Обеспечение надежности записи компакт-дисков

Подробности

Родительская категория: Устройства оптического хранения данных

Категория: Записывающие накопители на компакт-дисках

На возможность создания рабочего компакт-диска CD-R влияют пять важных факторов: тип интерфейса, размер буфера устройства, местонахождение и состояние данных, подлежащих записи, скорость записи, а также то, выполняет ли во время записи компьютер какиелибо другие задачи.

Более-менее современные приводы CD-RW и перезаписывающие DVD способны без проблем прожечь диск CD-R. Если же возникают трудности, проверьте следующее.

• Имеет ли устройство некоторую форму защиты от опустошения буфера. Буфер данных накопителя используется для хранения информации, полученной от источника, что снижает вероятность потери данных при возникновении паузы в чтении данных. Новые модели накопителей поддерживают технологию защиты от опустошения буфера, поэтому объем буфера уже большой роли не играет. Некоторые программы создания дисков CD и DVD могут предложить параметр отключения защиты от опустошения буфера. Рекомендуется никогда не отключать эту функцию, за исключением случаев, когда само старое устройство ее не поддерживает.
• Поддержка режимов работы UDMA. Эти режимы обеспечивают большую скорость передачи данных и меньшую загрузку центрального процессора, чем первые версии ATA. Однако, для того чтобы воспользоваться подобными преимуществами, нужна системная плата, с интерфейсом UDMA и поддержкой режима управления шиной.

Кроме того, можно воспользоваться режимом пакетной записи. Все последние версии накопителей CD-RW и перезаписывающих DVD поддерживают режим пакетной записи, который позволяет переносить на диски CD-R/RW отдельные файлы, а не все файлы сразу, как при обычной записи. Если накопитель поддерживает режим пакетной записи, с ним наверняка поставляется соответствующее программное обеспечение. Обратите внимание, что записанные в этом режиме компакт-диски можно использовать только в системах Windows 9x/Me/NT/2000/XP/Vista, но не на платформе Windows 3.1 и MS-DOS, поскольку в этих операционных системах отсутствуют необходимые драйверы. Также следует отметить, что режим пакетной записи поддерживают не все программы записи данных на компакт-диски. Например, программа DirectCD, поставляемая вместе с Roxio Easy CD Creator, поддерживает носители CD-R и CD-RW, а также закрывает сеансы на носителях CD-R, в то время как программа InCD из пакета Nero Burning ROM носители CD-R не поддерживает.

Буфер

Подробности

Родительская категория: Устройства оптического хранения данных

Категория: Записывающие накопители на компакт-дисках

Опустошение буфера

Независимо от того, в каком режиме (Disk At Once или Track At Once) происходит прожиг диска, данные записываются на спиральную дорожку носителя CD-R/RW, образуя определенный рисунок на ее поверхности. Накопитель, в отличие от жесткого диска, не может определить, в каком месте начинается и заканчивается запись, поэтому процесс записи данных продолжается до конца диска или дорожки. В противном случае может произойти повреждение записи (и диска, если это CD-R). Это означает, что программное обеспечение, используемое для записи компакт-дисков, а также аппаратные компоненты должны обеспечить непрерывный поток данных, идущий к накопителю во время записи диска. Для этого записывающее программное обеспечение использует буфер, который создается на жестком диске для временного хранения данных, посылаемых в накопитель.

Производители приводов CD-RW встраивают в них довольно большой буфер (до 8 Мбайт), а программы обычно предупреждают пользователей об опасности работы с другими программами во время записи диска. Однако, несмотря на все это, опустошение буфера случается довольно часто.

Защита от опустошения буфера

Компания Sanyo первой разработала технологию BURN-Proof, которая позволила раз и навсегда покончить с недогрузкой буфера. Несмотря на то что название этой технологии ассоциируется у многих пользователей с защитой от “выжигания” (т.е. записи) диска (изза слова “burn”), на самом деле она расшифровывается как “защита от опустошения буфера” (Buffer UnderRuN Proof). Практические испытания доказали ее высокую эффективность и надежность. Другими производителями были разработаны аналогичные технологии, к числу которых относятся JustLink от Ricoh, Superlink от Mediatek и т.д. Уже несколько лет все выпускаемые устройства CD-RW, DVD-ROM/CD-RW и перезаписывающие DVD оснащаются каким-либо механизмом защиты от опустошения буфера. Технология защиты от опустошения буфера реализована с помощью специального набора микросхем, посредством которого осуществляется текущий контроль буфера накопителя. При возникновении опасности недогрузки буфера операция записи приостанавливается до тех пор, пока данные не заполнят буфер. После наполнения буфера накопитель определяет место, где была прервана запись, и возобновляет ее непосредственно c той же позиции.

В соответствии с требованиями спецификации Orange Book промежуток между данными, записанными на компакт-диске, не должен превышать 100 мс (миллисекунд). При использовании технологии защиты от недогрузки промежуток между возобновленными записями не превышает 40–45 мс, что соответствует указанным требованиям. Эти промежутки легко компенсируются кодом коррекции ошибок, встраиваемым в запись, поэтому потери данных не происходит.

Следует заметить, что данная технология должна поддерживаться не только накопителем, но и используемым программным обеспечением. К счастью, все наиболее распространенные современные программы записи компакт-дисков поддерживают эту технологию.

Накопитель, включающий в себя защиту от опустошения буфера, позволяет во время записи диска работать с любой программой, не опасаясь повредить записываемые данные.

Проблемы с прожигом оптических дисков CD и DVD также могут быть вызваны недостаточным энергоснабжением устройства и сбоями в работе лазера. Если проблема опустошения буфера или создания нечитабельных записей возникает в устройствах, выпущенных в последние годы, следует проверить, с какими типами носителей она связана: с CD, с DVD или с обоими. Если проблема связана с записью только на один тип носителей, значит, один из лазеров вышел из строя, и устройство следует заменить. Если проблема возникает при работе с любыми носителями, вполне вероятно, что она вызвана источником питания. Мне приходилось оказываться в ситуациях, когда система при всех прочих обстоятельствах работала нормально, а при записи компакт-дисков вызывала различного рода проблемы. После замены источника питания более совершенным и мощным все эти проблемы были устранены. Позволю себе напомнить еще раз: источник питания является основой компьютера, и чаще остальных устройств именно он является причиной проблем, возникающих в системе. В главе 19 мы подробно поговорим о блоках питания; там же будут даны рекомендации относительно выбора этих устройств.

Программное обеспечение записи оптических дисков

Подробности

Родительская категория: Устройства оптического хранения данных

Категория: Записывающие накопители на компакт-дисках

Еще одна особенность работы с накопителями на оптических дисках связана с тем, что для записи информации на носители необходимо специальное программное обеспечение. Несмотря на то что сами устройства устанавливаются в компьютер без каких-либо проблем и чтение с носителей ничем не отличается от работы с жестким диском, устройства CD-R/RW и перезаписывающие приводы DVD для записи данных на диск используют дополнительное программное обеспечение. (Исключение составляют только устройства DVD-RAM, которым для записи на диски DVD-RAM не нужны дополнительные программы.) Эти программы компенсируют различие между способами хранения информации на жестких и оптических дисках. Как уже было сказано, существует несколько стандартов хранения информации на оптических дисках. Программы прожига компакт-дисков организуют данные в один из этих форматов так, чтобы привод CD-ROM смог в дальнейшем прочитать записанный диск. Windows XP была первой версией этой операционной системы, которая напрямую поддерживала запись дисков CD-R и CD-RW. В Windows Vista была добавлена аналогичная поддержка работы с носителями DVD+R/RW и DVD-R/RW. Более ранние версии Windows требуют установки специальных приложений прожига оптических дисков.

Несмотря на то что Windows XP и Vista способны сами выполнять запись на оптические носители, используемая ими методика медленная и неудобная. В любом случае лучше воспользоваться специализированными программами, среди которых наиболее популярными являются Nero Premium и Roxio Easy Media Creator. Эти программы более производительные и удобные, чем те, которые обычно поставляются с пишущими приводами оптических дисков. Также они не идут ни в какое сравнение со встроенными средствами Windows.

Ранее технология записи компакт-дисков подразумевала наличие полной реплики компакт-диска на жестком диске. По сути, в некоторых программах требовалось создание отдельного, выделенного, раздела на жестком диске. При этом пользователь копировал все файлы в определенную область жесткого диска, создавая структуру каталогов компактдиска. После этого программа создавала точную копию каждого сектора компакт-диска, включая файлы, информацию о каталогах и томе диска. И только затем все это копировалось на CD-R. В результате для записи одного компакт-диска требовалось свободных 1,5 Гбайт (2 компакт-диска по 650 Мбайт = 1,3 Гбайт + резерв = 1,5 Гбайт) на жестком диске. В настоящее время программы записи поддерживают создание виртуальной копии (образа), устраняя тем самым необходимость в указанном объеме свободного пространства. Пользователь выбирает файлы и каталоги для записи, и программа создает на компактдиске виртуальную структуру каталогов. Это позволяет выбирать файлы из разных каталогов различных жестких дисков или даже сетевых накопителей либо других дисководов CD-ROM, после чего спокойно записывать данные на CD-R. Подобный метод предназначен для накопителей с высокой скоростью передачи данных и качественной защитой от опустошения буфера (или большим внутренним буфером памяти). Программное обеспечение “подготовит” сведения о каталоге, запишет их на компакт-диск, откроет каждый файл, предназначенный для записи, после чего скопирует данные из источника. При этом очень важно помнить о времени доступа к разным носителям: если необходимо записать данные с медленного жесткого диска или вообще из локальной сети, программа может просто не успеть обеспечить необходимый для записи поток данных. Если накопитель не поддерживает защиту от опустошения буфера, это приведет к порче “болванки”.

Не забывайте о программном обеспечении!

Причиной постоянно возникающих проблем с записью компакт-дисков могут быть как накопитель, так и используемое программное обеспечение. Обратитесь на сайт компаниипроизводителя, чтобы узнать, нет ли более новой версии прошивки. Если обновление прошивки накопителя не помогло, попробуйте обновить программное обеспечение (очень часто это необходимо для поддержки новых моделей накопителей).

Любой из уважающих себя производителей пишущих приводов оптических дисков составляет расширенные рекомендации относительно повышения надежности процесса записи, которые либо включает в документацию, либо помещает на свой сайт. Полезную информацию можно найти также на сайтах производителей адаптеров SCSI и изготовителей оптических носителей.

Извлечение цифрового звука

Подробности

Родительская категория: Устройства оптического хранения данных

Категория: Записывающие накопители на компакт-дисках

Практически все накопители CD-ROM могут воспроизводить CD-DA формата Red Book, но далеко не все из них могут читать диски этого типа. Разница, на первый взгляд, почти не заметна, но весьма существенна. Если вы увлекаетесь музыкой и намерены воспользоваться компьютером для создания собственной музыкальной коллекции, то наиболее важной функцией накопителя CD-ROM или DVD окажется возможность считывания оцифрованных звуковых данных. Благодаря этому можно достаточно легко сохранять, обрабатывать и копировать музыкальные записи.

Накопители CD-ROM, установленные в компьютере, могут использоваться и для воспроизведения музыкальных компакт-дисков. Порядок действий достаточно прост: вставьте CD-DA в накопитель и, используя соответствующее приложение для воспроизведения компакт-дисков (например, проигрыватель, входящий в состав Windows), обращайтесь с ним так, как со стандартным плеером. Во время воспроизведения диска аналоговый звуковой сигнал передается по тонкому стереофоническому кабелю (который обычно называется CD-кабелем) от накопителя CD-ROM к звуковой плате компьютера. Такой же сигнал подается на гнездо наушников, расположенное на передней панели накопителя или на звуковой плате. Аналоговый сигнал усиливается звуковой платой, после чего подается на колонки или наушники, которые могут быть подключены к накопителю или звуковой плате.

Чтобы переписать песню с компакт-диска на жесткий диск, когда-то было необходимо воспроизводить ее на обычной скорости, передавая сигнал на звуковую карту с помощью четырехжильного кабеля, соединяющего ее с приводом, и при этом использовать программу звукозаписи. К счастью, теперь все гораздо проще. Более современные модели приводов компакт-дисков поддерживают технологию, которая называется извлечением цифрового звука (Digital Audio Extraction — DAE). С ее помощью накопители считывают с компакт-диска секторы цифровых звуковых записей (объемом 2352 байт), и вместо преобразования их в аналоговый сигнал передают непосредственно на процессор компьютера через интерфейсный кабель (ATA, SATA, SCSI, USB или FireWire). При этом не происходит преобразования цифровых данных в аналоговый сигнал и обратно, и в результате получаются практически те же данные, которые были записаны на оригинальном компакт-диске (в пределах ограничений стандартов коррекции ошибок CD-DA). В сущности, происходит прямое копирование цифровых звуковых данных на жесткий диск компьютера.

Существует еще одна важная особенность процесса извлечения цифрового звука, состоящая в том, что скорость копирования данных может достигать полной скорости считывания накопителя (метод получил неофициальное название “ripping” — от слова “rip”, “нарезать”). Как вы помните, прослушивание музыкальных компакт-дисков происходит со скоростью 1х. В действительности далеко не все накопители могут извлекать цифровой звук (DAE) с полной номинальной скоростью. Обычно скорость этой операции находится в диапазоне от одной второй, до двух третьих номинальной скорости считывания. Например, для накопителя 40х скорость извлечения звуковых данных может достигать всего 28х. Но это все-таки лучше, чем скорость 1х при использовании накопителя, не поддерживающего DAE (не говоря уже о цифроаналоговом и обратном аналого-цифровом преобразованиях, которые приводят к потере информации).

Практически все наиболее современные накопители CD/DVD позволяют выполнять извлечение цифрового звука. Скорость и точность этой операции зависят от конкретной модели. Многие думают, что цифровая копия той или иной звуковой дорожки (песни) должна полностью совпадать с оригиналом, но так бывает далеко не всегда. Формат CD-DA предназначен не для передачи данных со стопроцентной точностью, а, в первую очередь, для воспроизведения музыки. При появлении ошибок, выходящих за пределы возможностей перемежающегося кода Рида–Соломона (CIRC), используемого в формате CD-DA, встроенные программы накопителя интерполируют (т.е. оценивают) отсутствующие данные. Кроме того, погрешности генератора тактовых импульсов могут привести к проблемам, связанным с синхронизацией считывания кадров сектора (т.е. к неустойчивой синхронизации). Могут также возникать различные неприятности, связанные с несовместимостью внутреннего программного обеспечения накопителя (встроенных программ) и используемых драйверов.

Формат CD-DA разрабатывался не для считывания отдельных секторов, а для работы с непрерывным потоком данных (для их воспроизведения). Секторы CD-ROM содержат 2352 байт, которые включают в себя 2048 байт данных плюс 304 байт синхронизации, заголовка и дополнительного кода коррекции ошибок (ЕСС), которые используются для управления позиционированием и безошибочного считывания. В звуковых секторах данные синхронизации, заголовка или ЕСС отсутствуют; вместо этого все 2352 байт используются для хранения исключительно звуковых данных. Для адресации звукового сектора используются данные подкода Q (о подкодах мы говорили в начале главы). Точность позиционирования большинства стереосистем при использовании подкодовой информации достигает 75 секторов (1 секунда). Накопители CD-ROM, поддерживающие извлечение оцифрованного звука, имеют более высокую точность. Для записи звуковых данных используется перекрестноперемежающийся метод, поэтому накопитель должен постоянно выполнять точное позиционирование звукового сектора, с которого начинается дорожка.

Все это приводит к появлению несоответствий или отличий между разными извлечениями одной и той же звуковой дорожки (песни). Возможны, конечно, и абсолютно точные цифровые копии, но достичь этого совершенства невероятно трудно. Например, пыль или царапины на поверхности диска могут ощутимо сказаться на качестве цифровой копии. Чтобы проверить возможности накопителя, попробуйте несколько раз выполнить извлечение одной и той же дорожки, используя новый, идеально чистый компакт-диск и сохраняя полученные цифровые копии под разными именами. После этого воспользуйтесь командной строкой и введите команду FC (это программа сравнения файлов), что позволит сравнить созданные копии. Если эти файлы точно соответствуют друг другу, значит, существующее сочетание аппаратных средств и программного обеспечения позволяет создавать совершенные или почти совершенные цифровые копии.

Если вы намерены серьезно заниматься извлечением звука, обратите внимание на то, какое аппаратное и программное обеспечение используется для создания цифровых копий. На сайтах Tom's Hardware (www.tomshardware.com) и Anandtech (www.anandtech.com) можно найти тесты производительности и качества извлечения звука для различных устройств DVD (и CD).

Подводя итоги, повторим, что технология DAE (Digital Audio Extraction) предоставляет возможность извлекать звуковые дорожки данных, сохраняя их на жестком диске в виде файлов с расширением .WAV. Созданные файлы .WAV можно воспроизводить “как есть” или преобразовывать в файлы другого, более сжатого формата, например .MP3 (MPEG-1/2, уровень III), для дальнейшего использования с проигрывателями MP3.

---

Примечание!

Частота дискретизации извлеченных файлов WAV равна 44,1 кГц, что соответствует частоте, используемой при записи компакт-дисков. Это составляет 176400 байт/с, т.е. одна минута музыки занимает почти 10,6 Мбайт рабочего пространства жесткого диска. Формат сжатия MP3 позволяет уменьшить размер файлов в шесть и более раз без ощутимой потери качества записи.

---

Накопители CD-R/RW, поддерживающие извлечение цифровых звуковых записей, могут быть использованы как для создания копии музыкального компакт-диска, так и для выборочной записи песен, что позволяет собрать собственную коллекцию лучших хитов, которую можно записать на собственный компакт-диск.