Лазерна глава (LH) се използва за четене на информация от CD. Корпусът на LG съдържа лазерен диод, вътрешна оптична система (дифракционна решетка, цилиндрична, колиматорна и други лещи, призма), фокусиращи и проследяващи намотки с фокусираща леща и лазерен диод (фиг. 1.1).
Ориз. 1.1. Дизайн на лазерна глава
Когато се приложи захранващото напрежение, полупроводниковият лазерен диод генерира кохерентен (фазовата разлика на вълните е постоянна във времето) лъч, който се разделя чрез дифракционна решетка на главния лъч и два допълнителни. Преминавайки през елементите на оптичната система и фокусиращата леща, тези лъчи попадат върху компакт диска (фиг. 1.2).
Ориз. 1.2. Фокусиране на лъча върху повърхността на диска
Прецизното фокусиране на лъчите върху диска се осъществява от фокусиращите намотки, които задават желаната позиция на лещата. След като се отразят от диска, лъчите отново падат върху фокусиращата леща и по-нататък в оптичната система. В този случай отразените лъчи се отделят от падащите поради различната им поляризация. Преди да удари фотосензорите (фотодиодна матрица), главният лъч преминава през цилиндрична леща, която използва ефекта на изкривяване за определяне на точността на фокусиране (фиг. 1.3).
Ориз. 1.3. Лъчи и сигнали на фотодетектори
Ако лъчът е фокусиран точно върху повърхността на CD, отразеният лъч на фотосензорите е кръгъл, ако отпред или зад повърхността е елиптичен.
Сигналите от фотосензорите се усилват предварително, а FE (Focus Error) се определя от разликата между сигналите (A + C) и (B + D). При точно фокусиране FE сигналът е нула.
Двата странични лъча удрят сензори E и F. Те служат за проследяване на преминаването на главния лъч по отчитания път (фиг. 1.4).
Ориз. 1.4. Принцип на проследяване: а). точно преминаване на лъча по пистата; б). погрешно
Разликата между сигналите E и F определя грешката при проследяване TE (Tracking Error).
Сумираният сигнал от преобразуватели A, B, C и D е високочестотен (RF) сигнал (> 4 MHz) във формат EFM (модулация от осем до четиринадесет). Той съдържа кодирана аудио информация и допълнителни данни.
1.2 Работата на серво вериги и основните сигнали в процеса на четене на диск
Когато поставяте CD, плъзгащият мотор премества лазерната глава в изходна позиция, докато крайният превключвател "Начална позиция на главата" се затвори. (При някои модели има не два, а един мотор за движение и позициониране на каретката.) След това главата започва бавно да се отдалечава, докато се отвори крайният прекъсвач.
По сигнал LDON серво схема за автоматично захранване на лазера(ALPC - Automatic Laser Power Control) захранва лазерния диод. Понякога могат да се използват допълнителни крайни превключватели, за да блокират задействането на лазера и да предотвратят навлизането на лазерния лъч в очите, когато механизмът е разглобен, а понякога лазерът е постоянно включен, когато каретката е затворена. Системата ALPC поддържа изходната мощност на лазерния диод на дадено ниво. Текущата мощност на излъчване се контролира от фотодетектор, поставен в същия корпус с лазерен диод.
Сервото започва да генерира импулси за първоначално търсене на фокус (FSR), които се изпращат към фокусни серво веригии след това през драйвера към фокусиращия обектив. Фокусното серво е проектирано да компенсира удара на CD (нагоре и надолу). Драйверът (изходен етап) се използва за усилване на мощността на сигналите. Лещата започва да се движи нагоре и надолу. Когато лъчът е точно фокусиран върху повърхността на компактдиска, сигналът за грешка при фокусиране FE = (A + C) - (B + D) ще стане минимален, импулсите на FSR ще бъдат изключени и сервото на фокуса ще започне да управлява фокусиращата намотка използва FEM сигнала, който е коригиран сигнал. След успешно фокусиране се извежда сигнал FOK (FocusOk). Ако след 3-4 FSR импулса FOK сигналът не се генерира, тогава се открива липсата на CD и плейърът спира да работи.
FOK сигналът отива към серво вериги за управление на скоростта на двигателя(SUSVD). Те генерират сигнали MON (разрешаване), MDS (скорост), MDP (фаза), CLV (контрол) за управление на работата на двигателя и регулиране на неговата скорост. Двигателят започва да се върти и да набира скорост. При някои грамофони импулсите за стартиране на двигателя се генерират дори преди да се приложи сигналът FOK заедно с импулсите на FSR. При постоянна ъглова скорост на въртене от началото до края на диска диаметърът на коловоза и линейната скорост се увеличават. SUVD поддържа линейната скорост на въртене на диска на постоянно ниво и след спиране на плейъра забавя оборотите на двигателя.
Номиналната скорост на прочетената информация от диска е 4,3218 Mbit/s.
В същото време сигналът FOK отива на проследяващо сервои активира работата му. Тази серво верига гарантира, че лъчът се движи точно в центъра на пистата. Сигналът за грешка при проследяване (TE = E-F) се използва за проследяване на позицията на лъча. Филтрираният високочестотен компонент на TE сигнала (TER сигнал) се подава към проследяващата бобина. Проследяващата бобина премества обектива в посока, перпендикулярна на пистите и може да прочете до 20 песни, без да мести LH. Филтрираният нискочестотен компонент на TE сигнала (RAD сигнал) се подава към позициониращия мотор, който придвижва LG през полето на диска. Лазерната глава се движи периодично, когато броят на прочетените песни е извън обхвата за проследяващата бобина.
Схемите за проследяване не могат самостоятелно да определят местоположението на лъча върху информационния път или между тях. За това се използва огледален детектор, който определя позицията на лъча от амплитудата на високочестотния EFM сигнал и го коригира. Ако лъчът е между пистите, тогава амплитудата на EFM сигнала е минимална. Ако проследяването е успешно, сервото за проследяване ще генерира сигнал TOK (Tracking OK).
След това започва четенето на информация от диска. Импулсно от импулси от кристален осцилатор, PLL детекторнастройва честота и фаза към високочестотния EFM сигнал и извлича данни от него. В регистър за смяна серийните данни се преобразуват в паралелни данни. След това информацията се декодира, подлага се на първоначална обработка (деинтерливинг, корекция на грешки и т.н.) и се поставя в буфера "полусъстояние". SASVD поддържа запълване на буфера от 50%. Ако оборотите са ниски и буферът е по-малко от 50% пълен, сервото ще увеличи оборотите и обратно. Можете да забавите диска за известно време, но звукът няма да бъде прекъснат. Това се дължи на наличието на буфер. Подобен принцип на работа в AntiShock-схемите, но те имат по-висок капацитет и процент на запълване.
Информацията се записва и чете в буфера от WFCK и RFCK импулси, съответно. Прочетената информация е разделена на аудио данни и подкод. Подкодът е служебна информация, която съдържа битове за синхронизация, информация за текущата песен, време. Подкодът използва серво вериги, за да позиционира лазерната глава до желаната точка. Скоростта на потока на субкод е 58,8 kbps. Аудио данните се обработват в аудио вериги и се извежда аналогов аудио сигнал.
1.3 Преобразуване на аудио
Преобразуването на звука от цифров в аналогов формат се извършва в звукови вериги. Първоначално данните от левия и десния канал се смесват (мултиплексират) и се поставят в един и същ поток. Аудио данните се подлагат на допълнителна обработка (интерполация, заместване) в цифрови аудио вериги.
Могат да се използват цифрови филтри и схеми OVERSAMPLING за подобряване на качеството на звука и намаляване на шума. Цифровите филтри преобразуват битовата дълбочина на аудиосигнала от 16 на 18 или 20 бита, намалявайки стъпката на квантуване в изходния сигнал. При използване на 18-битов филтър и DAC, стъпката се намалява с коефициент 4 и съответно звукът става по-приятен. Вериги за бързо вземане на проби преместват шума от квантуване (> 22 kHz) към по-високи честоти. Данните за DAC се четат и преобразуват при 2, 4, 8 или 16 пъти номиналната скорост.
DAC преобразува цифровите сигнали в аналогова форма. Има два варианта (фиг. 1.5).
Ориз. 1.5. Активиране на DAC в звукови вериги
При скъпите модели опцията, показана на фиг. 1.5, а. Мултиплексираният цифров сигнал се подава към демултиплексора, който го разделя на 2 цифрови потока, съответно за левия и десния канал, използвайки тактови импулси. Всеки канал използва собствен DAC. В друга версия (фиг. 1.5, b) се използва един DAC, аналоговият сигнал от който се разделя с превключвател на два канала. И в двата случая линията на закъснение се използва за подравняване на данните за левия и десния канал.
Аудио сигналите от изхода на DAC се усилват и подават към изходните филтри. Филтрите изрязват високочестотни компоненти (> 20 kHz), квантуват шума и изглаждат стъпката.
Аудио вериги използват транзисторни превключватели, които се управляват от MUTE сигнала и късо свързват изходния сигнал към корпуса. Ако дискът се чете нормално, тогава в режим "Възпроизвеждане" или "Бърза песен" процесорът изключва заключването на звука. Във всички останали режими функцията MUTE е активирана.
Качеството на аудиосигнала директно зависи от качеството на филтъра. В скъпите модели се използват филтри от по-висок порядък.
1.4 Работа на плейъра в различни режими
1.4.1 Зареждане на диск
Когато плейърът е включен в мрежата, се генерира сигнал за нулиране, който нулира регистрите на процесора. Процесорът проверява позицията на каретката, лазерната глава (ако е необходимо, позиционира в изходна позиция) и наличието на CD. При някои модели, ако има диск, плейърът влиза в режим на възпроизвеждане.
Когато се натисне клавиша "Отваряне / затваряне", процесорът изпраща сигнал към двигателя на каретката, каретката се измества. Когато каретката е напълно изтеглена, се задейства крайният превключвател "Крайна позиция на каретката" и процесорът спира двигателя. Някои модели грамофони използват електрически вериги без крайни прекъсвачи, които според тока, изтеглен от двигателя, определят началната и крайната позиция на каретката.
Дискът е монтиран в каретата. Чрез повторно натискане на бутона "Отваряне / затваряне" процесорът стартира двигателя. Каретката се придвижва, докато се задейства крайният превключвател "Начална позиция на каретката". Дискът се монтира на масата и се притиска към нея. Плейърът се опитва да прочете заглавието на диска.
Информацията от диска се чете от центъра. Физически заглавието се намира в началото на компактдиска. Той съдържа информация за броя на песните, общото време и т.н. Ако информацията се счита за успешна, на екрана ще се покажат характеристиките на диска. В противен случай на дисплея ще се появи „Грешка“, „Няма диск“ или „-“, а при някои модели режимът на възпроизвеждане ще бъде деактивиран.
1.4.2 Възпроизвеждане
LG започва да чете диска, търси началото на първата песен и започва да я възпроизвежда. Номерът на песента и часът се показват на дисплея едновременно.
1.4.3 Пауза
Възпроизвеждането на диск е на пауза. Аудио изходът е блокиран. Лазерната глава остава на едно място.
1.4.4 Превъртане на песни "<<",">>"
LG търси началото на желаната песен и започва да я възпроизвежда.
1.4.5 Превъртане на запис "<", ">
В този режим песента се възпроизвежда с по-бърза скорост. Процесорът генерира сигнали JF (скок напред) и JP (скок назад). Проследяващата намотка и LH се движат бавно напред (назад). Лъчът за четене непрекъснато прескача от текущата песен към следващата. Детекторът отчита броя на пресечените следи. Съответно се генерира сигнал за управление на проследяващата бобина (до 25 писти) и позициониращия мотор. Аудио изходът е леко намален по амплитуда.
Въведение Не забравяйте, че в дните на MS-DOS имаше драйвер, който ви позволява да записвате до 800 KB информация на нормална 740 KB дискета? Помните ли 900.com? О, времена, за морала! Днес, когато флопи дисковете отдавна излязоха от мода и капацитетът на носителите за масово съхранение надхвърли границата от 650 MB, старите идеи дават нови издънки ...
Капацитетът на CD-R/RW дисковете, обявен от производителя, винаги е много по-малък от физическия капацитет на даден диск и е равен на количеството информация, което може да бъде записано в MODE 1. Разбира се, в допълнение към MODE 1, има и други режими на запис на данни, които се различават един от друг на първо място капацитет и надеждност.
Ако целостта на данните не е преобладаващият фактор, капацитетът на лазерния диск може да бъде значително увеличен, спечелвайки около 15% допълнително пространство чрез елиминиране на излишните кодове за корекция на Рийд-Соломон. Използването на неизползвани субкод канали дава още 4% от капацитета, а отхвърлянето на извеждащата зона - 2%. И накрая, не забравяйте за такава полезна функция като overburn ("преизгаряне" на диска).
Така на обикновен лазерен диск от 700 MB, ако желаете, можете да съхранявате от 800 MB до ~ 900 MB данни, а на 90-минутен - от 900 MB до 1 GB. По-долу ще бъде обяснено как.
Колко бита има в един байт? Точно така, осем. Колко бита има в седемстотин мегабайта? И зависи в какви мегабайти! Така, например, стандартен 700 MB CD-R / RW диск съдържа най-малко 23 милиона бита или около три гигабайта "сурова" информация, повечето от които се изразходват за структури от данни за услуги, които осигуряват работоспособност на лазерен диск. Колосалната излишество на приетата система за кодиране се обяснява с физическите свойства на светлинния лъч, който поради своите вълнови свойства просто се огъва около единични „ями“ и „земи“. Минималното „скално образувание“, разпознаваемо уверено от лазерен лъч, е последователност от три „ями“ („земи“), съответстващи на три логически нули. Преходът от пита и ленду или обратно - съответства на логическа единица. Тъй като две съседни винаги са разделени с най-малко три нули, трябва да се прибегне до сложна система за преобразуване, която преобразува всеки 8-битов знак от оригиналните данни в 15-битова EFM дума (от английски Eight до Fifteenth Modulation - Modulation Eight до петнадесет), а EFM -думите не могат да следват плътно една след друга (помислете какво ще се случи, ако след EFM дума, завършваща на едно, опитате да напишете EFM дума със същата и започваща) и са принудени да бъдат разделени от три сливащи се бита. По този начин за всеки 4 бита от оригиналните данни има 9 физически бита. Очевидно стандартната схема на модулация не е идеална и оставя достатъчно място за нейното подобряване (вижте раздела „Резерв-6 или допълнителни източници на капацитет“).
Най-малката част от данни, която може да се адресира директно на софтуерно ниво, е сектор (или, в терминологията на Audio CD, блок). Един блок се състои от 98 кадъра, всеки от които от своя страна съдържа 24 байта полезни данни, 8 байта кодове на Рийд-Соломон, често наричани CIRC кодове, въпреки че от техническа гледна точка това не е съвсем вярно, 3 синхробита и 8-битови субкод канали - по един бит за всеки от осемте канала, условно обозначени с латинските букви P, Q, R, S, T, U, V и W, съответно. Q-каналът съхранява служебна информация за разположението на диска, P-каналът се използва за бързо търсене на паузи, останалите канали са безплатни.
По този начин ефективният капацитет на един блок е 2352 байта или дори 2400 байта, като се вземат предвид каналите на подкод (от 98 байта данни за подканала 34 байта са дадени за нуждите на услугата). Коригиращите кодове на Reed-Solomon позволяват коригиране на до 4 повредени байта на кадър, което е 392 байта на блок.
Дисковете с данни (CD-Data), водещи своето родословие от аудио-дискове, поддържат два основни режима на обработка на данни: РЕЖИМ 1 и РЕЖИМ 2. В РЕЖИМ 1 от 2352 байта суров секторен капацитет, само 2048 байта се дават директно за потребителски данни. Останалите се разпределят между заглавката на сектора (16 байта), контролната сума на сектора (4 байта) и допълнителните коригиращи кодове, които увеличават устойчивостта на диска срещу физически повреди (276 байта). Останалите 8 байта не се използват по никакъв начин и обикновено се инициализират на нула.
В режим РЕЖИМ 2 от 2352 байта необработен секторен капацитет, само 16 байта са разпределени за служебни структури (заглавка), а останалите 2336 байта съдържат потребителски данни. Лесно е да се види, че при запис на диск в РЕЖИМ 2 ефективният му капацитет става с ~ 15% повече, но надеждността на съхранение на данни е приблизително една трета по-ниска. Въпреки това, ако използвате висококачествени носители за съхранение (от водещите марки в индустрията) и боравите с тях внимателно, рискът от непоправимо унищожаване на данните е доста нисък (вижте „Приложение: Тестване на дискове за надеждност“). В допълнение, много формати на данни безболезнено понасят дори множество изкривявания с умерена и висока тежест. Тази категория включва DivX, MP3, JPEG и други типове файлове. С известна степен на риск можете да пишете архиви и изпълними файлове, загубата на които няма да ви притеснява много или които могат да бъдат възстановени от основното хранилище (например при прехвърляне на файлове между компютри, дублиране на наети дискове и т.н. .).
Pure MODE 2 е изключително рядък в природата, но трябва да се справяме с производните му буквално на всяка стъпка. Това CD-ROM XA MODE 2 (използва се в многосесийни дискове), и Video CD / Super Video CD, и CD-I и много други.
Форматът CD-ROM XA, възникнал на основата на MODE 2, се сравнява благоприятно със своя предшественик чрез възможността за динамична промяна на типа на песента по цялата му дължина. Част от песента може да бъде записана в режим FORM 1, почти идентичен с MODE 1, но използвайки осем предварително празни байта за нуждите на специален хедър, а част - във FORM 2, - подобрен РЕЖИМ 2: 2324 байта потребителски данни, 16 байта основни и 8 байта спомагателни заглавки плюс 4 байта контролна сума за контрол на целостта (но не и възстановяване!) на съдържанието на сектора. FORM 1 трябваше да се използва за данни, критични за унищожаване (изпълними файлове, архиви и т.н.), а FORM 2 - за аудио/видео данни. Уви, тези планове не бяха предопределени да се сбъднат и режимите FORM 2 не получиха широко разпространение. Единственият повече или по-малко популярен формат, базиран на XA MODE 2 FORM 2, е Video CD / Super Video CD, който ви позволява да записвате до 800 MB информация на обикновен диск от 700 MB и 900 MB за 90 минути (плюс презаписване ), което е с около четири мегабайта по-малко от чистия MODE 2, но такива загуби могат да бъдат пренебрегнати. Но за разлика от чистия MODE 2, форматът Video CD / Super Video CD се поддържа от операционни системи Windows и Linux.
Фигура 1. "Таблица на ранговете" - диаграма на разпределението на обема на лазерен диск в различни структури. Както можете да видите, малко повече от половината от общото дисково пространство е разпределено за потребителски данни.
Фигура 2. Повърхност на лазерен диск под електронен микроскоп. Виждат се редуващи се вериги от вдлъбнатини - "ями" (от англ. pit - дупка, вдлъбнатина) и хълмове - "земи" (от англ. land - равнина, земя). Земите отразяват по-голямата част от светлината на падащия върху тях лазерен излъчвател, а ямите, поради отдалечеността си от фокусната точка, не отразяват практически нищо (снимка е взета от уебсайта на EPOS).
Фигура 3. „Ями“ и „Земи“ образуват вериги с дължина от три до десет „Ями“ („Земи“) всяка. Преходът от "яма" към "земя" (или обратно) съответства на логическа единица, а логическата нула изглежда няма преходи на това място. Тъй като диаметърът на фокусираното лазерно петно е равен на три „ямки“, по-късите вериги вече не се разпознават от лазера, а ограничаването на дължината на веригите отгоре се дължи на степента на точност на генератора на часовника и равномерност на въртене на диска. Всъщност, ако точността на такъв генератор е около 10%, тогава при измерване на верига с 10 ямки получаваме грешка от 1 яма (снимката е взета от уебсайта на EPOS). Някои производители намаляват дължината на една "яма" с 30%, което увеличава ефективния капацитет на диска със същото количество. Възниква въпросът: как тогава задвижването успява да определи дължината на тази или онази верига? Всъщност, при липса на каквито и да е референтни стойности, проводникът е принуден да сравни дължината на „ямките“ със стандартния стандарт, което означава, че верига от N уплътнени „ямки“ ще се интерпретира като N / 2! След като разглоби фърмуера на моя PHILIPS "a, авторът установи, че устройството има автоматичен регулатор на скоростта, който избира такава стойност на T, която би съответствала на най-малкия брой грешки при четене.
Фигура 4. CD-R дисковете нямат никакви „ямки“ в буквалния смисъл на думата, но те са заменени от специален слой горяща боя, която деформира отразяващия слой и предотвратява отразяването на лазерния лъч на това място. Въпреки това, от гледна точка на CD-ROM устройство, щампованите и CD-R дисковете изглеждат почти еднакви, с изключение на това, че щампованите дискове са по-контрастни (снимката е взета от уебсайта на EPOS).
Проблеми
Сам по себе си, MODE 2 не създава никакви затруднения. Това е стандартен режим, който се поддържа от всички устройства, носители и драйвери като стандарт. Проблемът е, че прамайката на ISO9660 и цялото й поколение налагат сериозни ограничения върху размера на сектора, изисквайки той да бъде степен на две (тоест равен на 512, 1024, 2048, 4096 ... байта). Размерът на областта с потребителски данни на сектора, записан в MODE 1, отговаря на това изискване (211 = 2048), но MODE 2 не отговаря и в края на сектора има "опашка" от 288 неизползвани байта (211 + 288 = 2336).Професионалните програми за "записване" ви позволяват да записвате диск както в XA MODE 2 FORM 1, така и в XA MODE 2 FORM 2, но това не увеличава обема му нито на йота, тъй като опашката на секторите, записани във FORM 2, е принудена да се изпразни, намаляване на надеждността на съхраняване на данни и даване на нищо в замяна.
Теоретично е възможно да се създаде драйвер, който превежда n MODE 2 сектора в k * n MODE 1 сектори (и такъв драйвер наистина е създаден от истински автор), но целесъобразността от използването му е силно съмнителна, тъй като не всеки потребител ще се съгласи да инсталира "занаятчийски" драйвер в своята система - грешките в драйверите често са много скъпи (до загубата на всички данни на твърдия диск) и програмистите, като всички хора на този свят, са склонни да правят грешки. По един или друг начин авторът се отказа от идеята да използва драйвера, тъй като тестването му изглеждаше като твърде мащабен проект.
Video CD / Super Video CD не е много по-добър. На пръв поглед изглежда: добре, какви проблеми може да има? Вземете Ahead Nero Burning ROM, изберете Video CD от менюто на диалоговия прозорец "Нова компилация" и ... дискът всъщност е записан, но само в MPEG1. Форматът Super Video CD от своя страна отговаря на MPEG2. Тук няма измама - получавате 800/900 MB истински MPEG1 / MPEG2, което е със 100 MB повече от капацитета на стандартен CD-R.
В същото време използването на DivX (MPEG4) дава значително по-голямо увеличение на капацитета, компресирайки два Video CD в един CD-ROM. Но какво ни пречи да запишем същия MPEG4 или MP3 във формат Video CD? Уви, не всичко е толкова просто! Повечето програми за запис (включително Ahead Nero Burning ROM) извършват задълбочена проверка на всичко записано на диска и, когато се сблъскат с MPEG-4, или го прекодират принудително в MPEG1 / MPEG2, или изобщо отказват да пишат. Мотивацията за това е, че Video CD трябва да отговаря на стандарта, в противен случай не е Video CD. Всъщност самостоятелните видео плейъри поддържат строго определени типове дискове и им липсва интелигентност и хардуерна мощност за декодиране на MPEG4. Персоналният компютър е друг въпрос. С подходящите кодеци той ще възпроизвежда всеки мултимедиен формат, без значение как е записан.
Но дори и магически да „отучите“ Ahead Nero Burning ROM да задавате ненужни въпроси и да го накарате да записва MPEG4 като Video CD, това няма да ви доведе до никъде, тъй като операционните системи Windows „поддържат“ Video CD по много перверзен начин. Виждате ли, "суровият" видео поток в "реалния" MPEG1 / MPEG2 формат не им подхожда и те насила добавят към него своя RIFF заглавка (Resource Interchange File Format), който изрично посочва файловия формат. Очевидно след подобни интервенции няма да се възпроизвежда нормален формат и опитът за възпроизвеждане на MPEG4 като MPEG1 / MPEG2 едва ли ще се увенчае с успех.
Задънен край? Въобще не! Има изход от всяка ситуация и не един ...
Фигура 5. Записване на Video CD / Super Video CD с Ahead Nero Burning ROM. Капацитетът на един такъв диск е около 800 MB (900 MB за 90-минутни CD-R), но оригиналните данни трябва да бъдат представени във формат MPEG1 / MPEG2.
Решение
Решението на проблема с MODE2 се свежда до запис на диск, който не е в режим ISO 9660. Най-простото нещо е да подредите всеки файл като независима песен, като напълно изоставите използването на файловата система. Разбира се, такъв диск няма да бъде прочетен от стандартните средства на операционната система, но съдържанието на такава песен може лесно да се „грабне“ на твърдия диск и да се прочете от там по нормален начин. Единственият недостатък на това решение е невъзможността за възпроизвеждане на записания файл директно на самия диск, което създава определени проблеми и създава неудобство за потребителите на Windows, които са свикнали да отварят всеки файл с просто щракване на мишката и които не са съгласни да извършват никакви допълнителни действия. Вярно е, че UNIX общността, умело овладявайки клавиатурата, пакетните файлове и скриптовете, решава този проблем без проблеми. Наистина, ограбването на песен е лесно за автоматизиране (и ще покажем как по-късно) и преди да започнете да възпроизвеждате файл, изобщо не е необходимо да чакате цялата песен да бъде извлечена - тези операции могат да се извършват паралелно ( в крайна сметка Windows и UNIX са многозадачни системи!).Като алтернатива можете да запишете диск във формат Video CD. За да направим това, ни е необходима програма, която не е твърде педантична по отношение на изискванията на Стандарта и послушно записва всичко, което й се дава. Естествено, ако форматът на записаните файлове е различен от MPEG1 / MPEG2, при опит за възпроизвеждане ще възникнат сериозни проблеми, тъй като операционната система Windows принудително „залепва“ заглавката на MPEG1 върху тях, което дълбоко подвежда стандартния медиен плейър, често граничещи със замръзване. Има поне два изхода от тази ситуация: най-простият (и най-универсалният) е да се оборудва системата със специален DirectShow - филтър, който поддържа RIFF / CDXA - синтактичен анализ (наричан още "парсинг" от английския парсинг). Пример за такъв филтър е XCD DirectShow филтър / NSIS инсталатор от Alex "a Noe and DeXT", който може да се намери тук. Друг начин е да използвате софтуер, който безопасно носи "допълнителното" заглавие и го игнорира (например Freecom Beatman CD / MP3 Player).
Практическа магическа сесия в РЕЖИМ 2
Сред програмите, които поддържат запис на диск в режим MODE 2, на първо място трябва да се подчертае помощната програма CDRWin, която винаги е обичана от професионалистите. Това е изключително мощен инструмент, чиито възможности са ограничени само от въображението на самия горел. Най-новата версия на програмата може да бъде изтеглена по-специално от тук. Конзолното издание на програмата, управлявано от командния ред, което се намира тук, също ще бъде полезно.Ще започнем процеса на запис на диска, като подготвим изходния файл. Първото и единствено изискване за него ще бъде подравняването на дължината му към цял брой сектори. Нека дължината на файла е 777.990.272 байта, след което за да се побере в цяло число от 2336-байтови сектори, трябва или да отрежем 1824 байта от края на файла, или да добавим 512 нули към него. Аудио/видео файловете безболезнено понасят както отрязването на тялото си, така и "боклука" в опашката. И двете от тези операции могат да се изпълняват във всеки HEX редактор, например HIEW "e. Отрязването на файловете е много просто. Отворете файла, стартирайте стандартния калкулатор на Windows и, като преминете към режим "Инженеринг", преобразувайте десетичната дължина на файла в шестнадесетичната му стойност: 777990272 - 1824
Нека да преминем към втория етап - създаване на файл с cue sheet, съдържащ цялата информация за структурата на изгореното изображение. Типичен файл с реплика трябва да изглежда така:
FILE "my_file.dat" ДВОИЧЕН
ПИСТА 1 РЕЖИМ 2 / 2336
ИНДЕКС 1 00:00:00
Тук: "my_file.dat" е името на файла, който се записва на диска, "TRACK 1" е номерът на песента, "MODE2 / 2336" е режимът на запис, а "INDEX 1" е индексният номер във файла . Можете да прочетете повече за синтаксиса на cue sheet файлове в документацията, предоставена с CDRWin.
Поставете CD-R / CD-RW диска в устройството, стартирайте CDRWin, щракнете върху "Зареждане на Cuesheet" и посочете пътя към новогенерирания cue-файл. След като изчакате завършването на неговата компилация, натиснете "Record Disk", след като се уверите, че квадратчето за отметка RAW MODE не е включено. Това всъщност е всичко. Въпреки факта, че размерът на оригиналния файл е много по-голям от декларирания капацитет на диска, процесът на запис протича без проблеми.
Фигура 6. Записване на 800/900 MB диск в MODE 2 с помощта на CDRWin. Оригиналните данни могат да бъдат представени във всякакъв формат, но такъв диск не се поддържа от стандартните средства на операционната система.
Опитът обаче да видите съдържанието на новозаписан диск с помощта на стандартни инструменти на операционната система не води до нищо добро и те се опитват да ни убедят, че този диск е празен. Но това не е така! Стартирайте CDRWin, изберете "Extract Disc / Tracks / Sectors" и в прозореца "Track Selection" виждаме нашата песен TRACK 1 лично. Искате ли да го загубите? С леко движение на мишката преместете „Режим на извличане...“ на „Избор на песен“, а в „Опции за четене“ премахнете отметката „RAW“ не е включен в нашите планове по никакъв начин). Избираме песента, която ще извлечем, и след като сме избрали номиналната скорост на четене, щракваме върху "СТАРТ" (четенето на MODE 2-track при максимална скорост често води до множество грешки).
Фигура 7. Четене на диск, записан в РЕЖИМ 2, посредством CDRWin чрез предварително копиране на една или няколко песни на твърдия диск.
Връщайки файла към законното му разширение (което е препоръчително да бъде написано върху кутията на диска с химикал, тъй като е необратимо загубен по време на процеса на запис), стартирайте „Universal Player“ (или всеки друг аудио / видео плейър по ваш избор) и се отпуснете в свободното си време.
Ако желаете, процесът на "ограбване" на файл може да бъде автоматизиран с помощта на помощната програма SNAPSHOT.EXE от пакета с версия на конзолата CDRWin. С помощта на помощната програма MAKEISO.EXE, предоставена с CDRWin, създайте една законна песен, записана във формат MODE 1 / ISO9660 и съдържаща пакетен файл за автоматично извличане на избрания от потребителя MODE 2-запис. Вижте документацията на CDRWin за подробности относно този процес. Минимални умения за програмиране също няма да ви навредят.
Практическа магическа сесия на видео компактдиск
За да запишете DivX / MP3 файлове във формат Video CD, се нуждаем от помощната програма MODE 2 CD MAKER, безплатно копие на която можете да намерите тук. Ако намирате командния ред за обезсърчаващ (а MODE 2 CD MAKER е помощна програма за командния ред), използвайте специалната графична обвивка, която изтегляте от тук.Интерфейсът на програмата е прост и доста традиционен: плъзгате и пускате записаните файлове в голям бял прозорец (или щракнете върху „Добавяне на файлове“), в долната част на който се показва индикатор за змия, показващ използвания обем. По подразбиране програмата е настроена на РЕЖИМ 2 ФОРМА 1 (2048 байта на сектор) и за да превключите към РЕЖИМ 2 ФОРМА 2 (2324 байта на сектор), щракнете върху бутона "Настройване / премахване на форма 2".
Друго вредно подразбиране - да се постави всеки файл в "собствена" песен - се деактивира, като се постави отметка в квадратчето срещу елемента "Single Track". Факт е, че създаването на една песен отнема около 700 Kb дисково пространство и отделният запис на голям брой файлове става просто нерентабилен (въпреки че диск, записан в режим на една песен, не се поддържа от операционната система Linux).
Накрая, когато всички приготовления са завършени, натискате "Write ISO" и след известно време на диска се образува CUE изображение, за което можете да използвате същия CDRWin или Alcohol / Clone CD, но това не е за всеки.
Фигура 8. Записване на 800/900 Mb Video CD диск с помощта на MODE 2 CD MAKER "a. Ако са инсталирани филтри RIFF / CDXA, такъв диск се поддържа доста правилно от операционната система.
Не забравяйте да инсталирате специален DirectShow филтър, без който няма да можете да работите с Video CD в нормален режим!
Резерв-6 или допълнителни източници на капацитет
Вярвате или не, 800/900 MB дисково пространство е далеч от ограничението! В допълнение към основния канал за данни, в който всъщност се съхраняват сурови сектори, има и субкод канали, в размер на осем броя. Един от тях се използва от устройството за позициониране на оптичната глава, а останалите седем са безплатни. Общо губим около 64 байта на сектор, или ~ 20 MB за стандартен 700 MB диск.За съжаление, директното съхранение на потребителски данни в канали за субкод е невъзможно, тъй като операционните системи от семейството на Windows отказват да поддържат тази възможност. Също така няма подходящи помощни програми от разработчици на трети страни. Въпреки това, не е трудно да се скрие поверителна информация, която не е предназначена за любопитни очи, в канали за подкод.
С помощта на Clone CD или друга копирна машина с подобна цел, направете изображение на записваемия диск, след като го поставите на CD-RW. В края на операцията на твърдия диск се формират три файла: IMAGE.CCD, който съхранява съдържанието на диска (съдържанието на TOC "a); IMAGE.IMG, който съхранява съдържанието на основния канал за данни и IMAGE.SUB с данни за подканала вътре Отворете последния файл в някакъв HEX редактор (например HIEW). Първите 12 байта принадлежат на P канала, предназначен за бързо търсене на паузи, няма да го докосваме (въпреки че преобладаващото мнозинство от съвременните устройства просто игнорират P-канала).Следващите 12 байта са заети от служебната информация на Q-канала, която съдържа В никакъв случай не трябва да се променя, в противен случай един или повече сектори вече няма да се четат. Байтове от 24 до 96 принадлежат към неизползвани субкод канали и могат да бъдат използвани по наша преценка.Те отново са последвани от 12 байта P/Q канали и 72 байта празни данни за подканала и т.н. - редуващи се в този ред до края на файл.
Чрез щракване
Внимание!Не всички устройства поддържат четене/запис на необработени данни от подканала. Уверете се, че в "Параметри на профила" Clone CD е настроен на "четене на подканали от записи с данни" и квадратчето за отметка "не възстановявайте данни за подканала" е премахнато. В противен случай ще се провалите.
Фигура 9. Използване на празни канали за подкод за скриване на поверителна информация от любопитни очи.
И накрая, могат да се получат допълнителни 13,5 MB поради извеждащата област на диска, която по принцип не трябва да се затваря. Дисковете с липсваща извеждаща област се четат доста успешно от огромното мнозинство от съвременните устройства и рискът от среща с "грешно" устройство е минимален. Просто премахнете отметката от квадратчето „винаги затваряй последната сесия“ в програмата за запис, която използвате.
Но това не е всичко! Недостатъците на стандартното EFM кодиране са очевидни (и това вече беше споменато по-горе), но е невъзможно да се наложат по-усъвършенствани методи за модулация на устройството. Все още не е възможно, но в обозримо бъдеще ситуацията може коренно да се промени. Вече се появиха рекордери, които ви позволяват "ръчно" да генерирате битове за сливане (което значително опростява копирането на защитени дискове), но все още няма устройства, които ви позволяват да четете битове за сливане от нивото на интерфейса на йерархията на управлението. Независимо от това, почти всяко съществуващо CD-ROM / CD-RW устройство се поддава на подходяща модификация - само леко надстройте фърмуера му. Експериментирайки с внезапно починалия си PHILIPS - моделът CD-RW 2400 (автоматичният регулатор на скоростта "летя", в резултат на което устройството винаги работи с 42x скорост, четейки само висококачествени дискове), авторът увеличи физическата плътност на съхранение на информация с 12%, и Това е практически без да се жертва надеждността. Благодарение на това ефективният капацитет на 700 MB диск се е увеличил до един гигабайт!
Основният (и единствен) недостатък на този метод на запис е неговата несъвместимост със стандартното оборудване и в резултат на това пълна непоносимост. Независимо от това, предложената технология изглежда доста обещаваща и обещаваща ...
Приложение: Тестване на устройства за надеждност
Използването на режим MODE 2 налага доста строги изисквания както към качеството на самите носители, така и към технологичното съвършенство на устройствата за запис и четене. В противен случай рискът от необратима загуба на данни става твърде голям, а самият MODE 2 е непрактичен.Безсмислено е да тествате току-що записани дискове. Първо, трябва да знаем естеството на увеличаването на броя на унищоженията с течение на времето и, второ, трябва да съберем определени статистически данни за надеждност за няколко партиди от едни и същи носители.
За да получите надеждни резултати, абсолютно не е необходимо да изследвате дискове, записани в MODE 2. От физическа гледна точка, MODE 1 и MODE 2 са напълно идентични един с друг и всичко, което трябва да знаем, е дали възстановяващата способност на CIRC кодовете са достатъчни или не. Използвайки помощната програма Ahead Nero CD Speed или друга подобна помощна програма, тествайте колекцията си от CD-R / CD-RW за повреди. Зелените квадратчета означават добри сектори, чиито грешки при четене се възстановяват на нивото на CIRC декодера. Жълтите квадратчета символизират частично повредени сектори, които могат да бъдат възстановени на ниво MODE 1. На ниво CIRC такива грешки вече са невъзстановими и диск, съдържащ голям брой повредени сектори, е абсолютно неподходящ за запис в режим MODE 2. Червените квадратчета показват напълно унищожени (нечетими) сектори, които не могат да бъдат възстановени на нито едно ниво. Наличието дори на единичен нечетлив сектор сигнализира за аномалия на ситуацията и изисква преход към дискове с по-високо качество или показва неизправност на устройствата за четене/запис (наличието на повреда в края на диска е напълно приемливо, тъй като има са 150 сектора от зоната след празнина, която не съдържа никакви данни).
Фигура 10. Заготовка от Verbatim (вляво), записана в TEAC 552E, демонстрира най-високото качество на записа, идеално за MODE 2. Заготовка от неназован производител (вдясно), записана на същото устройство, открива голям брой лоши сектори и за запис в РЕЖИМ 2 е неизползваем.
за какво е всичко това?... Цената на стотинките на "дискове" почти напълно обезценява предимствата на MODE 2. Въз основа на средната цена на диск от 15 рубли, сто допълнителни мегабайта ни спестяват малко повече от петдесет рубли, което значително намалява надеждността на съхранение на данни, което вече е малко на евтини дискове. Дори когато записваме 100 GB данни, печелим около 20 диска или малко по-малко от 300 рубли. Заслужава ли си свещта?
Всичко зависи от това какво да се запише. По-специално, когато прекодирате DVD към CD-R, качеството на изображението неизбежно се намалява и е твърде скъпо да запишете филм на два CD-R диска. Сто допълнителни мегабайта в такава ситуация са много полезни. От друга страна, когато се избира коефициент на компресия, никога не е възможно да се изчисли предварително точната дължина на прекодирания файл и колко досадно може да бъде, когато такъв трудно оформен файл надвишава обема на CD-R диск с някакви мижави 30-50 мегабайта! Трябва неохотно да изтриете файла от диска и да повторите отново цялата процедура на компресиране, която отнема от три до дванадесет часа, в зависимост от скоростта на вашия процесор. Излишно е да казвам, че записването на такъв файл в MODE 2 ви спестява много пари, но време.
Заключение
Лазерният диск в никакъв случай не е толкова просто нещо, колкото изглежда на пръв поглед, а фината структура на спиралния път съдържа много тайни и мистерии, само малка част от които бяха разгледани в тази статия. Не се страхувайте да преминете границата на установените догми и мнения, експериментирайте! Комбинирайте всички видове режими на запис и се насладете на нетривиалността на получените резултати. Може би някой от читателите по-късно ще реши да свърже не само професионалната си кариера с оптичните медии, но и живота си ...Основният пример за работа на полупроводникови лазери е магнитно-оптично съхранение (МО).
MO устройството е изградено върху комбинацията от магнитен и оптичен принцип на съхранение на информация. Информацията се записва с помощта на лазерен лъч и магнитно поле и се чете само с един лазер.
В процеса на запис на MO диска, лазерният лъч загрява определени точки на диска и под влияние на температурата съпротивлението срещу обръщане на полярността, за нагрятата точка, рязко спада, което позволява на магнитното поле да промени полярност на точката. След края на нагряването съпротивлението отново се увеличава, но полярността на нагрятата точка остава в съответствие с магнитното поле, приложено към нея в момента на нагряване. В наличните днес MO устройства се използват два цикъла за запис на информация, цикъл на изтриване и цикъл на запис. По време на процеса на изтриване магнитното поле има същата полярност, съответстваща на двоични нули. Лазерният лъч нагрява последователно цялата област, която трябва да бъде изтрита, и по този начин записва поредица от нули на диска. По време на цикъла на запис полярността на магнитното поле се обръща, което съответства на двоично. В този цикъл лазерният лъч се включва само в онези области, които трябва да съдържат двоични единици, а областите с двоични нули остават непроменени.
В процеса на четене от MO диска се използва ефектът на Кер, който се състои в промяна на равнината на поляризация на отразения лазерен лъч в зависимост от посоката на магнитното поле на отразяващия елемент. Отразителният елемент в този случай е точка, намагнетизирана по време на запис върху повърхността на диска, съответстваща на един бит съхранена информация. При четене се използва лазерен лъч с нисък интензитет, който не води до нагряване на зоната за четене, като по този начин по време на четене съхранената информация не се унищожава.
Този метод, за разлика от обичайния, използван при оптичните дискове, не деформира повърхността на диска и позволява повторно записване без допълнително оборудване. Този метод също има предимство пред традиционния магнитен запис по отношение на надеждността. Тъй като обръщането на намагнитването на дисковите секции е възможно само под въздействието на висока температура, вероятността от случайно обръщане на намагнитването е много ниска, за разлика от традиционния магнитен запис, загубата на който може да бъде причинена от случайни магнитни полета.
Областта на приложение на MO дисковете се определя от високите му характеристики по отношение на надеждност, обем и заменяемост. MO дискът е необходим за задачи, които изискват голямо дисково пространство, това са задачи като CAD, обработка на звуково изображение. Ниската скорост на достъп до данни обаче не прави възможно използването на MO дискове за задачи с критична реактивност на системите. Следователно използването на MO дискове в подобни задачи се свежда до съхраняване на временна или архивна информация върху тях. За MO дискове много полезна употреба е архивирането на твърди дискове или бази данни. За разлика от стримерите, които традиционно се използват за тези цели, при съхраняване на информация за архивиране на MO дискове скоростта на възстановяване на данни след повреда се увеличава значително. Това се дължи на факта, че MO дисковете са устройства с произволен достъп, което ви позволява да възстановите само данните, в които е открита грешка. Освен това при този метод на възстановяване не е необходимо напълно да изключвате системата, докато данните не бъдат напълно възстановени. Тези предимства, съчетани с високата надеждност на съхранението на данни, правят използването на MO дискове за архивиране печелившо, макар и по-скъпо от лентови устройства.
Използването на MO дискове също е препоръчително при работа с големи количества лична информация. Лесното изваждане на дисковете позволява използването им само по време на работа, без да се притеснявате за защита на компютъра в извънработно време, данните могат да се съхраняват на отделно, защитено място. Същото това свойство прави MO дисковете незаменими в ситуация, в която е необходимо да се транспортират големи обеми от място на място, например от работа до дома и обратно.
Основните перспективи за развитието на MO дискове са свързани преди всичко с увеличаване на скоростта на запис на данни. Бавната скорост се определя основно от алгоритъма за запис с два прохода. В този алгоритъм нули и единици се записват на различни проходи, поради факта, че магнитното поле, което задава посоката на поляризация на конкретни точки на диска, не може да промени посоката си достатъчно бързо.
Най-реалистичната алтернатива на двупроходния запис е технологията за смяна на фазата. Такава система вече е внедрена от някои производствени фирми. Има няколко други разработки в тази посока, свързани с полимерни багрила и модулации на магнитното поле и мощността на лазерното излъчване.
Технологията, базирана на промяна във фазовото състояние, се основава на способността на веществото да преминава от кристално състояние в аморфно. Достатъчно е да осветите определена точка от повърхността на диска с лазерен лъч с определена мощност и веществото в този момент ще се превърне в аморфно състояние. Това променя отразяващата способност на диска в този момент. Записването на информация е много по-бързо, но този процес деформира повърхността на диска, което ограничава броя на циклите на презаписване.
Технологията, базирана на полимерни багрила, също е презаписваема. При тази технология повърхността на диска е покрита с два слоя полимери, всеки от които е чувствителен към светлина с определена честота. За запис се използва честота, която се игнорира от горния слой, но предизвиква реакция в долния. В точката на падане на лъча долният слой набъбва и образува изпъкналост, което се отразява на отразяващите свойства на повърхността на диска. За изтриване се използва различна честота, на която реагира само горният слой на полимера; по време на реакцията издутината се изглажда. Този метод, подобно на предишния, има ограничен брой цикли на запис, тъй като повърхностната деформация възниква по време на писане.
Понастоящем вече се разработва технология, която позволява да се промени полярността на магнитното поле към противоположната само за няколко наносекунди. Това ще позволи промяна на магнитното поле синхронно с пристигането на данни за запис. Съществува и технология, базирана на модулирането на лазерното лъчение. При тази технология устройството работи в три режима - режим на четене с ниска интензивност, режим на запис със средна интензивност и режим на запис с висок интензитет. Модулирането на интензитета на лазерния лъч изисква по-сложна дискова структура и добавяне на иницииращ магнит пред отклонения магнит и имащ противоположен полярност на механизма на дисковото устройство. В най-простия случай дискът има два работни слоя - инициализиращ и записващ. Инициализиращият слой е направен от такъв материал, че инициализиращият магнит може да обърне своя полярност без допълнително лазерно действие. По време на записа инициализиращият слой се записва с нули и когато е изложен на лазерен лъч със среден интензитет, записващият слой се намагнетизира от инициализиращия слой, когато е изложен на лъч с висок интензитет, записващият слой се намагнетизира в съответствие с полярността на магнита за отклонение. По този начин записването на данни може да се осъществи с един ход при превключване на мощността на лазера.
Разбира се, MO дисковете са обещаващи и бързо развиващи се устройства, които могат да решават възникващи проблеми с големи количества информация. Но по-нататъшното им развитие зависи не само от технологията за запис върху тях, но и от напредъка в областта на други носители за съхранение. И ако не бъде измислен по-ефективен начин за съхранение на информация, MO дисковете може да заемат доминираща роля.
Външна памет
Оптични дискове
Оптичните (лазерни) дискове в момента са най-популярните носители за съхранение. Те използват оптичния принцип на запис и четене на информация с помощта на лазерен лъч.
Информацията върху лазерен диск се записва на една спирална писта, започваща от центъра на диска и съдържаща редуващи се области на вдлъбнатини и издатини с различна отразяваща способност.
При четене на информация от оптични дискове, лазерният лъч, инсталиран в устройството, удря повърхността на въртящия се диск и се отразява. Тъй като повърхността на оптичния диск има зони с различни отражателни способности, отразеният лъч също променя своя интензитет (логически 0 или 1). След това отразените светлинни импулси се преобразуват от фотоклетки в електрически импулси.
В процеса на запис на информация върху оптични дискове се използват различни технологии: от просто щамповане до промяна на отразяващата способност на областите на повърхността на диска с помощта на мощен лазер.
Има два вида оптични дискове:
CD-дискове (CD - Compact Disk, компакт диск), които могат да съхраняват до 700 MB информация; DVD-дискове (DVD - Digital Versatile Disk, digital versatile disk), които имат значително по-висок информационен капацитет (4,7 GB), тъй като оптичните писти върху тях са по-тънки и по-плътно опаковани.
DVD дисковете могат да бъдат двуслойни (8,5 GB капацитет), като и двата слоя имат отразяваща повърхност, която носи информация.
В допълнение, информационният капацитет на DVD дисковете може да се удвои допълнително (до 17 GB), тъй като информацията може да се записва от двете страни.В момента (2006 г.) на пазара навлизат оптични дискове (HP DVD и Blu-Ray), чийто информационен капацитет е 3-5 пъти по-висок от този на DVD дисковете поради използването на син лазер с дължина на вълната 405 нанометра .
Има три вида оптични дискови устройства:
- Без възможност за запис- CD-ROM и DVD-ROM
(ROM - памет само за четене, памет само за четене).
CD-ROM и DVD-ROM дисковете съдържат информация, записана върху тях по време на производствения процес. Писането на нова информация за тях е невъзможно.- Пишете веднъж и четете много пъти -
CD-R и DVD ± R (R - записваем).
Информацията може да бъде записана на CD-R и DVD ± R дискове, но само веднъж. Данните се записват на диска с лазерен лъч с висока мощност, който унищожава органичната боя на записващия слой и променя отразяващите му свойства. Чрез контролиране на мощността на лазера се получава редуване на тъмни и светли петна върху записващия слой, които при четене се интерпретират като логически 0 и 1.- Презаписваем- CD-RW и DVD ± RW
(RW означава Rewritable) CD-RW и DVD ± RW дискове могат да се записват и изтриват многократно.
Записващият слой е изработен от специална сплав, която може да се доведе до две различни стабилни агрегатни състояния чрез нагряване, които се характеризират с различна степен на прозрачност. При запис (изтриване) лазерният лъч загрява част от пистата и я прехвърля в едно от тези състояния.
При четене лазерният лъч има по-ниска мощност и не променя състоянието на записващия слой, а редуващите се участъци с различна прозрачност се интерпретират като логически 0 и 1.Основни характеристики на оптичните устройства:
капацитет на диска (CD - до 700 MB, DVD - до 17 GB) скоростта на пренос на данни от носителя към RAM - измерена във дроби, кратни на скоростта
150 Kbytes/sec за CD-устройства (Това е скоростта на четене на информацията, която имаха първите CD-устройства) и
1,3 MB / сек за DVD устройства
В момента широко се използват 52x-скоростни CD-устройства - до 7,8 MB / сек.
CD-RW дисковете се записват с по-ниска скорост (например 32x).
Следователно, CD-устройствата са маркирани с три числа "скорост на четене X скорост на запис CD-R X скорост на запис CD-RW" (например "52x52x32").
DVD устройствата също са обозначени с три числа (например "16x8x6"време за достъп - времето необходимо за търсене на информация на диска, измерено в милисекунди (за CD 80-400ms). При спазване на правилата за съхранение (съхранение в кутии в изправено положение) и експлоатация (без да причиняват драскотини и замърсявания), оптичните носители могат да съхраняват информация в продължение на десетки години.
Допълнителна информация за оформлението на диска
Индустриално произведен диск се състои от три слоя. На основата на диска от прозрачна пластмаса се нанася информационен шаблон чрез щамповане. За щамповане има специален матричен прототип на бъдещия диск, който притиска пистите върху повърхността. След това върху основата се напръсква отразяващ метален слой, а отгоре също се поставя защитен слой от тънък филм или специален лак. Към този слой често се прилагат различни рисунки и надписи. Информацията се чете от работната страна на диска през прозрачна основа.
Записваемите и презаписваемите компактдискове имат допълнителен слой. При такива дискове основата няма информационен модел, но между основата и отразяващия слой е разположен записващ слой, който може да се промени под въздействието на висока температура.По време на запис лазерът загрява определените области на записа слой, създаващ информационен модел.
DVD дискът може да има два записващи слоя. Ако единият от тях е изпълнен по стандартната технология, то другият е полупрозрачен, нанесен под първия и има прозрачност около 40%. За четене на двуслойни дискове се използват сложни оптични глави с променливо фокусно разстояние. Лазерният лъч, преминавайки през полупрозрачния слой, първо се фокусира върху вътрешния информационен слой и след завършване на четенето му се фокусира отново към външния слой.
Измина доста време от създаването на първия диск с оптичен начин за четене на информация. Такива дискове започнаха да се наричат компакт дискове или просто компактдискове. Първоначално компактдискове бяха разработени за звукозаписи, но се оказаха много удобни за съхранение и разпространение на доста значителни количества всякаква информация.
Цената за съхранение на мегабайт информация на компактдиск не надвишава стотни от цента. Следователно компютрите без CD устройство практически не се произвеждат сега. В резултат на масовата употреба, както самите дискове, така и устройствата за тях продължават да падат в цената в момента.
Laserdiscs CD-ROM Как се дешифрира ROM? Памет само за четене, само за четене. Информацията за такива дискове се записва в момента на производство, във фабриката. Писането на нова информация за тях е невъзможно. Информацията на диска е записана под формата на "ями" (pit - pit, depression).
Ямките са разположени по въображаема спирала, минаваща от центъра на диска до ръба. При четене лазерният диск, инсталиран в устройството, се върти с висока скорост. Лъчът на миниатюрен лазер в задвижването удря повърхността на въртящия се диск и се отразява. Тъй като лъчът или удря дупката, или не, интензитетът на отразения лъч "мига". Тези светлинни импулси се превръщат в електрически импулси с помощта на фотоклетки.
Записваеми лазерни дискове Значителен недостатък на компактдискове за дълго време беше, че можеха само да се четат. Този недостатък беше успешно преодолян: бяха разработени CD-R дискове, на които информацията може да се записва, но само веднъж (R означава записваем). И CD-RW дискове, на които информацията може да се записва многократно (RW - ReWritable, rewritable).
За записване и презаписване на такива дискове се използват специални устройства с достатъчно мощен лазер, способен да "запише" информация на диска. По своята структура CD-R дискът (празен за запис), както и неговият „щампован“ аналог, прилича на бутер пай. Основната разлика е активният (записващ) слой.
За основата на CD-R се използва същият поликарбонат, който се използва при производството на CD-ROM. Но релефът на основата е много по-сложен от този на щампован диск (CD-ROM). По време на производството основата на CD-R диск получава маркировка - непрекъснат спираловиден жлеб.
За съхраняване на информация в CD-R носители се използва "съхраняващ" слой от органичен полимер, който "потъмнява" при нагряване от лазерен лъч, а в CD-RW дисковете променя фазовото състояние (от кристално в аморфно и обратно), когато се нагрява с лазер и бързо се охлажда.
Още, повече и повече Информационният капацитет на CD-ROM е мегабайта, а скоростта на четене зависи от скоростта на въртене на диска в устройството. Първите CD-ROM устройства четат информация със скорост от 150 KB / s. Дисковите устройства непрекъснато се подобряват, скоростта на четене се увеличава. В съвременните устройства скоростта на четене (и скоростта на запис, ако е записващо устройство) може да бъде зададена в произволни единици, равни на същата "първа" скорост: 4x, 8x, ... 52x, ...
Може да има различни скорости за четене и писане. Например, етикетирането на CD-RW устройство "48x / 24x / 52x" означава, че максималната скорост за запис на CD-R дискове е 48x; множество за CD-RW дискове; четене - при 52x скорост.
DVD (цифрови видео дискове) напоследък станаха широко разпространени. В момента има няколко разновидности на DVD: сред тях има „щамповани“, записващи и презаписвани. Оптичните писти са поставени по-плътно върху тях, записът може да бъде от две страни, и на два слоя от всяка страна.
Следователно капацитетът им е много по-голям от този на компактдискове (4,7 - 9,4 GB). Скоростта на четене на DVD устройствата от първо поколение беше приблизително 1,3 MB / s. При следните модели скоростта може също да се задава кратно на "първата" скорост. Например, скоростта на 16x е приблизително 21 MB / s. Така най-простото и евтино устройство може да чете информация само от CD-ROM, а най-модерното и „готино“ може да чете и записва CD и DVD.
