CD - ROM


CD - ROM




Михаил Тычков aka Hard



Доброго времени суток.

Немного истории. В 1978 году две крупные фирмы – Phillips и
Sony объединили свои усилия для создания нового формата записи и хранения музыки. Плодом их усилий
явился на свет в 1982 году CD (Compact Disc) с внешним диаметром 120 мм, диаметром внутреннего
отверстия 15 мм и толщиной 1,2 мм. Эти размеры сохранились до сих пор. Объем первых дисков составлял
650 Mb. А знаете почему именно 650 Mb? Дело в том, что CD предназначались в первую очередь любителям
симфонической музыки, а в то время в Японии самым распространенным симфоническим произведением была
9-я симфония Бетховена. Сие произведение длилось 74 минуты, что и соответствовало 650 Mb. Вот так вот.
Чуть позже CD применили для записи и хранения компьютерных данных.

Конструкция накопителя:

    1. Корпус. Предназначение его, я думаю понятно всем.
    2. Контейнер. Механизм загрузки дисков в накопитель.
    3. Привод диска. Вращает диск с определенной скоростью (об этом чуть ниже).
    4. Серводвигатель. Передвигает каретку с отражающим зеркалом к заданной дорожке на диске.
    5. Полупроводниковый лазер. Генерирует инфракрасный луч, который попадает на отражающее зеркало.
    6. Линза. Фокусирует и направляет отраженный луч на фотодатчик.
    7. Фотодатчик. Преобразовывает полученные световые сигналы в электрические импульсы.
    8. Микропроцессор. Полученные импульсы от фотодатчика декодирует и передает их компьютеру для
    дальнейшей обработки.

Это и есть основные элементы накопителя.

Теперь более подробно о том, как это все работает. Сам CD представляет собой диск
изготовленный из полимера, который с одной стороны покрыт специальной металлической пленкой. В свою
очередь, сама пленка тоже защищена от повреждений еще одним слоем полимера. Считывание происходит с
пленки (как правило это какой либо сплав с алюминием) и только с одной стороны. Область диска можно
разделить на две части: первая – оглавление. Здесь записывается информация о расположении данных на
диске. Вторая – область собственно данных. Вся информация на диске представляет собой набор штрихов и
пробелов. Глубина каждого штриха равна 0,12 мкм, ширина – 0,6 мкм, а длина может варьироваться от 0,9
до 3,3 мкм. Они расположены на диске по спиральным дорожкам, начало которых идет от центра к краю.
Спираль диска разбивается на сектора. Расстояние между витками равно 1,6 мкм. На 1 миллиметр ширины
диска приходиться 625 спиральных витков (все цифры даны для CD – ROM емкостью 650Mb). Считывание самой
информации с диска происходит так: лазер генерирует инфракрасный луч, который отражаясь от зеркала
попадает на поверхность диска. За счет того, что поверхность диска, имеющего какую либо запись,
представляет собой дорожки со штрихами и пробелами, то отражение от его поверхности будет не
одинаковым. Попадая на штрих, луч будет рассеян, попадая на чистое место - луч будет отражен. Вот Вам
и набор двоичных цифровых кодов. Отраженный луч сфокусированный линзой отражается от зеркала и через
разделительную призму попадает в фотодатчик. Им регистрируются изменения интенсивности отраженного
инфракрасного луча и преобразовываются в электрические сигналы. Затем эти электрические сигналы
декодируются специальным микропроцессором. Дальше эти данные отправляются в компьютер, а уж он то сам
знает, что с ними делать.

perif6

Но это еще не все. Существует три типа записи информации на диск и различаются они
в принципе.

    1. CLV (Constant Linear Velocity). Устаревшая на данный момент времени технология. Подразумевает,
    что диск вращается не с одинаковой скоростью. При считывании дорожек близких к центру,
    диск вращается быстро. Чем дальше от центра – тем скорость ниже. Этим достигается постоянная
    линейная скорость считывания данных и которая равна 75 блокам в секунду для музыкальной записи.
    2. CAV (Constant Angular Velocity). Более современная технология. Здесь диск вращается с
    постоянной угловой скоростью, данные же считываются с внутренних дорожек быстрее, чем с внешних,
    что ничуть не мешает работе накопителя. Более того, накопители CAV быстрее накопителей CLV.
    3. PCAV (Partial Constant Angular Velocity). Смешанная технология. В таких накопителях применяется
    как CAV, так и CLV.

Поговорим о скорости передачи данных. Этот параметр определяет объем данных,
переданных в единицу времени. Измеряется в Кбайт/сек (иногда в Кбит/сек). В дальнейшем, все цифры
будут относиться к установившимся и непрерывным режимам чтения данных. С музыкальных дисков данные
считываются со скоростью в 150 Кбайт/сек. При этом за каждую секунду прочитывается 75 блоков, каждый
из которых имеет 2048 байтов полезной информации. С такой скоростью работают музыкальные центры.
Накопители различаются между собой по скорости. Что означает надпись 52х на корпусе? Дело в том, что
накопитель CD – ROM со скоростью передачи данных в 150 Кбайт/сек будет односкоростным и его
обозначение – 1х. Отсюда следует, что 52х – это 52*150=7800 Кбайт/сек, т. е. скорость передачи данных
данного накопителя.

Но скорость передачи данных – это еще не все. Есть такой параметр, как время
доступа. Оно равно времени задержки между получением команды и тем моментом, когда начнется считывание
с диска и принимается среднее значение т. к. с различных областей на диске скорость считывания будет
разной. Измеряется в миллисекундах. Время доступа обратно пропорционально скорости передачи. Чем выше
скорость передачи данных, тем ниже время доступа. К примеру, односкоростной привод имеет время доступа
в 400 мс, а стоскоростной – 80 мс.

Кроме всего прочего, накопители разделяются по использованию интерфейса. На данный
момент их два: IDE/ATAPI (Integral Device Electronic/AT Attachment Packet Interface) и SCSI/ASPI
(Small Computer System Interface/Advanced SCSI Programming Interface). Используется также USB и в
случае со старыми накопителями – LPT, но это все для выносных устройств. Приводы использующие
SCSI/ASPI превосходят IDE/ATAPI по скорости но при этом они более дорогие (прибавьте еще стоимость
самого SCSI). Кроме того, к IDE/ATAPI Вы сможете подключить до двух приводов, в случае же с SCSI/ASPI –
более двух.

Но вернемся к самим CD. Как получается запись? В домашних и офисных условиях
довольно просто. Для этого нужно иметь пишущий накопитель. Он отличается от обычного тем, что
инфракрасный луч при записи данных на диск имеет более высокую интенсивность. Вследствие этого,
металлическая пленка под воздействием высокой температуры, в тех местах где необходимо нанести штрих,
меняет свою структуру, а затем в таком состоянии и застывает. В обычных CD этот процесс необратим,
т. е. запись данных можно сделать один раз. Но существуют CD – RW (Compact Disc Rewritable).
Их металлическая пленка представляет собой сплав серебра, теллура, индия и сурьмы. Лазер во время
записи разогревает этот сплав до 500 – 600 градусов. Под воздействием таких температур, рабочий слой
плавится и при застывании меняет свои отражающие способности. Но процесс этот обратим. При стирании
данных с диска, лазер разогревает рабочий материал до 200 градусов, которых достаточно для того, что
бы отражающие свойства восстановились, и диск готов к записи новой информации. Но у CD – RW есть один
недостаток. Не все считывающие устройства могут читать эти диски. Отражающая способность рабочего
сплава CD – RW ниже, чем у обычных CD – R и чувствительности фотодатчиков таких устройств не хватает.
Но спешу Вас успокоить – современные накопители CD – ROM прекрасно работают с CD – RW.

А теперь о том, как диски записывают в промышленных условиях. Для начала создается
обычным путем (метод прожига) мастер – диск. Затем с него снимается первичная матрица, которая
изготавливается из прочного металла. С первичной матрицы изготавливаются некоторое количество (в
зависимости от тиража) вторичных матриц и с них уже отштамповываются те самые CD, которые мы все
покупаем в магазинах. Во время штамповки, рабочий слой диска принимает профиль поверхности матрицы.
Такой метод значительно превышает по скорости производства продукции, нежели метод прожига. Со временем
вторичные матрицы изнашиваются и в случае необходимости их можно изготовить еще раз. Мастер – диск в
этом случае остается в неприкосновенности.

Ну а теперь немного практики. Что можно, а что нельзя.

Можно:

1. Держать компакт – диски в электромагнитном поле т. к. записанные данные абсолютно к
нему не чувствительны.

2. Трогать руками поверхность, с которой происходит считывание. Главное не забыть потом ее
протереть.

3. Мыть диски в воде, и не забыть перед употреблением просушить.

Нельзя:

1. Царапать диски, причем это относиться к обеим поверхностям. Если Вы поцарапали диск и данные не
считываются, можно попробовать аккуратно отшлифовать поврежденное место
(у меня такое в практике случалось).

2. Держать диски без упаковки. Рано или поздно Вы загубите рабочую поверхность.

3. Что-либо наклеивать или писать на рабочую поверхность диска.

4. Подвергать компакт – диск критическим для него температурам.

И самое главное правило пользование, которое относиться к накопителям:
не ставьте чашки с напитками на открытый лоток контейнера – это может плохо кончиться!

Для начала хватит. Позже я попытаюсь рассказать Вам о
стандартах
, связанных с технологией CD. Все.

читать еще по теме