбирать накопитель самому. Накопитель не должен попадать под дождь или находиться во влажном помещении.

Не для кого не секрет, что история началась с грампластинки . Сохранять информацию в домашних условиях проблематично, да и хранился на ней только звук. Принцип работы - не секрет, так виниловый диск был популярен более ста лет, и до сих пор коллекционеры и ди-джеи пользуются и хранят их. Прикольно было смотреть, как иголка, во время прокручивания диска, ходила ходуном вроде бы на идеально ровной спирали. На этом и был построен принцип получения звука. При изменения глубины и ширины канавки, изменялась звуковая волна и дальше усилена трубой (граммофоны, патефоны). С развитием электроники, принцип снятии информации, был сделан на пьезоэлектрической игле и получили современный, до не давних пор, проигрыватель грампластинок.

Вот и подошли 70-е года. И произошёл скачок в носителях информации (магнитные ленты мы пропустим). Изобрели диск, сделанный из поликарбоната, обладавший прозрачностью, с алюминиевым напылением. Поликарбонат служил основой и защищал напыление от внешних воздействий, а на напылении по спирали были прожжены углубления. Принцип снятия и записи информации на этом и основан, как видите не далеко ушли от грампластинки. Тонкий луч отражался от поверхности напыления и приходил на светоприёмник, который в свою очередь определял изменения и относительно полученной информации создавались единицы и нули. А дальше по принципу азбуки Морзе информация преобразуется в музыку, фильмы, фотки, файлы и т.д.

Теперь разберёмся в обозначениях на CD-дисках :

А вот с DVD дисками, всё сложилось гораздо сложней. Этот диск был создан для хранения информации в большом объёме и занимались разработками большое колличество фирм (DVD-R и DVD-RW) . Разное напыления имели разнообразные характеристики и бытовые проигрыватели, различных фирм, начали конфликтовать с дисками, отсюда терялось универсальность. Поэтому объеденившись, изобрели новый тип диска, получивший название DVD+R и DVD+RW , стоят они, как ни странно, дешевле. Сейчас уже без разницы какой использовать диск, так как бытовые проигрыватели адаптировали. Есть разница только в перезаписывающих дисках, DVD-RW нужно полностью стирать перед записью, а DVD+R достаточно стереть "шапку" и наложить запись сверху.

Как говорится, сколько нам не давай а нам всё мало. По этому прогресс на этом не остановился, двухсторонние и двухслойные и два в одном диски. Ну с двухсторонними , всё просто, напыление нанесли с двух сторон, и как аудиокассету нужно переворачивать диск. Двухслойные - это один из близлежащих к лазеру слоёв, сделали полупрозрачным, и вставать с дивана для переворачивания диска не нужно. Ну а с последним вариантом, возмите два двухслойных и склейте между собой.

Вот мы и дошли до пика разработок современного мира оптического диска, это - HD-DVD и Blu-ray .
HD-DVD - это диск, который сделали на основе нашего трудяги, описанного выше, но использование синего лазера.
Blu-ray - совершенно другая разработка, используется синий лазер.

Если вспомнить спектр (радугу), то будет видно, что с синего луча, можно получить гораздо тоньше луч, поэтому эти диски гораздо объёмней получились. Но об этом будет в следующей теме .

Вроде, на сегодняшний день, всё. Осталось только немного о хранении и использования диска рассказать. Диск - это не вкусно, грызть его не надо, ну если только у кого то недостаток пластмассы в организме. А так же это не инструмент по игре на нервах, по этому не надо когтями по нему водить. Желательно не гнуть, хоть и ломается сложно, но осколки могут попасть куда не следует, а это отразится на вашем организме. Так же постоянный изгиб нарушает, находящее внутри напыление, он трескается и нули единицы, уже не будут у вас совпадать. На солнце его не жарить, ему элемент D совсем не нужен, а превратиться в зюобразный продукт и его ни куда не пихнёте. Диск с трещиной в привод не вставлять, а то иначе придётся тратится либо на ремонт, либо на покупку нового.

Я надеюсь ВЫ грамотные и вам не надо всё по пунктам перечислять, к вещам нужно относится бережно и они ВАС за это отблагодарят.