Устройства оптического хранения данных

Устройства оптического хранения данных

История DVD

Стандарт DVD создавался несколько странно. В течение 1995 года два конкурирующих стандарта CD-ROM большой емкости начали борьбу за рынок. Стандарт Multimedia CD был представлен компаниями Sony и Philips Electronics, а конкурирующий стандарт Super Density (SD) — компаниями Toshiba, Time Warner и некоторыми другими. Если бы оба этих стандарта вышли на рынок в первозданном виде, то потребители, а также производители программного обеспечения оказались бы в затруднительном положении: какой из них выбрать?

Во избежание повторения войны между форматами Beta и VHS, несколько организаций, включая Hollywood Video Disc Advisory Group и Computer Industry Technical Working Group, объединились и потребовали создать один стандарт, отказавшись поддерживать оба стандарта-конкурента. Это побудило группы разработчиков в сентябре 1995 года создать единый стандарт CD-ROM большой емкости. Новый стандарт был назван DVD и совмещал элементы своих предшественников, т.е. представлял собой унифицированный стандарт как для компьютерных технологий, так и для индустрии развлечений. Вначале DVD расшифровывался как цифровой видеодиск (Digital Video Disc), но позднее он был переименован в цифровой универсальный диск.

В конце 1996 года, после принятия соглашения о защите от нелегального копирования, были опубликованы стандарты DVD-ROM и DVD-Video. На выставке бытовой электроники в Лас-Вегасе, которая состоялась в январе 1997 года, посетители увидели проигрыватели, накопители и диски DVD, поступившие в продажу уже в марте. Стоимость первых проигрывателей DVD достигала тысячи долларов. Сначала в формате DVD было выпущено только 36 кинофильмов, диски с которыми продавались в семи крупных городах США (Чикаго, Далласе, Лос-Анджелесе, Нью-Йорке, Сан-Франциско, Сиэтле и Вашингтоне). Массовая продажа дисков началась уже в августе 1997 года. Довольно неважное начало, связанное с проблемой защиты от копирования, сменилось ошеломляющим успехом DVD. Популярность этих дисков выросла еще больше после того, как в 2001 году был принят формат RW, превративший цифровой универсальный диск “только для чтения” в полностью перезаписываемый носитель.

В настоящее время разработку и распространение стандартов DVD контролирует организация DVD Forum. В нее входят следующие компании: Hitachi, Ltd.; Matsushita Electric Industrial, Co., Ltd.; Mitsubishi Electric Corporation; Victor Company of Japan, Limited; Pioneer Corporation; Sony Corporation; Toshiba Corporation; Philips Electronics N.V.; Thomson Multimedia; Time Warner, Inc. и др. Дополнительную информацию о DVD Forum можно найти по адресу www.dvdforum.org. Компании, входящие в DVD Forum, не смогли прийти к соглашению по универсальному формату перезаписываемых дисков, и потому члены этой организации, отвечающие за CD- и DVD-технологии (компании Philips, Sony и др.) в июне 2000 года отделились, сформировав комитет DVD+RW Alliance. Сайт этой организации находится по адресу www.dvdrw.org. Впоследствии эти компании представили формат DVD+RW, который является более гибким и обратно совместимым перезаписываемым форматом DVD. Форматы DVD-R/RW и DVD+R/RW предназначены не только для пользователей компьютеров. Некоторые производители перешли к выпуску высококлассных стационарных устройств воспроизведения и записи DVD, иногда оснащая эти устройства дополнительным приводом для лент VCR.


Примечание!

Несмотря на то что стационарные устройства записи DVD способны обеспечить более высокое качество, чем обычные видеокамеры, они не завоевали такую популярность, как цифровые устройства видеозаписи (DVR), например TiVo, Replay TV, а также приставки, поставляемые операторами кабельного телевидения. Эти устройства используют для записи жесткий диск, обеспечивая пользователей большим объемом дискового пространства, чем DVD.

Red/ Yellow/ Green Books

Red Book - CD-DA

Стандарт Red Book, представленный компаниями Philips и Sony в 1980 году, является прародителем всех спецификаций компакт-дисков. Все другие “книги” или форматы были созданы на основе оригинального формата CD-DA Red Book. Стандарт Red Book определяет основные параметры диска, звуковую спецификацию, структуру диска, оптические характеристики, системы модуляции и коррекции ошибок, а также систему управления и отображения данных. Последняя редакция стандарта Red Book была опубликована в мае 1999 года.

Более подробно об этом стандарте шла речь в разделе “Немного истории”.

Yellow Book - CD-ROM

Стандарт Yellow Book впервые был опубликован компаниями Philips, Sony и Microsoft в 1983 году и с тех пор несколько раз пересматривался и редактировался. В этом стандарте были приняты за основу геометрические параметры компакт-диска, определенные исходным стандартом CD-DA или Red Book, и добавлен дополнительный код коррекции ошибок, что позволило повысить надежность хранения данных. Были также введены дополнительная синхронизация и заголовочная информация, дающие возможность более точно определять местоположения секторов. Стандарт Yellow Book определяет два способа разбиения на секторы: режим 1 (Mode 1), содержащий код коррекции ошибок, и режим 2 (Mode 2), определяющий различные уровни схем обнаружения и исправления ошибок. Существуют некоторые типы данных (например, компьютерные файлы), совершенно не допускающие ошибок. В то же время данные других типов, например видеоизображения и звуковые файлы, допускают некоторое количество ошибок, возможных при их считывании. При работе в режиме, не содержащем коды коррекции ошибок, увеличивается объем сохраняемых пользовательских данных, но вместе с тем повышается вероятность появления неисправленных ошибок.

В 1989 году стандарт Yellow Book был выпущен Международной организацией по стандартам (ISO) в качестве международного, получившего название ISO/IEC 10149, Data Interchange on Read-Only 120mm Optical Discs (CD-ROM). Последняя редакция стандарта Yellow Book была опубликована в мае 1999 года.

Green Book - CD-i

Стандарт Green Book был опубликован компаниями Philips и Sony в 1986 году. Green Book (CD-i) является не просто форматом диска — это полная спецификация всей интерактивной системы, в которую входят специализированные аппаратные устройства (проигрыватели), подключаемые к телевизору, программное обеспечение, предназначенное для согласования видеоизображения и звука в реальном времени, а также носители и форматы. Проигрыватель CD-i фактически является отдельным компьютером, созданным на базе процессора Motorola 68000 и работающим в операционной системе Microware OS/9 Real Time Operating System.

Стандарт CD-i позволяет звуковым и видеоданным совместно использовать дисковое пространство, а также поддерживает технологию чередования информации для синхронизации изображений и звуков. Для согласования звуков и изображений, занимающих рабочее пространство диска, первоначально предназначенного только для хранения звуковых файлов, предусмотрено сжатие данных. Сжатие видеоданных осуществлялось посредством стандарта компрессии MPEG-1 (Moving Picture Experts Group-1), а сжатие звука — с помощью адаптивной дифференциальной импульснокодовой модуляции (ADPCM). Последняя представляет собой алгоритм кодирования звука, который позволяет примерно вдвое по сравнению с PCM (Pulse-Code Modulation) сократить объем занимаемого пространства, не теряя при этом качества звучания. Снижение качества звука, достигаемое уменьшением частоты дискретизации или числа битов в выборке, еще более сокращает занимаемое пространство. С помощью стандарта ADPCM на один компакт-диск можно записать до 8 часов стереофонического или до 16 часов монофонического звука. “Дифференциальная” часть ADPCM выражается в записи изменения сигнала (посредством только 4-разрядных чисел), что приводит к уменьшению общего объема служебных данных. Звуковые данные ADPCM могут чередоваться с изображениями в приложениях формата CD-i и CD-ROM XA.

Стандарт Yellow Book определяет две структуры секторов CD-ROM, которые называются режим 1 (Mode 1) и режим 2 (Mode 2). В Green Book (CD-i) было усовершенствовано определение сектора Mode 2 благодаря добавлению двух форм, получивших название режим 2, форма 1 (Mode 2, Form 1) и режим 2, форма 2 (Mode 2, Form 2). Определение сектора Mode 2, Form 1 содержит код коррекции ошибок (ЕСС); при этом, подобно секторам Mode 1 стандарта Yellow Book, для хранения данных используется 2048 байт. Кроме того, 8 байт, ранее не используемых (пустых или нулевых), служат подзаголовком, содержащим дополнительную информацию, относящуюся к сектору. Определение Mode 2, Form 2 не предусматривает наличия ECC, что позволяет использовать для хранения данных 2324 байт. Секторы Form 2, не содержащие ECC, могут применяться только для хранения звуковой или видеоинформации, так как эти данные допускают некоторые ошибки при считывании.

Следует заметить, что ПК не могут работать с дисками CD-i без специальных драйверов. Более того, поскольку практически все файлы таких компакт-дисков записаны в формате OS/9, ПК даже не сможет их “увидеть”! Тем не менее уже существуют драйверы, позволяющие распознать файлы этого типа, а некий предприимчивый пользователь даже написал эмулятор CD-i, получивший название CD-iCE, благодаря которому можно выполнять приложения CD-i на обычном домашнем ПК.

Сегодня формат CD-i считается устаревшим. Его последняя редакция была опубликована в мае 1994 года, а в 1998 году компания Philips продала весь каталог пользователей CD-i компании Infogrames Multimedia. Последний проигрыватель дисков CD-i был выпущен Philips в 1999 году, и весьма сомнительно, что новые модели когда-либо еще появятся. Возможности CD-i нашли воплощение в других форматах, использующих спецификации, создаваемые когда-то для CD-i. Например, структуры секторов Mode 2, Form 1 и Form 2 используются в стандарте CD-XA, а формат видеоданных MPEG-1 пригодился для стандарта White Book (CD-Video).

High Sierra

Производители аппаратного и программного обеспечения ПК были заинтересованы в решении проблемы, связанной со стандартизацией файлового формата CD-ROM. Это позволило бы создавать компьютерные компакт-диски, читаемые всеми системами, без разработки специальных файловых систем и драйверов. В 1985 году в отеле High Sierra на озере Тахо (Невада), собрались представители компаний TMS, DEC, Microsoft, Hitachi, LaserData, Sony, Apple, Philips, 3M, Video Tools, Reference Technology и Xebec для того, чтобы создать общий логический формат и файловую структуру дисков CD-ROM. В 1986 году этот формат был опубликован как Рабочий документ по вопросам обработки информации: тома и файловая структура оптических дисков CDROM, используемых для обмена данными. Этот стандарт впоследствии получил название High Sierra.

Благодаря этому соглашению, которое позволяет всем накопителям, использующим соответствующий драйвер (например, MSCDEX.EXE, поставляемый вместе с MS-DOS), читать любые диски формата High Sierra, началось массовое тиражирование программ на компактдисках. Кроме того, появление этого стандарта позволило создать компакт-диски, ориентированные на различные операционные системы — DOS, UNIX и т.д. Без этого соглашения для выхода CD-ROM на мировой рынок потребовались бы многие годы, что сдерживало бы разработку приложений, использующих компакт-диски.

Формат High Sierra был представлен на рассмотрение Международной организации по стандартизации (ISO), и двумя годами позже (в 1988 году) его несколько измененный и дополненный вариант был опубликован в виде стандарта ISO 9660. Этот стандарт, конечно, отличается от High Sierra, однако обновление используемых драйверов позволило работать с компакт-дисками не только оригинального формата High Sierra, но и стандарта ISO 9660, созданного на его основе.

В 1988 году компания Microsoft создала драйвер MSCDEX.EXE (Microsoft CD-ROM Extensions) и выдала соответствующее разрешение производителям аппаратного и программного обеспечения CD-ROM, включившим указанный драйвер в свои продукты. В 1993 году была выпущена операционная система MS-DOS 6.0, включающая в себя MSCDEX.EXE как стандартный элемент системы. Драйвер MSCDEX позволил читать компакт-диски формата ISO 9660 и High Sierra в DOS. Этот драйвер взаимодействует с драйверами аппаратных устройств ATAPI (AT Attachment Packet Interface) или ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), которые поставляются вместе с накопителем. Поддержка файловых систем ISO 9660 и Joliet внедрена в Windows 95 и более поздние версии системы, благодаря чему компакт-диски этих форматов читаются накопителем без установки дополнительных драйверов.

Скорость передачи данных

Этот параметр определяет объем данных, который может считывать накопитель с компакт-диска на компьютер за одну секунду. Этот параметр характеризует способность устройства считывать с диска большие и непрерывные участки данных.

Существует два способа измерения скорости передачи. Один из них, обычно применяемый к накопителям CD/DVD, представляет собой относительную скорость “х”, которая определена как множитель стандартной основной скорости. Например, в соответствии с исходным стандартом скорость передачи накопителя CD-ROM равна 153,6 Кбайт/с. Накопители, скорость которых в 2 раза больше, указываются как накопители 2х, в 40 раз — как 40х и т.п. Исходная скорость передачи данных накопителей DVD равна 1,385 Кбайт/с. В соответствии с этим накопители, скорость которых в 20 раз выше, определяются как 20х. Следует заметить, что почти все современные накопители имеют постоянную угловую скорость (CAV), поэтому их скорость, определенная множителем “х”, является максимальной скоростью, которая достигается при считывании данных с внешней части (с конца) диска. Скорость считывания данных, расположенных на внутренней части диска (в начале), примерно вдвое меньше. Следовательно, средняя скорость передачи данных находится где-то между максимальной и минимальной скоростями.

Поскольку современные приводы оптических дисков способны работать с множеством типов носителей, следует учесть параметры чтения и записи для всех них. Устройства, выполняющие запись на диски CD-R и CD-RW, обычно имеют данные характеристики в пределах от 4x до 48x (CAV).

Интерфейс SATA

Это тот самый интерфейс, который в современных компьютерах используется для подключения жесткого диска. Сегодня в большинстве систем предполагается поддержка хотя бы одного канала ATA/ATAPI и шести и более каналов SATA. По этой причине многие производители перезаписывающих устройств DVD предлагают их SATA-версии. Ожидается, что в течение нескольких лет интерфейс и устройства SATA полностью вытеснят ATA/ATAPI с рынка.

Если сравнить аналогичные приводы пишущих DVD с интерфейсами ATA/ATAPI и SATA, последние не выигрывают в быстродействии, однако установить их значительно проще, поскольку не нужно переставлять перемычки ведущего/ведомого устройства. Каждый контроллер SATA напрямую подключается к одному устройству.

Перезаписывающие приводы DVD с интерфейсом SATA обычно работают только в современных системах, таких как Windows XP и Vista. Если вам приходится работать со старыми версиями Windows или другими операционными системами, лучше пользуйтесь оптическим приводом с интерфейсом ATA/ATAPI.

Интерфейс SATA эмулирует устройства ATA/ATAPI, так что устройство SATA DVD можно использовать в качестве загрузочного.



Sitelinkx by eXtro-media.de

Подкатегории

Яндекс.Метрика