link840 link841 link842 link843 link844 link845 link846 link847 link848 link849 link850 link851 link852 link853 link854 link855 link856 link857 link858 link859 link860 link861 link862 link863 link864 link865 link866 link867 link868 link869 link870 link871 link872 link873 link874 link875 link876 link877 link878 link879 link880 link881 link882 link883 link884 link885 link886 link887 link888 link889 link890 link891 link892 link893 link894 link895 link896 link897 link898 link899 link900 link901 link902 link903 link904 link905 link906 link907 link908 link909 link910 link911 link912 link913 link914 link915 link916 link917 link918 link919 link920 link921 link922 link923 link924 link925 link926 link927 link928 link929 link930 link931 link932 link933 link934 link935 link936 link937 link938 link939 link940 link941 link942 link943 link944 link945 link946 link947 link948 link949 link950 link951 link952 link953 link954 link955 link956 link957 link958 link959 link960 link961 link962 link963 link964 link965 link966 link967 link968 link969 link970 link971 link972 link973 link974 link975 link976 link977 link978 link979

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Устройства оптического хранения данных

Устройства оптического хранения данных

Массовое производство CD-ROM

При массовом коммерческом производстве компакт-диски изготавливаются штамповкой или прессованием, а не выжиганием с помощью лазера, как многие считают (см. рисунок ниже). Хотя лазер и применяется для вытравливания данных на стеклянном мастер-диске, покрытом светочувствительным материалом, непосредственно выжигать диски при выпуске сотен или тысяч копий было бы, по меньшей мере, непрактично.

Ниже представлены основные этапы производства компакт-дисков.

  1. Нанесение фоторезисторного слоя. Круглая пластина из полированного стекла диаметром 240 мм и толщиной 6 мм покрывается слоем фоторезистора толщиной около 150 микрон, после чего обжигается при температуре 80°С (176°F) в течение 30 минут.
  2. Лазерная запись. Лазерный самописец (Laser Beam Recorder — LBR) посылает импульсы синего или фиолетового света, которые засвечивают и размягчают определенные участки фоторезисторного слоя стеклянного мастер-диска.
  3. Формирование мастер-диска. Обработанный стеклянный диск погружается в раствор гидрооксида натрия (едкого натра), который растворяет экспонированные лазером участки, формируя тем самым впадины в фоторезисторном слое.
  4. Электролитическое формование. С помощью процесса, называемого гальванопластикой, ранее подготовленный мастер-диск покрывается слоем никелевого сплава. В результате создается металлический мастер-диск, получивший название родительского диска (father).
  5. Разделение мастер-диска. Затем металлическая матрица отделяется от стеклянного мастер-диска. Она представляет собой металлический мастер-диск, который уже может использоваться для изготовления небольших партий дисков, так как матрица изнашивается очень быстро. Разделение мастер-диска зачастую приводит к повреждению стеклянной основы, поэтому методом гальванопластики создается еще несколько негативных копий диска (которые называются материнскими). Негативные копии мастер-диска впоследствии применяются для создания рабочей матрицы, используемой в процессе массового тиражирования компакт-дисков. Это позволяет штамповать большое количество дисков без повторения процесса формирования стеклянного мастер-диска.
  6. Штамповка диска. Металлическая рабочая матрица применяется в литейной машине для формирования принципа отображения данных (впадин и площадок) в расплавленной поликарбонатной массе объемом около 18 граммов при температуре 350°C (или 662°F). При этом сила давления достигает примерно 20000 фунтов на квадратный дюйм. Как правило, в современных термических штамповочных прессах на изготовление каждого диска уходит не более трех секунд.
  7. Металлизация. Для создания отражательной поверхности на отштампованный диск посредством напыления наносится тонкий (0,05–0,1 микрона) слой алюминия.
  8. Защитное покрытие. Для защиты алюминиевой пленки от окисления на металлизированный диск с помощью центрифуги наносится тонкий (6–7 микрон) слой акрилового лака, затвердевающего под действием ультрафиолетовых лучей.
  9. Конечный продукт. В завершение на поверхность диска методом трафаретной печати наносится текст этикетки или какое-либо изображение, также высыхающее под действием ультрафиолетовых лучей.

Процесс изготовления дисков данных CD-ROM и музыкальных компакт-дисков практически одинаков.

Диск Picture CD

В настоящее время Kodak предлагает новый тип дисков и сервиса для их изготовления: диск Picture CD. При этом используются диски CD-R, на которых можно сохранить до 40 изображений с разрешением 1024×1536 пикселей. Данного разрешения достаточно для печати фотографий размерами 4×6 дюймов (10×15 см) или даже 5×7 дюймов (13×18 см). Изображения также можно размещать в сети Kodak PhotoNet, что позволяет просматривать и загружать их через Интернет. Кроме того, Kodak предлагает службу Picture Disk, которая позволяет сохранить на обычной дискете объемом 1,44 Мбайт до 28 изображений разрешением 400×600 пикселей, чего более чем достаточно для создания экранных заставок и слайд-шоу.

Программное обеспечение, доступное на диске Picture CD, позволяет пользователю выполнять при работе с изображениями целый ряд автоматических и полуавтоматических действий, однако, в отличие от PhotoCD, в данном случае для сохранения изображений используется стандартный формат JPEG (JPG), а значит, любые графические редакторы смогут работать с ними без преобразования. Хотя качество изображений в случае Picture CD оказывается не настолько высоким, как в случае PhotoCD, гораздо меньшая стоимость услуг привела к тому, что данный формат очень популярен среди фотографов-любителей. Услуги, подобные Picture CD, также предлагаются компаниями Fujifilm и Agfa. В некоторых магазинах установлены киоски, в которых можно заказать запись изображений на диски Kodak Picture CD.


Примечание!

При сканировании 35-миллиметровой фотопленки специализированным сканером можно получить оптическое разрешение вплоть до 4800 точек на дюйм, однако и размер получаемых файлов будет больше. К примеру, сканирование с разрешением 3200 точек на дюйм стандартного кадра 35-миллиметровой фотопленки позволяет получить изображение размером 2750×4450 пикселей. Сканируя негативы собственноручно, можно самому выбрать нужное качество и к тому же использовать другой формат, такой как TIFF. Если же вы не желаете заниматься этим самостоятельно, обратитесь в любую фотолабораторию, предоставляющую услуги оцифровки.

Macintosh HFS

Эта файловая система используется операционной системой Macintosh. Она может применяться и в накопителях CD-ROM, однако диски этого формата не совместимы с ПК. В целом можно записать комбинированные диски, использующие одновременно файловые системы Joliet и HFS или ISO 9660 и HFS. В этом случае диски будут читаться как PC, так и компьютерами Mac. Операционная система способна “видеть” только совместимый с ней диск (для PC это диски формата ISO 9660 или Joliet).

Буфер/кэш память и загрузка процессора

Буфер/кэш-память

Во многих накопителях CD/DVD имеются встроенные буфера, или кэш-память. Эти буфера представляют собой устанавливаемые на плате накопителя микросхемы памяти для записи считанных данных, что позволяет передавать в компьютер за одно обращение большие массивы данных. Обычно емкость буфера DVD составляет 256 Кбайт, а CD — 128 Кбайт, хотя выпускаются модели как с большими, так и с меньшими объемами (чем больше — тем лучше!). Емкость буфера накопителей перезаписываемых CD/DVD достигает 2–8 Мбайт и более, что позволяет избежать проблем с “недобором” данных и обеспечить более плавное выполнение записи. Как правило, в более быстродействующих устройствах емкость буферов больше. Комбинированные приводы DVD-ROM/CD-RW обычно имеют буфер размером 1,5–2 Мбайт. Накопители, в которых есть буфер (кэш-память), обладают рядом преимуществ.

Благодаря буферу данные в компьютер могут передаваться с постоянной скоростью. Например, данные для считывания обычно разбросаны по диску, и, поскольку оптические накопители имеют относительно большое время доступа, это может привести к задержкам поступления в компьютер считываемых данных. Это практически незаметно при работе с текстом, но, если у накопителя большое время доступа и нет буфера данных, то при выводе изображений или звукового сопровождения возникающие паузы очень раздражают. Кроме того, если для управления накопителями используются достаточно сложные программы-драйверы, то в буфер может быть заранее записано оглавление диска, и обращение к фрагменту запрашиваемых данных происходит намного быстрее, чем при поиске с нуля.

Загрузка процессора

Любая аппаратная или программная часть компьютера использует центральный процессор, и этот фактор часто недооценивается при оценке общей производительности системы. Загрузкой процессора называется время, которое процессор затрачивает на выполнение определенной задачи. Низкая загрузка процессора при выполнении задачи свидетельствует о том, что остальные устройства и программы быстрее получат к нему доступ. Применительно к накопителям CD/DVD-ROM на загрузку процессора влияют три фактора: скорость накопителя, размер буфера и тип интерфейса.

Размер буфера весьма существенно влияет на загрузку процессора накопителем. Если сравнивать производительность двух одинаковых накопителей, то быстрее будет тот, у которого установлен больший объем буфера. Кроме того, этот накопитель будет меньше загружать процессор. И наконец, тип интерфейса. Если сравнивать два CD-ROM 12х, то накопитель с интерфейсом ATA загружает процессор на 65–80%, в то время как накопитель с интерфейсом SCSI — всего лишь на 11%. При использовании режимов DMA и Ultra-DMA в интерфейсе ATA загрузка процессора приближается к уровню устройств SCSI.



DVD+RW и DVD+R

Носители DVD+RW, называемые также перезаписываемыми DVD с изменяющейся фазой, наименее дорогие, самые простые в использовании и наиболее совместимые с существующими форматами. Этот стандарт был разработан компаниями Philips, Sony, HewlettPackard, Mitsubishi Chemical, Ricoh, Yamaha, Verbatim и Thompson, входящими в группу промышленного стандарта, которая называется DVD+RW Alliance. В феврале 2003 года в этот союз вошла и компания Microsoft. Стандарт DVD+RW также поддерживается основными разработчиками программного обеспечения для записи дисков CD/DVD, многими производителями аппаратного обеспечения, включая компании HP, Philips и Ricon, и изготовителями OEM-оборудования. С наступлением эпохи быстрой и несложной записи компакт-дисков довольно широкое распространение получил формат DVD-RW, однако самым популярным форматом перезаписываемых DVD все-таки стал DVD+RW.

Следует отметить, что формат DVD+R, который является однократно записываемой версией DVD+RW, фактически появился после DVD+RW. Этим он отличается от формата DVD-RW, который создавался на основе DVD-R. Одной из причин, которые привели к разработке стандарта DVD+R, стала потребность в недорогой технологии, которая обеспечивала бы долговременное архивное хранение данных с помощью накопителей DVD+RW. Другой причиной была несовместимость носителей, записанных посредством дисководов DVD+RW, с устройствами DVD-ROM и проигрывателями видеодисков DVD. Более подробно вопросы
совместимости будут рассмотрены далее.

По физической структуре диски DVD+RW и DVD+R напоминают носители DVD-R, данные которых записываются только в желобках, но частота колебания желобка отличается от той, которая используется в DVD-R/RW и DVD-RAM. В желобках дисков DVD+R/RW также записываются данные позиционирования. Это означает, что носители DVD+R/RW обеспечивают более точное позиционирование для реализации связности данных без потерь, но накопители DVD+R/RW не позволяют записывать данные на перезаписываемые DVD других типов.

Несмотря на то что накопители DVD+RW первого поколения работали только с перезаписываемыми дисками, все современные и будущие версии устройств этого типа предназначены для использования как записываемых (DVD+R), так и перезаписываемых (DVD+RW) носителей. Диски +R, которые можно записать только один раз, стоят намного дешевле, чем перезаписываемые диски +RW.

Для стандарта DVD+RW характерны следующие особенности:

  • односторонние диски (4,7 Гбайт);
  • двусторонние диски (9,4 Гбайт);
  • до 4 часов видеозаписи (односторонние диски);
  • до 8 часов видеозаписи (двусторонние диски);
  • бесконтейнерные диски;
  • лазер с длиной волны 650 нм (такой же, как и в DVD-Video);
  • постоянная линейная плотность записи данных;
  • запись с постоянными линейной (CLV) и угловой (CAV) скоростями;
  • скорость записи — 1–4x и более (в зависимости от привода);
  • скорости передачи данных формата DVD-Video;
  • файловая система UDF;
  • интегрированная система выявления дефектов;
  • быстрое форматирование;
  • использование EFM-модуляции (модуляции 8/16) и кодов коррекции ошибок, применяемых в DVD-ROM;
  • технологии последовательной и произвольной записи;
  • связывание без потерь (при многосессионной записи используется все пространство диска);
  • спиральная канавка с радиальным колебанием;
  • после завершения записи все физические параметры соответствуют требованиям спецификации DVD-ROM.

Технология DVD+RW во многом похожа на CD-RW, а накопители DVD+RW позволяют читать DVD-ROM и компакт-диски всех форматов, включая CD-R и CD-RW.

При использовании DVD+RW процесс записи может быть приостановлен и возобновлен без потери областей, связывающих сеансы записи. Это дает возможность повысить эффективность произвольной записи и видеоприложений. Технология “связывание без потерь” позволяет выполнить выборочную замену любого отдельного блока данных объемом 32 Кбайт новым блоком с точностью позиционирования 1 микрон. Для достижения высокой точности размещения данных на дорожке в DVD+RW используются высокочастотные колебания предварительной канавки диска. Благодаря этому достигается очень высокая точность синхронизации и адресации данных, считываемых с этой канавки.

Функция быстрого форматирования означает, что можно вставить чистый DVD+RW в накопитель и сразу же начать запись. Форматирование диска происходит в фоновом режиме, непосредственно перед записью данных.


Примечание!

Современные стационарные проигрыватели DVD адаптированы к работе с практически любыми типами носителей DVD. Однако, если вы не уверены в совместимости конкретного устройства с носителями DVD+R/RW, лучше выбрать для записи диск +R, чтобы повысить вероятность работы диска с произвольными устройствами.

Формат DVD+RW я предпочитаю сам и рекомендую вам; скорее всего, он займет лидирующее положение на рынке оптических носителей информации. В то же время современные приводы поддерживают как DVD-R/RW, так и DVD+R/RW, при этом устройства класса Super Multi Drive поддерживают и DVD-RAM. Так что выбор типа носителя — дело личного вкуса.

Подкатегории