Сущность и виды компакт-привода (оптического привода), история его появления. Формат хранения данных на диске. Считывание информации с диска. Скорость чтения/записи CD. Суть технологии записи высокой плотности. Технические особенности CD и DVD дисков.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Оглавление

• Введение
• 1. Понятие компакт-привода (оптического привода)
• 2. Особенности компакт-дисков
• 3. Характеристика CD-ROM
• 4. Технические особенности DVD
• Заключение
• Список литературы

Введение

Оптический привод Ї «электрическое устройство для считывания и возможно записи информации с оптических носителей (CD-ROM, DVD-ROM)» [2; с. 37]. В качестве носителей оптический привод использует плоские многослойные диски диаметром 8 или 12 мм.

Актуальность работы заключается в рассмотрении истории создания и развития компакт-дисков, а также их модернизации.

Цель работы состоит в изучении особенностей компакт-приводов.

Достижение цели предполагает решение ряда задч:

1) дать понятие компакт-привода (оптического привода);

2) выделить особенности компакт-дисков;

3) рассмотреть характеристику CD-ROM;

4) изучить технические особенности DVD.

Оптический привод может быть в виде составляющей конструкции в составе более сложного оборудования (например, бытового DVD-проигрывателя) либо выпускаться в виде независимого устройства со стандартным интерфейсом подключения (PATA, SATA, USB), например, для установки в компьютер. Разработанный в конце 1970-х первоначально для чтения компакт-дисков, для абстрагирования от формата и типа диска, в обиходе называется обобщающим названием, по принципу чтения информации с носителя.

1. Понятие компакт-привода (оптического привода)

Оптический привод Ї «электрическое устройство для считывания и возможно записи информации с оптических носителей (CD-ROM, DVD-ROM)» [2; с. 37]. В качестве носителей оптический привод использует плоские многослойные диски диаметром 8 или 12 мм. Существуют следующие типы приводов:

Ї СD-ROM Ї предназначен для чтения CD-ROM и др. совместимых оптических дисков. Возможность записи на диск не предусмотрена

Ї CD-RW Ї чтение CD-ROM и др. совместимых дисков и запись CD-R, CD-RW.

Ї DVD-ROM Ї чтение DVD, CD-ROM и др. дисков. Не предусмотрена запись не только на DVD, но и на другие типы дисков.

Ї DVD+ СD-RW Ї самый распространенный на сегодняшний день тип. Предусмотрено чтение разнообразных дисков от DVD до СD-ROM, CD-RW и т.д. Некоторые модели поддерживают чтение двухсторонних, а также двухслойных DVD-дисков. Возможность записи CD-R и CD-RW.

Ї DVD-RW Ї в основном те же возможности, что и у предыдущего типа. Кроме того, предусмотрена возможность записи на DVD-R и DVD-RW диски.

Ї BLU-Ray Ї новый тип привода и оптических дисков. На Blu-Ray диск возможна запись до 50 Гб информации. Приводы достаточно дороги, ими оснащены считанные единицы моделей ноутбуков.

Сам по себе, оптический привод может быть в виде составляющей конструкции в составе более сложного оборудования (например, бытового DVD-проигрывателя) либо выпускаться в виде независимого устройства со стандартным интерфейсом подключения (PATA, SATA, USB), например, для установки в компьютер. Разработанный в конце 1970-х первоначально для чтения компакт-дисков, для абстрагирования от формата и типа диска, в обиходе называется обобщающим названием, по принципу чтения информации с носителя.

2. Особенности компакт-дисков

Компакт-диск -- «оптический носитель информации в виде пластикового диска с отверстием в центре, процесс записи и считывания информации которого осуществляется при помощи лазера. Дальнейшим развитием CD-дисков стали DVD-диски» [4; с. 35].

Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном виде (т.н. CD-ROM (англ. Compact Disc Read Only Memory, компакт-диск только с возможностью чтения), или КД-ПЗУ -- «Компакт-диск, постоянное запоминающее устройство»). В дальнейшем появились компакт-диски не только с возможностью чтения однократно занесённой на них информации, но и с возможностью их записи и перезаписи (CD-R, CD-RW).

Компакт-диск был разработан в 1979 году компаниями «Philips» и «Sony». На «Philips» разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. «Sony», в свою очередь, использовала собственный метод кодирования сигнала PCM -- Pulse Code Modulation, использовавшийся ранее в цифровых профессиональных магнитофонах. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков, на заводе в городе Лангенхагене под Ганновером, в Германии. Выпуск первого коммерческого музыкального CD был анонсирован 20 июня 1982 года. Первым компакт диском, попавшим на прилавки музыкальных магазинов, был альбом Билли Джоэла (Billy Joel) 1978 года под названием 52nd Street. Продажи этого альбома на CD начались в Японии 1 октября 1982 года. Значительный вклад в популяризацию компакт-дисков внесли «Microsoft» и «Apple Computer». Джон Скалли, тогдашний CEO «Apple Computer», в 1987 году сказал, что компакт-диски произведут революцию в мире персональных компьютеров. Один из первых массовых мультимедийных компьютеров/развлекательных центров использующих CD диски была Amiga CDTV (Commodore Dynamic Total Vision), позже CD диски стали использовать в игровых приставках Panasonic 3DO и Amiga CD32.

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм и диаметром 120 мм, покрытую тончайшим слоем металла (алюминий, золото, серебро и др.), на который обычно наносится графическое представление содержания диска, и защитным слоем лака. Принцип считывания через подложку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм. Вес диска без коробки составляет ~15,7 г. Вес диска в обычной джуэл-коробке равен ~74 г.

Формат хранения данных на диске, известный как Red Book («Красная книга»), был разработан компанией «Philips». В соответствии с ним на компакт-диск можно записывать звук в два канала с 16-битной импульсно-кодовой модуляцией (PCM) и частотой дискретизации 44,1 кГц. Благодаря коррекции ошибок с помощью кода Рида-Соломона, лёгкие радиальные царапины не влияют на читаемость диска.

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки из питов (англ. pit -- углубление), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину [8; с. 24]. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом (англ. land -- пространство, основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм.

Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм. Принцип считывания информации лазером для всех типов носителей заключается в регистрации изменения интенсивности отражённого света. Лазерный луч фокусируется на информационном слое в пятно диаметром ~1,2 мкм. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую интенсивность света. Различие между дисками «только для чтения» и дисками однократной/многократной записи заключается в способе формирования питов. В случае диска «только для чтения» питы представляют собой некую рельефную структуру (фазовую дифракционную решетку), причём оптическая глубина каждого пита чуть меньше четверти длины волны света лазера, что приводит к разнице фаз в половину длины волны между светом, отражённым от пита и светом, отражённым от ленда. В результате в плоскости фотоприёмника наблюдается эффект деструктивной интерференции и регистрируется снижение уровня сигнала. В случае CD-R/RW пит представляет собой область с большим поглощением света, нежели ленд (амплитудная дифракционная решетка). В результате фотодиод также регистрирует снижение интенсивности отражённого от диска света. Длина пита изменяет как амплитуду, так и длительность регистрируемого сигнала.

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 Кб/с (то есть 153 600 байт/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения (или записи) CD, равную 48 Ч 150 = 7200 Кб/с (7,03 Мб/с).

Спецификация компакт-дисков не предусматривает никакого механизма защиты от копирования -- диски можно свободно размножать и воспроизводить. Однако начиная с 2002 года, различные западные звукозаписывающие компании начали предпринимать попытки создать компакт-диски, защищённые от копирования. Суть почти всех методов сводится к намеренному внесению ошибок в данные, записываемые на диск, так, чтобы на бытовом CD-плеере или музыкальном центре диск воспроизводился, а на компьютере -- нет. Для дисков с данными также существуют разнообразные методы защиты от копирования, например технологии StarForce, SecurDisc и др.

Первым этапом производства компакт-дисков является мастеринг -- процесс подготовки данных, для запуска в серию. Второй этап -- фотолитография -- процесс изготовления штампа диска. На стеклянный диск наносится слой фоторезиста, на который произво...