Оптични носители. Оптично съхранение: настояще и бъдеще

1. Въведение

3.1. Технически характеристики на конкурентите

4. Перспективи за развитие на оптичните памети.

5. Сравнителен анализ на оптични устройства

5.1 ASUS DRW-1608P

5.2 NEC ND-3540A

6. Мерки за безопасност при работа с компютър

6.1 Организация на работното място

6.2 Мерки за безопасност

Заключение

Списък на използваната литература

1. Въведение

Оптичното съхранение претърпя значителни промени през последните няколко години. Днес оптичното устройство е неразделна част от компютъра - което определя актуалността на избраната тема.

Оптичното съхранение се превърна в неразделна част от компютъра, тъй като Различни софтуерни продукти (предимно игри и бази данни) започнаха да заемат значително място и доставката им на флопи дискове се оказа непосилно скъпа и ненадеждна. Затова те започнаха да се доставят на оптични дискове (същите като обикновените музикални), а някои игри и програми работят директно от оптичния диск, без да се налага копиране на твърдия диск.

Също така съвременният компютър е мощен мултимедиен център, който ви позволява да възпроизвеждате музика, да гледате филми.

Целта на тази дипломна работа е изследването на оптични устройства за съхранение. В процеса на обучение ще се изучават следните въпроси:

¾ История на създаването на оптично устройство

¾ История на развитие на оптичното съхранение

¾ Перспективи за развитие на оптично съхранение

¾ Сравнителен анализ на оптични устройства

¾ Мерки за безопасност при работа с компютър

2. Историята на създаването на оптично устройство

Оптичните дискове са на практика на същата възраст като персоналните компютри. И дори имат свои родители - винилови плочи. Годината на пристигането на оптичните дискове в съвременните технологии се счита за 1982 г. Тогава двете най-големи компании Philips и Sony се заеха с нови разработки. Главният изпълнителен директор на Sony Акио Морита, който също е известен с известния плейър Walkman, смята, че подобни дискове трябва да бъдат предназначени за слушане на класическа музика. А времето за възпроизвеждане на 9-та симфония на Бетовен беше взето като стандартна продължителност, която е приблизително 73 минути. Решено е стандартното време за игра да бъде равно на 74 минути 33 секунди. Така се ражда стандартът Red Book, който описва дисковия стандарт CD-DA (CD-Digital Audio). Освен това неговият предшественик беше стандартът за обикновен винил с продължителност 45 минути, който има най-лошото качество на звука и характеристики на носителя, който не може да се сравни с CD. Заедно със Sony, Philips също участва във формирането на стандарта "Червената книга". Бяха наложени строги изисквания към размерите, качеството на звука, метода на кодиране на данни и използването на единична спирална песен.

На CD-DA данните са представени, както следва.

Структурно целият диск може да бъде разделен на три основни части: входяща (вводна зона, която съхранява цялата информация за структурата и собствеността на диска), PMA (Програмна памет - самите данни) и извеждаща ( извеждаща област, състояща се от почти една) нули "и всъщност е индикатор за края на диска).

Цялата информация се записва на CD-DA под формата на песни, разделени с интервали (pre-gap), равни на 2 секунди. Може да има 99 такива песни и всяка от тях може да бъде разделена на 99 фрагмента. Концепцията за песните е донякъде второстепенна, но се вписва добре за най-простото описание на структурата на диска.

Всъщност информацията на диска се представя под формата на блокове-сегменти, които имат стандартен размер (2352 байта) и стандартна скорост на четене от 75 блока в секунда. Тоест, ако говорим за интервал от две секунди по дължина, тогава имаме предвид 150 "празни" блок-сегмента. Самите песни се състоят от блокове, пълни с информация.

Блоковият сегмент от своя страна се състои от 98 микрокадъра, всеки от които е 24 байта (192 бита). 24 байта могат да съдържат описание на стойностите на шестте дискретни проби на десния и левия канал. И дадената стойност от 2352 байта може да се получи чрез просто умножаване на 98 по 24. Така че, говорейки за този размер на сегмента, говорим само за чисто аудио информация.

3. История на развитие на оптичното съхранение

Разработена от Philips и Sony, нова спецификация за съхранение на цифрови данни на CD-носители стана известна като "Жълтата книга", а самите носители - CD-ROM (памет само за четене). Блоков сегмент от 2352 байта е преобразуван. Тоест стандартът е предвиден за видовете Mode 1, предназначени за съхранение на цифрови компютърни данни, и Mode 2 - компресирани графични, текстови и звукови данни. Блоков сектор от тип Mode 1 съхранява информация за корекция и корекция на грешки EDC/ECC (Код за откриване на грешки/Код за корекция на грешки) и е най-често срещаният. За корекция и корекция на грешки във всеки сектор са разпределени 288 байта. В резултат на това остават 2064 байта за информация, 12 от които са разпределени за синхронизация и 4 байта за заглавката на сектора.

По този начин основната минимална единица във формат CD-DA е песен, а в CD-ROM това е сегмент.

CD-ROM устройство за съхранение.

След пристигането на двата стандарта, описани от "Червената" и "Жълтата" книга, имаше един съществен проблем: медиите бяха строго обвързани с видовете устройства. Тоест, комбинацията от аудио и цифрови данни не беше реализирана по това време. Появиха се дискове със смесени формати, съхраняващи както CD-ROM, така и CD-DA данни. Освен това първите данни (CD-ROM) бяха записани в началото на диска. Това не е много удобно, тъй като аудио устройствата се опитват да прочетат първата песен, което може да навреди на аудио оборудването, а CD-ROM устройствата не могат да четат програмата и да възпроизвеждат аудио едновременно.

През ноември 1985 г. представители на водещи производители на CD-ROM се събраха, за да обсъдят проблемите със съвместимостта и общ тип структуриране на файловата система за всички носители. Тоест се изискваше стандарт за файловата система, структурата на писане и четене и т.н. Беше съставен документ, който представляваше спецификация (името на спецификацията е HSG), дефинираща логическите и файловите формати на компактдискове. Документът имаше препоръчителен характер и въпреки че по-късно определи много за технологичната индустрия като цяло, цветът на книгата така и не беше намерен за него. Предложението за формата на HSG-спецификация до голяма степен се основава на представянето на структурата на флопи диск, съдържащ нулева писта или системна писта, която съхранява данни за типа носител и неговата файлова структура с директории, поддиректории и файлове. Дискът е организиран малко по-различно. Тоест всички данни от този тип се съхраняват в сервизната и системната област. Първият съхранява информацията, необходима за синхронизация между носителя и устройството. Във втория - файловата структура и директните адреси на файлове в поддиректории са посочени, което намалява времето за търсене.

Три години по-късно (1988 г.) е приет международният стандарт ISO-9660, чиито основни разпоредби са много подобни на представянето на HSG. Този стандарт описва CD-ROM файловата система и има три нива. Първото ниво изглежда така:

Имената на файловете могат да бъдат дълги до 8 знака;

В имената на файловете се използват само главни букви, цифри и символът "_";

Не се допускат специални знаци в имената на файловете - "-, ~, =, +";

Имената на директории не могат да имат разширения;

Файловете не могат да бъдат фрагментирани.

Второто и третото ниво на ISO-9660 само улесняват и разширяват възможностите на първото. По-специално, на второ ниво са премахнати ограниченията за имената на файлове и директории (например вече е разрешено да се създават имена с дължина 32 знака), на третото ниво вече е разрешено да се фрагментират файлове . Струва си да се отбележи, че ISO-9660 от първо ниво стандартизира основно форматите на файловите системи MS-DOS и HFS (Apple Macintosh). Второто ниво в тези системи вече не се чете.

За Apple Macintosh има отделен стандарт за формат на файлова система HFS (Йерархична файлова система). Тази компютърна платформа има своя специална йерархия на файловата система, поради което този стандарт е търсен. Множество формати на файлова система могат да бъдат записани на един диск едновременно.

Спецификацията, разработена през 1991 г., е издадена като Orange Books. Те са две. Първият стандартизира магнито-оптични устройства за съхранение, които могат да изтриват и пренаписват информация. Втората книга е за устройства с еднократно записване, които могат да бъдат само презаписани. Тоест, втората книга се занимава с CD-R (Recordable). Постепенно съвременните технологии започнаха да позволяват пренаписване на дискове. Говорим за CD-RW (Rewritable) или CD-E (Erasable), които по същество са едно и също нещо. Тези медии и устройства за съхранение най-вероятно попадат в първата от Orange Books.

През 1993 г. излиза Бялата книга, която стандартизира нов продукт, Video CD, съвместно разработен от JVC, Matsushita, Sony и Philips. Този стандарт се основава на видеосистемата Караоке, разработена от JVC. Новият формат ви позволява да съхранявате 72 минути видео със стерео звук. Форматът на компресия е познат на мнозина - MPEG (Motion Picture Experts Group). Първата песен се записва във формат CD-ROM / XA, последвана от блок данни, съдържащ компресирано видео. Въз основа на придобиванията, получени чрез стандарта на Бялата книга, експертите впоследствие направиха значителни промени в Зелената книга.

В края на миналия век CD-R устройствата, които по това време достигнаха скорост на запис/четене от 8X / 24X, бяха заменени от по-универсални CD-RW устройства, които позволяват запис не само на дискове с еднократно записване, но и презаписваеми.

За разлика от органичните багрила, използвани за формиране на активния слой в CD-R дискове, при CD-RW активният слой е специална поликристална сплав (сребро-индий-антимон-телур), която преминава в течно състояние при силно (500-700°С). ° C) нагряване с лазер. С последващото бързо охлаждане на течните зони те остават в аморфно състояние, следователно тяхната отразяваща способност се различава от поликристалните области. Връщането на аморфните зони в кристално състояние се извършва чрез по-слабо нагряване под точката на топене, но над точката на кристализация (около 200 ° C). Над и под активния слой има два слоя диелектрик (обикновено силициев диоксид), които отстраняват излишната топлина от активния слой по време на запис; отгоре всичко това е покрито с отразяващ слой, а целият "сандвич" се нанася върху поликарбонатна основа, в която са изтиснати спирални жлебове, необходими за прецизно позициониране на главата и носят информация за адрес и време.

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.

Миналата година устройства, оборудвани с оптични устройства за съхранение, базирани на синьо-виолетов лазер, най-накрая се появиха на пазара извън Япония. Конфронтацията между HD-DVD и Blu-ray Disc навлезе във фаза на пълен работен ден. А в Китай сериозно обмислят да преминат към собствен формат на оптични устройства - тази стъпка може значително да отслаби позицията на DVD в Азиатско-тихоокеанския регион и да лиши притежателите на правата върху съответните патенти от значителен дял от получената печалба под формата на хонорари. За тези и други събития ще говорим в този преглед.

EVD става реалност

Слуховете, че Китай разработва свой собствен формат на оптични устройства, подобни по своите параметри на DVD, но в същото време несъвместими с него, започнаха да се разпространяват преди няколко години. В средата на 2002 г. Консорциумът за изследване на усъвършенствано оптично съхранение (AOSRC), създаден в Тайван с правителствена подкрепа, обяви разработването на свой собствен стандарт за оптични носители с подобрен универсален диск (EVD), подобно на DVD. Основната причина, която накара китайските и тайванските производители да се заемат с това развитие, беше недоволството от високите ставки на авторски права. Факт е, че производителите на DVD устройства трябва да плащат хонорари на разработчиците на DVD стандарта, а в случая на DVD плейъри и на компаниите MPEG LA и Dolby Laboratories. Общите възнаграждения, вариращи от 15 до 20 долара за DVD устройство, са неоправдано високи от гледна точка на китайското правителство и свързаните с AOSRC производители. Освен това преходът към собствен формат за оптичен носител е напълно в съответствие с плана на китайското правителство от 1999 г., който предвижда мащабна замяна на чужди технологии със собствени стандарти.

След работата по подготовката на основния EVD стандарт, беше решено да се използва червен лазер в устройствата (както в DVD). Капацитетът на еднослойните EVD е 6 GB, двуслойните - 11 GB. За запис на видео към EVD американската компания On2 Technologies разработи нови кодеци VP5 и VP6. По предварителна информация, цената на дребно на EVD-плейърите ще варира от $75 до $150.

Домакински видео плейър
EVD формат

В началото много експерти, както и представители на американски и европейски компании, бяха много скептични относно възможността за азиатски клонинг на DVD. Въпреки това през ноември 2003 г. се състоя официалното представяне на стандарта EVD, а през февруари 2005 г. ITRI (Изследователски институт за индустриални технологии - Тайвански технологичен изследователски институт) обяви EVD за национален китайски стандарт за оптично съхранение с висока плътност.

В края на ноември 2006 г. изпълнителен директор на AOSRC обяви, че 19 членове на консорциума (от 21) напълно ще преустановят производството на DVD плейъри до началото на 2008 г. В тази връзка е уместно да се спомене, че през 2006 г. само един китайски производител на видеоплейъри произвежда модели с поддръжка на EVD, като е доставил общо около 700 хиляди такива устройства. Според агенцията iSuppli това представлява по-малко от 30% от броя на продадените DVD плейъри през същия период.

Въпреки това, ако форматът EVD успее да докаже своята жизнеспособност, е много вероятно той да се разпространи извън Китай, например на пазарите на развиващите се страни (предимно в Индия). Както и да е, индийските филмови студия вече са дали зелена светлина да публикуват своите филми на EVD.

HD-DVD и Blu-ray Disc: дългоочакван дебют

В средата на 2006 г. първите търговски устройства, оборудвани със синьо-виолетови лазерни оптични устройства с голям капацитет - HD-DVD и Blu-ray Disc - най-накрая се появиха на пазара в Европа и Съединените щати. Както се очакваше, цените за компютърни устройства и потребителски плейъри от тези формати се оказаха доста високи: средно от 600 до 1000 долара и дори по-високи. Например, през септември Sony Europe започна да доставя компютърните устройства BWU-100A (Blu-ray Disc). Устройството е в състояние да възпроизвежда и записва еднослойни и двуслойни BD-R и BD-RE носители (2x), както и четене и записване на CD и DVD носители. BWU-100A е на цена от 949 евро, въпреки че възможностите му са доста ограничени. Засега собствениците на това свръхскъпо устройство могат да го използват само за запис и четене на данни, както и за гледане на видеоклипове, записани директно на компютър. Но гледането на филми, разпространявани на Blu-ray Disc, в повечето случаи се оказва невъзможно поради проблеми със "суровия" софтуер и със защитни системи (High-Bandwidth Digital Content Protection, HDCP) - за възпроизвеждане на видео, възпроизвеждано в индустриално По този начин, като минимум, имате нужда от видео адаптер, оборудван с DVI или HDMI изход и поддържащ HDCP.

Рекордерът Sony BWU-100A поддържа
работа с медия Blu-ray Disc, DVD и CD

Оптимистичните експерти обещават почти двойно (в сравнение със сегашното ниво) намаляване на цените на Blu-ray Disc устройствата до началото на 2008 г., което трябва да се дължи на навлизането на нови играчи на този пазар. Въпреки това, оптично устройство за 400 евро едва ли може да се отнесе към категорията на бюджета - особено като се има предвид, че не най-лошото записваемо DVD сега струва само около $ 50. Освен това средният потребител все още няма сериозни стимули да премине към оптични устройства от новите поколения: характеристиките на обема и скоростта на DVD-носителите са напълно достатъчни за по-голямата част от ежедневните задачи, а единичната цена за съхранение на данни върху тях все още е много по-ниска от тази на HD-DVD или Blu-ray Disc.

Домакински видео плейър Samsung BD-P1000
влезе в продажба през юни 2006 г
на цена от около 1000$

Междувременно на CEATEC есента на 2006 г. японските производители вече демонстрираха второто си поколение Blu-Ray рекордери. Например, Pioneer представи модела BDR-202, оборудван със SATA интерфейс и позволяващ BD-R запис с максимална скорост 4x и BD-RE при 2x. Той също така поддържа DVD ± R (12x) и DVD ± R DL (4x) запис. Разработчиците не изключват възможността за внедряване на функцията за запис на CD-R / RW и DVD-RAM носители в масово произвеждани устройства.

Кино в HD

Заедно с пускането на първите потребителски видео плейъри и компютърни устройства, на рафтовете започнаха да се появяват пилотни серии на филми, записани във формат с висока разделителна способност на носители от ново поколение.

Universal Studios и Warner Home Video, които вече са издали повече от 80 филма на HD-DVD носители, планират да пуснат още около 150 филма преди Коледа. Според алианса, популяризиращ HD-DVD формата, от април до октомври 2006 г. в този формат са пуснати повече от 110 филма, а общият брой продадени дискове надхвърля 1,5 милиона бройки. И това въпреки факта, че за удоволствието да се присъедините към света на киното с висока разделителна способност, трябва да отделите солидни суми: средната цена на филм в HD формат в Съединените щати е около 40 долара.

Естествено, факторът новост играе важна роля на този етап. Според статистиката филмите с динамични сцени и специални ефекти сега са най-търсени. Например през октомври The Fast and the Furious: Tokyo Drift стана най-продаваният HD-DVD филм в Съединените щати, като близо 30% от общия му тираж бяха разпродадени само в първия му ден.

20th Century Fox е първият голям издател, който прави премиера на нови филми за домашно гледане едновременно на два вида носители – DVD и Blu-ray Disc. И така, на 21 ноември 2006 г. Ice Age The Meltdown влезе в продажба на DVD и Blu-ray Disc. След това на 12 декември се състоя подобна "двойна" премиера на филма "Дяволът носи Prada".

В началото на октомври първото комерсиално издание на филма беше пуснато на двуслоен Blu-ray диск, като Sony Pictures представи Click.

Разглеждайки тази тема, не може да не се спомене, че най-големите холивудски студия, които пускат пробни версии на своите продукти на HD-DVD, започват да упражняват все по-голям натиск върху членовете на DVD форума, настоявайки за въвеждането на регионална система за кодиране , подобно на използваното преди време за DVD Video дискове. Това изглежда доста странно, особено след като опитите за борба с пиратството и незаконния внос на филми на DVD с помощта на регионалната система за кодиране се провалиха. В допълнение, разработчиците съветват, че такива предпазни мерки могат да компрометират интерактивната функционалност на потребителските HD-DVD плейъри.

Все още не е известно дали тази идея ще бъде реализирана. Въпреки това този въпрос вече беше обсъждан в началото на октомври 2006 г. на конференцията на членовете на DVD Forum, проведена в Япония. В резултат на обсъждането беше решено този въпрос да се проучи предварително от работната комисия, която ще трябва да внесе конкретни предложения за въвеждане на регионално кодиране в началото на 2007 г.

На същата конференция беше разгледана възможността за запис на HD-DVD Video / VR видео формат на конвенционален DVD носител. Скоро подобна функция ще се появи както в потребителските плейъри и компютърни рекордери, така и в DVD-камерите.

Друг важен въпрос, обсъден на конференцията, беше стандартизацията на DVD TWIN медиите. Memory-Tech и Toshiba започнаха да разработват този хибриден ROM, който може да записва данни в HD-DVD или DVD формат още през 2004 г. Замислено от създателите, това решение позволява безболезнено преминаване от едно поколение оптични устройства към друго за крайните потребители: филм, закупен на хибриден носител, вече може да се възпроизвежда на всеки DVD плейър, а при преминаване към технология за HD формат, няма нужда да актуализирате филмовата библиотека, за да се възползвате напълно от потенциала на устройствата с висока разделителна способност. Текущата спецификация на DVD TWIN позволява до три слоя: два HD DVD (30 GB) и един DVD (4,7 GB) или един HD-DVD (15 GB) и два DVD (8,5 GB). Според решението процедурата по стандартизация на DVD TWIN формата ще приключи през първата половина на 2007 г., а пускането на такива носители ще започне през лятото.

Format War: Възможни варианти

С появата на пазара на устройства и медии на два конкуриращи се стандарта (HD-DVD и Blu-ray Disc) започна нов кръг на обсъждане на въпроса за тяхното противопоставяне - вече лично. В средата на октомври 2006 г. анализаторите на Forrester Research изразиха мнението, че Blu-ray Disc в крайна сметка ще спечели, като уточниха, че победата ще бъде Пирова, а етапът на конфронтация ще бъде доста дълъг. Тед Шадлер, старши във Forrester Research, коментира: „След дълго и досадно чакане вече е ясно, че Blu-ray Disc, воден от Sony, ще спечели. Въпреки това, след като HD-DVD групата напусне бойното поле, ще минат поне още няколко години, преди потребителите най-накрая да бъдат убедени в победата на Blu-ray Disc и сериозно да обмислят закупуването на плейър за нов формат." Според г-н Шадлер този процес ще бъде възпрепятстван и от консерватизма на крайните потребители: в днешно време качеството на запис на DVD напълно задоволява нуждите на повечето от тях.

Анализаторите посочват, че един от сериозните аргументи в полза на Blu-ray Disc е неговата гъвкавост – на медиите от този формат ще се разпространяват не само видеоклипове, но и игри. По този начин игровите конзоли Sony PlayStation 3 могат да играят важна роля във „войната на форматите“.

Докато някои се чудят кой ще спечели "войната на форматите", която вече се превърна в реалност, други убеждават потенциалните купувачи на HD системи, че този проблем ще бъде решен от само себе си с появата на плейъри, които могат да възпроизвеждат както Blu-ray Disc, така и HD -DVD дискове. Вероятно многоформатните устройства ще бъдат налични в края на 2007 г. Във всеки случай компаниите NEC, Broadcom и STMicroelectronics, които разработват и произвеждат специализирани чипсети за оптични устройства, вече обявиха готовността си да започнат да доставят продукти, на базата на които ще бъде възможно да се създават мултиформатни видеоплейъри и компютърни устройства. . Шигео Ниицу, вицепрезидент на NEC Electronics, е убеден, че появата на многоформатни устройства е само въпрос на време. „Големите производители на компютри като HP търсят решения, които са съвместими и с двата медийни формата. И технически сме напълно подготвени за производството на такива устройства."

Независимо от това, наличието на готови за употреба технически решения не е достатъчно условие за появата на многоформатни устройства - много зависи от позицията на водещите производители. Например, през пролетта на 2006 г. Samsung Electronics и LG многократно обявиха разработването на мултиформатни HD-форматни плейъри (имената на моделите дори бяха оповестени публично), но впоследствие се отказаха от тези планове. Според редица анализатори корейските електронни гиганти са решили да се откажат от пускането на мултиформатни устройства под натиска на BDA (Blu-ray Disc Association), на която са членове. Приблизително по същото време представителите на Pioneer отрекоха публикуваните по-рано доклади за планираното пускане на оптичното устройство BDR-103, което предполагаемо трябва да поддържа както Blu-ray Disc, така и HD-DVD.

Схема на оптичната система на VMD четеца

Възможно е решението на проблема със съвместимостта да бъде намерено в съвсем различна равнина: например чрез създаване на хибридни дискове, които позволяват съхраняване на записи от различни формати на един физически носител.

През 2006 г. инженерите на Warner разработиха принципите за създаване на оптични носители, които могат да съхраняват информация в три различни стандарта наведнъж: DVD, HD-DVD и Blu-Ray Disc. Такъв диск е двустранен: от едната страна се записва слой DVD-формат, от другата - HD-DVD и Blu-Ray диск. Основната тайна се крие в технологията за създаване на Blu-Ray Disc слой, който е по-близо до повърхността на диска (0,1 mm срещу 0,6 mm за HD-DVD). Направен е полупрозрачен, така че отразеният лазерен лъч в Blu-ray устройството остава достатъчно силен за стабилно четене. В HD-DVD устройство лъчът преминава през Blu-Ray слоя, отразява се от повърхността на HD-DVD слоя, преминава отново през Blu-Ray слоя и се връща към оптичния приемник. Създателите на мултистандартния диск вече са получили патент за ново изобретение и Warner планира да пусне пробна партида от един от филмите на такъв носител.

През септември говорител на базираната в Обединеното кралство New Medium Enterprises (NME), която разработи технологията за индустриално производство на многослойни многоформатни дискове за Warner, заяви, че са намерени решения за значително намаляване на цената на такива носители. Според представените данни цената на производството на "троен" диск ще бъде само 1,5 пъти по-висока от цената на едностранен еднослоен DVD-ROM. Тази новина получи голям обществен отзвук, а някои медии дори публикуваха статии със заглавия: „Войната на форматите може да бъде убита в зародиш“.

Като се има предвид, че на този етап основният интерес към HD-DVD и Blu-Ray Disc е свързан основно с разпространението на видеозаписи в HD формат, трети, а именно HD VMD (High Definition Versatile Multilayer Disc), може да се намеси в тяхната борба. В миналогодишното ревю вече говорихме за формата VMD, разработен от гореспоменатата компания NME. Нека припомним накратко характеристиките на това решение.

Всъщност VMD технологията е логична еволюция на формата DVD9. Увеличаването на капацитета на оптичните носители се осъществява не чрез увеличаване на специфичната плътност на запис (както при системи, базирани на синьо-виолетов лазер), а чрез увеличаване на броя на информационните слоеве при запазване на основните физически параметри на основния DVD стандарт (по-специално, широчината на коловоза и размера на ямите, както и дължината на вълната на източника на светлина, използван в устройството за отчитане).

За формиране на информационни слоеве от VMD носители се използва специален отразяващ материал, чиито свойства позволяват да се сведе до минимум интерференцията на лазерния лъч и неговите отражения. Химичният състав и производствената технология на този материал са ноу-хау на компанията NME. VMD носителите имат същите физически размери (диаметър и дебелина) като DVD. Дебелината на всеки слой, образуван върху пластмасовия субстрат, е само 20-30 микрона. Трябва да се отбележи, че технологията за леене под налягане, широко използвана в индустриалната репликация на CD-ROM и DVD-ROM носители, е приложима за производството на слоеве от ROM носители. Това позволява съществуващите линии за производство на DVD-ROM да се използват за производството на VMD-ROM. Що се отнася до цената на VMD-ROM медиите, тогава според експертите на NME тя ще бъде сравнима с цената на изработването на двуслоен DVD.

Прототип на потребителски видео плейър
DVD / EVD / HD VMD

Според създателите на VMD технологията, която са разработили, позволява (поне теоретично) да се увеличи броят на информационните слоеве, пакетирани в един диск до 20. Всеки слой на VMD диск съдържа малко повече от 5 GB данни; по този начин максималният капацитет на тези носители (при използване на системи, базирани на червения лазер) достига 100 GB. В момента вече са създадени прототипи на VMD ROM-носители с капацитет от 20, 40 и 50 GB.

Поради минималните разлики в дизайна от конвенционалните DVD-ROM устройства, HD VMD устройствата могат да се произвеждат на съществуващи линии за производство на DVD. По този начин HD VMD устройствата са само малко по-скъпи за производство от DVD-ROM устройствата.

И така, HD VMD форматът има достатъчен капацитет за запис на пълнометражни филми в HD-формат, но в същото време предоставя възможност за използване на много по-достъпни (в сравнение с HD-DVD и Blu-Ray Disc) носители и видео плейъри. Разбира се, на настоящия етап е възможно да се създават само HD VMD ROM носители, което значително ограничава възможностите за използване на устройства от този формат в компютър. В същото време в очите на представители на филмовата индустрия, загрижени за проблема с пиратството, невъзможността за копиране на HD VMD носители от крайни потребители изглежда по-скоро като предимство. Така че, по отношение на използването на медии за възпроизвеждане на филми, HD VMD изглежда по-привлекателно в настоящата среда от HD-DVD и Blu-Ray Disc.

Сравнение на основните параметри на системите за четене на оптични устройства от различни формати

През ноември 2006 г. говорител на NME обяви, че планира да пусне HD VMD плейър преди Нова година. Устройството, оценено на около $175, ще възпроизвежда DVD, EVD и HD VMD медии. През последната година HD VMD пусна пилотни тиражи на редица китайски и индийски филми, както и няколко американски филма, адаптирани за китайския пазар. Но въпреки очевидната „азиатска” насоченост, създателите на HD VMD се надяват скоро да започнат борбата за място на слънце на пазарите на Западна Европа и САЩ.

Обещаващи разработки

В последната част на прегледа ще говорим за няколко обещаващи разработки в областта на оптичното съхранение, информация за които се появи в отворени източници през последната година.

SVOD

Hitachi Maxell показа работещ прототип на подреден обемен оптичен диск (SVOD) на CEATEC 2006 през есента. Вярно е, че за разлика от гореспоменатата разработка на NME, в този случай се използва не монолитен многослоен носител, а множество тънки дискети, затворени в защитна касета, подобни по размер на тези, използвани в магнитооптичните библиотеки. Използването на технология за нано-щамповане при производството на медии направи възможно намаляването на дебелината на един диск до само 92 микрона, което е 13 пъти по-малко от конвенционалния DVD. Диаметърът на диска остава същият - 120 мм. Въпреки че са тънки, такива дискове могат да се четат с помощта на стандартни оптични системи и електронни компоненти, използвани в конвенционалните DVD устройства.

Сто от тези дискети се съдържат в SVOD касета

Представеният SVOD прототип работи с касети, съдържащи 100 ултра тънки DVD диска с общ капацитет от 940 GB на носител. Дисковете се изваждат от касетата автоматично с помощта на специален механизъм, който е инсталиран вътре в устройството. За да се гарантира стабилността на флопи диска, докато се върти по време на четене или запис на данни, SVOD използва пластина, изработена от стъкло. Веднъж изваден от касетата, тънкият диск се поставя върху плочата като гъвкава плоча на грамофон. Осигурена е магнитна скоба за фиксиране на флопи диска. Въздушните потоци, генерирани по време на въртене, надеждно притискат гъвкавия диск към поддържащия диск.

Тъй като замяната на една флопи диска с друга от същата касета отнема около 10 секунди, устройството е оборудвано с вместен буферен модул памет, който позволява да се осигури непрекъснатост на процеса на четене и запис на данни при работа с големи количества на информация.

Разработчиците от Hitachi Maxell твърдят, че преходът към система, базирана на синьо-виолетов лазер, ще позволи запис до 50 GB на един тънък диск, което в бъдеще ще направи възможно увеличаването на общия капацитет на SVOD медиите до 10 TB.

В близкото поле

Както е известно, е възможно да се увеличи специфичната плътност на запис на конвенционалните оптични носители чрез намаляване на размера на петното, образувано от лазерния лъч върху отразяващия слой на носителя. Това може да се постигне както чрез намаляване на дължината на вълната на използвания лазер, така и чрез увеличаване на цифровата апертура на оптичната система. CD устройствата използват инфрачервен лазер (780 nm дължина на вълната) и оптика 0,45 NA, DVD устройствата използват червен лазер (650 nm) и 0,6 NA оптика, Blu-ray Disc устройствата използват синьо-виолетов лазер (405 nm) и оптика с цифров бленда 0,85.

Оптичният запис в близко поле, разработен от Philips Research, намалява размера на петна чрез значително намаляване на разстоянието между главата на оптичното устройство и повърхността на диска, което от своя страна позволява използването на оптична система с голяма цифрова апертура.

В пилотна инсталация, базирана на лазер с дължина на вълната 405 nm, учените успяха да намалят разстоянието между оптичната глава на устройството и повърхността на диска до 25 nm (което е доста сравнимо с производителността на наличните в търговската мрежа твърди дискови устройства). Благодарение на това стана възможно да се оборудва отчитащото устройство на устройството с оптична система с числова апертура 1,45. В резултат на това намаляването на размера на петното ни позволи да увеличим капацитета на еднослойна медия с диаметър 120 mm до 75 GB, което е три пъти повече от това на Blu-Ray Disc системи, които използват лазер с същата дължина на вълната.

Въпреки че има редица проблеми по пътя на внедряването на тази технология в търговски достъпни устройства, обаче, според разработчиците, вече са открити методи за тяхното решение.

Подобно решение използваха разработчиците на Sony, които създадоха технологията Near Field Communication (NFC). Прототип на оптично устройство, изграден с помощта на NFC технология, беше представен на международното изложение ODS 2006 в Монреал, Канада. Разстоянието между главата на оптичното устройство и повърхността на диска е само около 20 nm. Използването на NFC увеличи капацитета на еднослоен носител с диаметър 120 мм до 60 GB.

Нанопръчки вместо лещи

Интересна разработка беше представена от група учени от Харвардския университет начело с Кен Крозие. Според информацията, оповестена пред обществеността, технологията, която са създали, може значително да увеличи плътността на запис на информация върху оптични носители. Учените говорят за 3 TB на слой на 120 мм диск, използвайки лазер с дължина на вълната 830 nm.

Според разработчиците в момента потенциалът за увеличаване на плътността на запис в оптични устройства с традиционен дизайн е практически изчерпан. Основният проблем е, че оптичните системи, оборудвани с конвенционални лещи, дори теоретично не позволяват да се получи ясно петно, чийто диаметър би бил по-малък от половината от дължината на вълната на използвания източник на светлина - това се предотвратява чрез дифракция.

За да решат този проблем, учените предложиха да се използват не лещи за фокусиране на лъча, а специално нанооптично устройство. Дизайнът му се състои от две позлатени нанопръчки, разположени на разстояние 30 nm един от друг. Това устройство ви позволява да концентрирате енергията на лазерния лъч в точка, чийто диаметър е равен на разстоянието между краищата на прътите. Разстоянието между нанопръчките и "фокалната точка" (тоест равнината, в която радиусът на петното е минимален) е около 10 nm. Разбира се, осигуряването на такава точност със сменяеми носители няма да е лесно. Независимо от това, експериментите, използващи оптичен запис в близко поле, показват, че този проблем не е нерешим.

През 1979 г. Philips и Sony създават напълно нов носител за съхранение, който заменя плочата на фонографа – оптичен диск (Compact Disk – CD) за запис и възпроизвеждане на звук. През 1982 г. започва масовото производство на компактдискове в завод в Германия. Microsoft и Apple Computer имат значителен принос за популяризирането на компактдиска.

В сравнение с механичния звукозапис, той има редица предимства – много висока плътност на запис и пълна липса на механичен контакт между носителя и четеца по време на запис и възпроизвеждане. С помощта на лазерен лъч сигналите се записват цифрово върху въртящ се оптичен диск.

В резултат на записа върху диска се образува спираловидна писта, състояща се от вдлъбнатини и гладки участъци. В режим на възпроизвеждане лазерен лъч, фокусиран върху пистата, се движи по повърхността на въртящия се оптичен диск и чете записаната информация. В този случай долините се четат като нули, а областите, които равномерно отразяват светлината, се четат като единици. Цифровият метод на запис осигурява практически никакви смущения и високо качество на звука. Висока плътност на запис се постига благодарение на способността да се фокусира лазерния лъч в петно ​​с размер под 1 микрон. Това гарантира дълго време за запис и възпроизвеждане.

Ориз. 13. Оптичен компактдиск

В края на 1999 г. Sony обяви нов носител Super Audio CD (SACD). В същото време е приложена технологията на т. нар. „директен цифров поток“ DSD (Direct Stream Digital). Честотна характеристика от 0 до 100 kHz и честота на дискретизация от 2,8224 MHz осигуряват значително подобрение в качеството на звука в сравнение с конвенционалните компактдискове. Много по-високата честота на дискретизация прави филтрите ненужни за запис и възпроизвеждане, тъй като човешкото ухо възприема този стъпков сигнал като "гладък" аналог. В същото време е осигурена съвместимост със съществуващия CD формат. Предлагат се нови HD еднослойни, HD двуслойни и HD и CD хибридни двуслойни дискове.

Много по-добре е аудиозаписите да се съхраняват в цифрова форма на оптични дискове, отколкото в аналогова форма на грамофонни плочи или касети. На първо място, трайността на записите се увеличава неизмеримо. В крайна сметка оптичните дискове са практически вечни - те не се страхуват от малки драскотини, лазерният лъч не ги уврежда при възпроизвеждане на записи. Например Sony дава 50-годишна гаранция за съхранение на данни на дискове. Освен това компактдискове не страдат от механичен и магнитен шум при запис, така че качеството на звука на цифровите оптични дискове е неизмеримо по-добро. Освен това при цифровия запис има възможност за компютърна обработка на звука, което позволява например да се възстанови оригиналният звук на стари монофонични записи, да се премахнат шумовете и изкривяванията от тях и дори да се превърнат в стерео.

За да възпроизвеждате компактдискове, можете да използвате плейъри (наречени CD плейъри), стерео уреди и дори преносими компютри, оборудвани със специално устройство (наречено CD-ROM устройство) и високоговорители. Към днешна дата по света в ръцете на потребителите са повече от 600 милиона CD-плейъри и повече от 10 милиарда CD-та! Преносимите преносими CD плейъри, като магнитни компакт-касетофони, са оборудвани със слушалки (фиг. 14).

Ориз. 14. CD плейър

Ориз. 15. Радио с CD-плейър и цифров тунер

Ориз. 16. Музикален център

Музикалните компактдискове се записват фабрично. Като грамофонни плочи, те могат да се слушат само. Въпреки това през последните години бяха разработени оптични CD-дискове за еднократен (т.нар. CD-R) и многократен (т.нар. CD-RW) запис на персонален компютър, оборудван със специално устройство. Това дава възможност за запис върху тях в любителска среда. CD-R дисковете могат да бъдат записани само веднъж, а CD-RW дисковете - много пъти: точно като на магнетофон, можете да изтриете предишен запис и да направите нов на негово място.

Цифровият запис направи възможно комбинирането на текст и графика със звук и филми на персоналния компютър. Тази технология се нарича "мултимедия".

Тези мултимедийни компютри използват оптични CD-ROM (компактна памет само за четене) като носител за съхранение. Външно те не се различават от аудио компактдискове, използвани в плейъри и музикални центрове. Информацията в тях се записва и в цифров вид.

Съществуващите компакт дискове се заменят с нов медиен стандарт - DVD (Digital Versatil Disc или цифров диск с общо предназначение). По външен вид не се различават от компактдискове. Техните геометрични размери са еднакви. Основната разлика между DVD е много по-високата плътност на данните. Съдържа 7-26 пъти повече информация. Това се постига благодарение на по-късата дължина на вълната на лазера и по-малкия размер на точката на фокусирания лъч, което позволява да се намали наполовина разстоянието между пистите. Освен това DVD дисковете могат да имат един или два слоя информация. Те могат да бъдат достъпни чрез регулиране на позицията на лазерната глава. На DVD всеки слой информация е два пъти по-тънък, отколкото на CD. Следователно е възможно да свържете два диска с дебелина 0,6 мм в един със стандартна дебелина 1,2 мм. Това удвоява капацитета. Общо DVD стандартът предвижда 4 модификации: едностранно, еднослойно за 4,7 GB (133 минути), едностранно, двуслойно за 8,8 GB (241 минути), двустранно, еднослойно за 9,4 GB (266 минути) и двустранен, двуслоен 17 GB (482 минути). Минутите в скоби са времето за възпроизвеждане на висококачествени видео програми с цифров многоезичен съраунд звук. Новият DVD стандарт е дефиниран по такъв начин, че бъдещите четци ще бъдат проектирани с предвид възможностите за възпроизвеждане на всички предишни поколения компактдискове, т.е. при спазване на принципа на "обратна съвместимост". DVD стандартът може значително да увеличи времето и качеството на възпроизвеждане на видео в сравнение със съществуващите CD-ROM и LD Video CD.

Форматите DVD-ROM и DVD-Video се появяват през 1996 г., а DVD-аудио форматът по-късно е разработен за запис на висококачествен звук.

DVD устройствата са донякъде подобрени CD-ROM устройства.

CD и DVD оптичните дискове станаха първите цифрови медии и носители за съхранение за запис и възпроизвеждане на звук и изображения

История на флаш паметта

Историята на появата на флаш картите с памет е свързана с историята на мобилните цифрови устройства, които можете да носите със себе си в чанта, в нагръдния джоб на сако или риза или дори като ключодържател около врата.

Това са миниатюрни MP3 плейъри, цифрови диктофони, фото и видео камери, смартфони и персонални цифрови асистенти - PDA, съвременни модели мобилни телефони. Малки по размер, тези устройства трябваше да разширят капацитета на вградената памет, за да записват и четат информация.

Такава памет трябва да бъде универсална и да се използва за записване на всякакъв вид информация в цифров вид: звук, текст, изображения - рисунки, снимки, видео информация.

Intel беше първата компания, която произвежда и предлага на пазара флаш памет. През 1988 г. беше демонстрирана флаш памет от 256 kbit, която беше с размерите на кутия за обувки. Изграден е по логическата схема NOR (в руска транскрипция - NOT-OR).

NOR флаш паметта има относително бавна скорост на запис и изтриване, а броят на циклите на запис е сравнително малък (около 100 000). Такава флаш памет може да се използва, когато е необходимо почти постоянно съхранение на данни с много рядко презаписване, например за съхранение на операционната система на цифрови фотоапарати и мобилни телефони.

Цялото разнообразие от оптични дискове, използвани в момента в компютрите и домакинската техника, може да бъде разделено на две основни групи: CD (компактни дискове) и цифрови универсални DVD (цифров универсален диск / цифров видео диск). CD и DVD дисковете имат еднакви физически размери (диаметър 120/80 mm), но се различават по плътността на запис на данни и по характеристиките на оптичните глави, използвани за четене на данни. Функционално CD и DVD дисковете са разделени на три категории:

Незаписваем (само за четене);

Пишете веднъж и четете много;

Презаписваем.

Принципът на действие на всички съществуващи в момента оптични устройства се основава на използването на лазерен лъч за запис и четене на информация в цифров вид. По време на процеса на запис лазерният лъч оставя следа върху активния слой на оптичния носител, която след това може да бъде прочетена със същия лазерен лъч, но с по-малка мощност, отколкото при запис.

CD устройствата използват инфрачервен лазер с дължина на вълната 780 nm и оптична система с цифрова апертура 0,45 за четене на данни. (Числова апертура - от лат. апертура- апертура - равна на 0,5 n sinα, където n е коефициентът на пречупване на средата, в която се намира обектът, α е ъгълът между крайните лъчи на коничния светлинен поток, влизащи в оптичната система.) Капацитетът на използваните стандартни компактдискове. за съхранение на данни е 650 или 700 MB. Компакт дисковете, записани във формат AudioCD (който е разработен за потребителски аудио устройства), могат да задържат до 80 минути стерео запис.

За четене на данни в DVD-използват се дискове червен лазер с дължина на вълната 650 nm и оптична система с числова апертура 0,6. Стандартният капацитет за съхранение на DVD варира от 4,7 GB и нагоре.

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) са непрезаписваеми лазерно-оптични дискове или CD-ROM. Компакт дискът е произведен с помощта на много мощен инфрачервен лазер, който изгаря 0,8 микрона дупки на специален стъклен тест диск. В този случай на повърхността се образуват вдлъбнатини - вдлъбнатини (англ. pit) - и равни пространства - платформи (англ. land). Записът започва на известно разстояние от отвора в центъра и се придвижва до ръба по спирала. На този тестов диск се прави шаблон с издатини на местата, където лазерът е изгорил дупки. Течна смола (поликарбонат) се инжектира в шаблона, за да се образува CD със същия модел на дупки като стъкления диск. Върху смолата се нанася много тънък слой алуминий, който е покрит със защитен лак. CD-ROM дисковете се записват при производителя и се използват за разпространение на големи количества информация само за четене. В този случай потребителят няма възможност нито да изтрие, нито да запише информация на такъв диск.

CD-R се изработват на базата на поликарбонатни заготовки, които се използват и при производството на компактдискове. Структурата обаче е малко по-различна. На диска предварително се нанася спирална писта, между поликарбонатния слой и рефлектора има слой багрило. Първоначално слоят на багрилото е прозрачен, което позволява на лазерната светлина да преминава през него и да се отразява от рефлекторния слой. При запис на информация мощността на лазера се увеличава и когато лъчът достигне до боята, боята се нагрява, в резултат на което химическата връзка се разрушава. Тази промяна в молекулярната структура създава тъмно петно. При четене фотодетекторът открива разликата между тъмни петна и прозрачни зони. Тази разлика се възприема като разлика между корита и площи. Като багрила се използват метален азот, цианин, фталоцианин или най-обещаващият формазан, смес от цианин и фталоцианин. Отразителният слой е най-тънкият филм от злато или сребро.

CD-RW ви позволяват многократно да записвате информация на дискове с отразяваща повърхност, под която се нанася слой от типа Ag-In-Sb-Te (сребро-индий-антимон-телур) с променливо състояние. Тази сплав има две състояния: кристално и аморфно, които имат различна отразяваща способност. CD записващото устройство е оборудвано с лазер с три нива на мощност. При най-висока мощност лазерът разтопява сплавта, като я трансформира от кристално състояние (висока отражателна способност) в аморфно състояние (ниска отражателна способност), като по този начин създава кухина. При средна мощност сплавта се топи и се връща обратно в естественото си кристално състояние, като коритото отново се превръща в платформа. При ниска мощност лазерът чете информация, определяйки състоянието на материала (в този случай не се случва преход на състояние).

DVD е същият CD на основата на поликарбонат с долини и подложки. Има обаче няколко разлики. DVD има по-малки кухини (0,4 микрона вместо 0,8 както обикновено), по-плътна намотка (0,74 микрона вместо 1,6) и използва по-къс червен лазерен лъч (650 nm вместо 780 nm). Взети заедно, тези подобрения са довели до седемкратно увеличение на капацитета на диска (4,7 GB).

В момента има 4 формата DVD:

1. Едностранно еднослойно (4,7GB).

2. Едностранен двуслоен (8,5GB).

3. Двустранен еднослоен (9,4 GB).

4. Двустранен двуслоен (17 GB).

При двуслойна технология върху долния отразяващ слой се поставя полупрозрачен отразяващ слой. В зависимост от това къде е фокусиран лазерът, той се отразява от един или друг слой. За да се осигури надеждно четене на информацията, вдлъбнатините и областите на долния слой трябва да са малко по-големи по размер, следователно капацитетът на долния слой е малко по-малък от този на горния слой.

DVD дисковете имат следните предимства:

Значително по-голям капацитет в сравнение с CD;

CD съвместимост;

Високоскоростен обмен на данни с DVD устройство;

Висока надеждност на съхранение на данни.

Трябва да се отбележи, че появата на нови технологии Blu-ray и HD-DVD дава възможност да се постави на диск няколко пъти повече информация, отколкото на обикновен DVD. Тези технологии се основават на използването на син лазер с дължина на вълната 405 nm. HD-DVD форматът записва 15 GB информация на един слой и 30 GB на два слоя. Blu-ray съхранява съответно 25 GB и 50 GB.

Магнитооптични дискове

Принципът на действие на магнитооптично устройство за съхранение (Magneto Optical) се основава на използването на две технологии - лазерна и магнитна.

Основната структура на всички видове магнитооптични дискове е една и съща, като единствената разлика е, че някои дискове имат една работна повърхност, докато други имат две. Основната структура на едностранен диск е показана на фигура 2.17.

Повърхността на магнитно-оптично устройство за съхранение (MOE) е покрита със сплав, чиито свойства се променят както под въздействието на топлина, така и под въздействието на магнитно поле. Ако дискът се нагрее над определена температура, тогава става възможно да се промени магнитната поляризация с помощта на малко магнитно поле. На това се основават технологиите за четене и писане на MOD.

И така, по време на записа, лазерен лъч загрява дисковата зона, където трябва да се направи записа, до така наречената "точка на Кюри" (за повечето от използваните сплави това състояние настъпва при температура от около 200 ° C).

В точката на Кюри магнитната пропускливост намалява и промяна в магнитното състояние на частиците може да бъде предизвикана от сравнително малко магнитно поле. Полето преобразува всички битови клетки в едно и също състояние. Това изтрива цялата информация на диска.

Тогава посоката на магнитното поле се обръща и лазерът се включва само в онези моменти, когато е необходимо да се промени ориентацията на частиците в битовата клетка (битова стойност). След това сплавта се охлажда и нейните частици замръзват в ново положение.

За четене се използва лазерен лъч с ниска мощност. Отразената светлина удря фоточувствителния елемент, който определя посоката на поляризация. В зависимост от тази посока фоточувствителният елемент изпраща двоична единица или двоична нула към контролера на магнитооптичното устройство.

Магнитооптичните устройства са вградени и външни. В допълнение към конвенционалните устройства, така наречените оптични библиотеки с автоматични устройства за смяна на дискове стават широко разпространени, чийто капацитет може да бъде стотици гигабайта и дори няколко терабайта. Времето за смяна на диска е няколко секунди, а времето за достъп и скоростта на трансфер на данни са същите като тези на конвенционалните устройства.

Флаш памети

Носителите на информация, базирани на чипове с флаш памет, сега са широко използвани в цифрови фотоапарати, мобилни телефони и компютри.

Флаш паметта е специален тип енергонезависима полупроводникова памет с възможност за презаписване. Клетката с флаш памет се състои от един транзистор със специална архитектура, в който могат да се съхраняват няколко бита. По-голямата част от флаш-базираните носители са така наречените флаш карти, които са основните носители за съхранение на съвременните преносими технологии. Втората област, която сега се развива бързо, е USB флаш памет за директна връзка с компютър. Предимството на флаш паметта пред твърдите дискове, CD-ROM и DVD е, че няма движещи се части, така че флаш паметта е по-компактна и позволява по-бърз достъп. Информацията, записана във флаш паметта, може да се съхранява за много дълго време (от 20 до 100 години) и е в състояние да издържи значително механично натоварване (5-10 пъти по-високо от максимално допустимото за конвенционалните твърди дискове). Недостатъкът в сравнение с твърдите дискове е относително малкият размер, както и ограничението за броя на циклите на презаписване (от 10 000 до 1 000 000 за различните типове).

Компютърни флаш памети под формата на ключодържател с USB порт се използват като сменяеми носители за съхранение и имат обем 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1GB, 2GB, 4GB, 8GB, което, разбира се , не е ограничение, така че как технологията непрекъснато се подобрява.

Устройства за въвеждане на информация

Устройствата за въвеждане на информация преобразуват информация от периферни устройства в цифрова форма. За въвеждане на информация се използват следните устройства: клавиатури, манипулатори, скенери, дигитайзери (цифрови таблети), сензорни екрани, устройства за въвеждане на реч, цифрови фотоапарати и др.

клавиатура

Клавиатурата е основното средство за въвеждане на информация в компютъра. Това е матрица от клавиши, комбинирани в едно цяло, и електронен блок за преобразуване на натисканията на клавиши в двоичен код. Всеки клавиш на клавиатурата има седемцифрен код за сканиране (скан код). Когато се натисне клавиш, хардуерът на клавиатурата генерира съответно еднобайтов код за освобождаване, а когато се освободи, еднобайтов код за освобождаване. Натиснатият код е същият като кода за сканиране. Кодът за освобождаване се различава от кода за сканиране по наличието на една в най-значимия бит на байта. Ако клавишът остане натиснат за повече от 0,5 s, тогава кодовете за натискане се генерират автоматично с честота 10 пъти в секунда. Автоматичното генериране на кода спира при освобождаване на клавиша или натискане на друг клавиш. Така че, когато един клавиш е "залепен", за да се премахнат последствията, е достатъчно да натиснете всеки друг клавиш. Принципът на работа на клавиатурата е показан на фигура 2.19. Когато се натисне клавиш, сигналът се регистрира от контролера на клавиатурата и инициира хардуерно прекъсване, процесорът спира да работи и извършва процедурата за анализ на сканиращия код. Прекъсването се обработва от специална програма, включена в паметта само за четене (ROM). Всяка клавиатура има 4 групи клавиши:

Клавиши за пишеща машина за въвеждане на главни и малки букви, цифри и специални знаци;

Сервизни клавиши, които променят значението на натискането на останалите и извършват други действия за управление на въвеждането от клавиатурата (Alt, Ctrl, Shift, Tab, Backspace, Enter, Caps Lock, Num Lock, Print Screen и др.);

Функционални клавиши (F1-F12), чието значение се натиска зависи от софтуерния продукт;

Двурежимни малки цифрови клавиши на клавиатурата за бързо и удобно въвеждане на цифри, управление на курсора и превключване на режим на клавиатурата.

Манипулатори

Манипулаторите са устройства, предназначени за управление на курсора (показалец) на екрана на монитора.

Манипулаторите правят работата на потребителя по-удобна, особено в програми с графичен интерфейс. Контролерите включват: мишка, джойстик, лека писалка, тракбол и др.

Мишката е устройство за насочване на желаните точки на екрана на дисплея чрез преместване върху равна повърхност. Координатите на местоположението на мишката се предават на компютъра и предизвикват съответното движение на курсора на мишката (показалеца). В съответствие с принципа на действие се прави разлика между оптико-механични и оптични мишки.

Принципът на действие на оптико-механичната мишка (фиг. 2.20) се състои в преобразуване на движението на мишката в електрически импулси, образувани с помощта на оптрон - светодиоди (източници на светлина) и фотодиоди (приемници на светлина). Когато преместите мишката, въртенето на топката се предава през ролките към дисковете с "прорези". Въртенето на диска води до припокриване на светлинния поток между светодиода и фотодиода, което води до появата на електрически импулси. Честотата на импулса съответства на скоростта на движение на мишката.

В днешно време оптичните мишки са широко използвани. Всички съвременни оптични мишки конструктивно съдържат миниатюрна видеокамера, в която като светлочувствителен елемент се използва CMOS сензор. (Сензор за изображения, съдържащ светлочувствителен слой силиций, в който фотоните се превръщат в електрони. CMOS – допълнителен метален оксиден полупроводник – CMOS – допълнителен метален оксиден полупроводник) Срещу сензора за осветяване на повърхността под мишката е източник на светлина, обикновено червен диод, излъчващ светлина. При движение на мишката сензорът обработва повърхностните изображения и ги изпраща под формата на сигнали към специализиран DSP (Digital Signal Processing) процесор, който анализира промените в получените изображения и съответно определя посоката на движение на мишката. Оптичните мишки обаче не могат да се използват върху стъклени или огледални повърхности.

Има и безжични мишки, при които информацията се предава чрез инфрачервени лъчи или радиосигнали с помощта на вграден предавател. Тези сигнали се записват от специален приемник и се подават на компютъра. Когато използвате инфрачервена, мишката трябва да има видимост към приемника. Ако се използва радиочестотната лента, това условие е по избор.

Последният напредък в манипулаторите с мишки е използването на лазерна технология. Когато преместите мишката, лазерният лъч, отразен от повърхността, удря сензора, който превежда откритите промени в повърхността в движението на курсора върху екрана на монитора. Използването на лазерен лъч позволява на мишката да бъде по-отзивчива от конвенционалната оптична мишка и може да се използва на всяка повърхност. В същото време лазерът е невидим и безопасен за хората.

Качеството на конкретен модел на мишката се определя от разделителната способност на мишката, която се измерва в dpi (точка на инч - броят на точките на инч), въпреки че има друга единица cpi (брой на инч - броят на пробите на инч). Обикновено разделителната способност на мишката, в зависимост от модела, варира от 300 до 900 dpi. Колкото по-висока е разделителната способност, толкова по-точно е позициониран курсорът на мишката. Конструктивно мишките са направени под формата на пластмасова кутия с бутони, като правило, с две - основни и допълнителни.

Друг манипулатор, при който курсорът се премества чрез ръчно завъртане на топка, стърчаща над равна повърхност, е тракбол (фиг. 2.22, а). Принципът на действие е същият като този на оптико-механичната мишка. Тракболът всъщност е същата мишка, само обърната с главата надолу.

Джойстик е устройство, което обикновено се използва в игрови конзоли и игрови компютри (фиг. 2.22, б). Това е лост, който при преместване премества курсора на екрана. Един или повече бутони са разположени на лоста. В този случай курсорът приема формата на движещ се обект.

Светлинната писалка може да се използва за обозначаване на точка на екрана на дисплея или за формиране на изображения. В върха на писалката е инсталирана фотоклетка и реагира на светлинния сигнал, предаван от екрана в точката, където писалката се докосва. Тъй като екранът на монитора се състои от много точки (пиксели), при натискане на бутона към компютъра се предава сигнал, според който се изчисляват координатите на електронния лъч в момента на неговата регистрация. Друга област на приложение на светлинната писалка е във връзка с дигитайзер. Дигитайзер (дигитайзер) е устройство, предназначено за въвеждане на графична информация. Когато преместите писалката през таблета, нейните координати се фиксират в паметта на компютъра, тоест в този случай светлинната писалка изпълнява функция за "писване".

Сензорни екрани

Сензорният екран е екран, който е комбиниран със сензорни устройства и позволява въвеждането на информация в компютъра с едно докосване на пръста.

По принцип, когато работи със сензорно устройство, потребителят докосва с пръста си курсора (повърхността на това устройство), буква, цифра или друга маркирана фигура на екрана. Независимо от физическото естество на принципите, залегнали в основата на работата на сензорното устройство, с неговата повърхност е свързана правоъгълна координатна система, която ви позволява да записвате докосването на пръст и да предавате сигнал към компютър. Според принципа на действие се разграничават следните сензорни технологии : резистивни, капацитивни, инфрачервени и технологии, базирани на повърхностни акустични вълни (PVA).

Резистивна технология.Резистивната технология се основава на метода за измерване на електрическото съпротивление на част от системата в момента на контакт. Резистивният екран има висока разделителна способност (300 dpi), дълъг ресурс (10 милиона докосвания), кратко време за реакция (около 10 ms) и ниска цена. Но освен плюсовете, има и недостатъци, например, като загуба от 20%. светлинен поток.

Капацитивна технология.Чувствителният елемент на капацитивен сензорен екран е стъкло с тънко прозрачно проводимо покритие, нанесено върху повърхността му. Когато докоснете екрана образсе нарича капацитивен; връзката между пръста и екрана, която предизвиква импулс на ток до точката на контакт (фиг. 2.24). Друга капацитивна технология NFI (Dynapro) (фиг. 2.25) се основава на използването на електромагнитна вълна. NFI използва специална сензорна електроника, която може да открие проводящ обект - пръст или проводяща писалка - през слой стъкло, както и през ръкавици или други потенциални препятствия (влага, гел, боя и др.).

Технология на повърхностноактивните вещества(повърхностни акустични вълни). В ъглите на такъв екран е поставен специален набор от елементи, изработени от пиезоелектричен материал, към който се прилага електрически сигнал с честота 5 MHz. (Пиезоелектричните материали са вещества, които имат пиезоелектричен ефект, тоест генерирането на електрическо поле под въздействието на еластични деформации е директен пиезоелектричен ефект.) Този сигнал се преобразува в ултразвукова акустична вълна, насочена по повърхността на екрана. Дори леко докосване на екрана във всяка точка предизвиква активно поглъщане на вълни, поради което картината на разпространението на ултразвука по повърхността му се променя донякъде.

Инфрачервена технология.По границите на сензорния екран са монтирани специални излъчващи елементи, които генерират светлинни вълни от инфрачервения диапазон, светлинните вълни от инфрачервения диапазон се разпространяват по повърхността на екрана, образувайки един вид координатна мрежа на работната му повърхност.

Ако един от инфрачервените лъчи бъде блокиран от чужд предмет, попаднал в обхвата на лъчите, лъчът спира да достига до приемащия елемент, който незабавно се фиксира от микропроцесора. Струва си да се отбележи, че инфрачервеният сензорен екран не се интересува какъв вид обект е поставен в работното му пространство: натискането може да се извърши с пръст, писалка, показалец и дори ръка в ръкавица. Сензорните екрани могат да бъдат шарнирни и вградени (фиг. 2.28).

През последните няколко години сензорните екрани се утвърдиха като най-удобния начин за взаимодействие човек-машина. Приложение сензорни екраниима редица предимства, които не са налични с никое друго устройство. И така, информационните системи, направени на базата на сензорни павилиони, помагат за получаване на необходимата или интересна информация в изложбени зали, на гари, в държавни, банкови, финансови и медицински институции и др.

скенери

Скенерът е устройство, което ви позволява да прехвърляте графична информация, намираща се на компютър, към компютър. магьосник или лента.

Това могат да бъдат текстове, чертежи, диаграми, графики, снимки и пр. Скенерът, подобно на копирна машина, създава копие на изображение на хартиен документ, но не на хартия, а в електронен вид.

Принципът на работа на скенера е следният. Копираното изображение се осветява от източник на светлина (обикновено флуоресцентна лампа). В този случай лъч светлина изследва (сканира) всяка област на оригинала. Сноп светлина, отразен от лист хартия през редуцираща леща, влиза в устройство със зарядно свързване (CCD). (Устройство, което натрупва електронен заряд, когато светлинен поток го удари. Нивото на заряд зависи от продължителността и интензивността на осветяването. В литературата на английски език се използва дефиницията на CCD - Couple-Charget Device) На повърхността на CCD, намалено изображение на копирания обект се формира чрез сканиране. CCD преобразува оптично изображение в електрически сигнали. CCD е матрица, която съдържа голям брой полупроводникови елементи, които са чувствителни към светлинно излъчване.

При черно-белите скенери се формират няколко нюанса на сивото на изхода на всеки CCD елемент с помощта на аналогово-цифров преобразувател.

Цветните скенери използват цветния модел RGB. Сканираното изображение се осветява чрез въртящ се RGB светлинен филтър или три цветни лампи - червена, зелена, синя - които светят последователно. Сигналът, съответстващ на всеки основен цвят, се обработва отделно. За това има успоредни линии от сензори, всеки от които възприема собствения си цвят. Броят на предаваните цветове варира от 256 до 65 536 и дори 16,7 млн. Разделителната способност на скенера се измерва в броя на различимите точки на инч от изображението. В този случай са посочени две стойности, например 600 × 1200 dpi. Първият е броят на хоризонталните точки, който се определя от CCD. Вторият е броят на вертикалните стъпки на двигателя на инч. Първото, минимално, трябва да се вземе предвид.

По своята конструкция скенерите биват ръчни, плоски, барабанни, прожекционни и др. Фиг. 2.30).

Устройства за извеждане на информация

Изходните устройства са устройства, които извеждат информация, обработена от компютър за възприемане от потребителя или за използване от други автоматични устройства.

Изходната информация може да бъде изведена на екрана на монитора, отпечатана на хартия, възпроизвеждана под формата на звуци, предавана под формата на всякакви сигнали.

Монитори и видео адаптери

Монитор (дисплей) е устройство, предназначено да показва текстова и графична информация с цел визуално възприятие от потребителя.

Мониторът е основното периферно устройство и се използва за показване на информация, въведена с помощта на клавиатурата или други входни устройства (скенер, дигитайзер и др.). Мониторът е свързан към компютъра чрез видео адаптер. В момента се използват следните типове монитори:

На базата на електронно-лъчева тръба (CRT);

- течен кристал;

Плазма (газов разряд).

Разликата между тези монитори се крие в различните физически принципи на формиране на изображението.

Мониторите, базирани на CRT, по принцип не се различават от обикновените телевизори. При формиране на изображение видеоданните се преобразуват в непрекъснат поток от електрони, които се „изстрелват“ от катодните трупове на кинескопа. Получените електронни лъчи се пропускат през специална направляваща решетка, която гарантира, че електроните удрят точно желаната точка и след това достигат до луминесцентния слой. Когато е бомбардиран с електрони, фосфорът излъчва светлина.

Има няколко вида електронно-лъчеви тръби, които се различават по дизайна на направляващата решетка и фосфорния слой.

Най-разпространени са мониторите с така наречената маска на сянка. В кинескоп от този тип за позициониране на електронния лъч се използва тънка метална пластина, в която чрез перфорация се правят множество дупки (фиг. 2.32, а). Люминофорът в такава тръба е направен под формата на цветни триади, където всяка елипса - светещ елемент от червено, зелено и синьо вещество - представлява един видим пиксел.

Друг тип кинескопи, изградени с помощта на решетка на апертура (фиг. 2.32, б), се различават от кинескопите със сенчеста маска по това, че редица стоманени нишки, а не обемна плоча, служат за точно позициониране на електронния лъч . Люминофорът в кинетична тръба с решетка на отвора се нанася върху вътрешната повърхност на екрана под формата на редуващи се вертикални ивици.

В CRT с маска с прорези, направляващата решетка е плоча с дълги вертикални процепи-прорези (Фигура 2.32, в). Люминофорът в такива кинескопи се прилага или под формата на непрекъснати редуващи се ивици, или под формата на елипсовидни ивици, подобни по форма на процепите в маската на процепа.

Разглежданите видове кинематографични тръби имат своите предимства и недостатъци. И така, CRT с маска за сянка, поради някои от своите конструктивни характеристики, има редица предимства пред други видове CRT: плътно подреждане на цветни триплети, което позволява висока яснота на изображението и добре установена производствена технология. Недостатъкът е намаляването на експлоатационния живот на монитора - поради голямата площ, перфорираната маска абсорбира около 70-85% от всички електрони, излъчвани от катодите на електронния пистолет на кинескопа, в резултат на което диапазонът на яркост и контрастът намалява. За да се постигне висока яркост на изображението, е необходимо да се увеличи интензивността на потока от електрони, което не влияе по най-добрия начин на експлоатационния живот на монитора (като правило, жизненият цикъл на устройство, базирано на CRT с маска за сянка не надвишава 7-8 години). Областта на приложение на такива монитори е обработката на големи масиви от текстови материали, оформление, ретуширане на снимки, корекция на цветовете и CAD (автоматични системи за проектиране).

Основните предимства на CRT с решетка на апертурата включват висока яркост и контраст поради по-високия капацитет на предаване на електрони към фосфора и увеличената площ на покритието на екрана с фосфора.

Сред недостатъците трябва да се отбележи появата на изкривявания на изображението при показване на голям брой къси щрихи, с други думи, при показване на текст в малък размер.

Мониторите, използващи тръби с прорезна маска, съчетават предимствата на предишните два типа устройства и са без недостатъци. Ярки, живи цветове, добър контраст, ясни графики и текст - всичко това ги прави подходящи за задоволяване на нуждите на всички видове потребители. CRT са проектирани и произведени от много ограничен брой компании. Всички останали, които правят монитори, използват търговски решения. Сред най-известните компании за разработка са: Hitachi и Samsung - тръби на базата на маска за сянка; Sony, Mitsubishi и ViewSonic - CRT с решетка на блендата; NEC, Panasonic, LG - устройства, които използват маска с процеп.

Мониторите с течни кристали (LCD) или LCD мониторите (LCD - Liquid Crystal Display) са цифрови монитори с плосък панел. Тези монитори използват прозрачно течнокристално вещество, което е поставено между две стъклени плочи под формата на тънък филм. Филмът е матрица, в чиито клетки са разположени кристали. До всяка пластина е разположен поляризационен филтър, чиито поляризационни равнини са взаимно перпендикулярни.

От курса по физика знаете, че ако пропуснете светлина през две плочи, чиито поляризационни равнини съвпадат, тогава се осигурява пълно предаване на светлината. Ако обаче една от плочите се завърти спрямо другата, т.е. променете равнината на поляризация, количеството пропусната светлина ще намалее. Когато равнините на поляризация са взаимно перпендикулярни, предаването на светлината е шокиращо.

При LCD мониторите светлината от лампа, падаща върху първия поляризиращ филтър, се поляризира в една от равнините, например вертикална, и след това преминава през слой от течни кристали. Ако течните кристали завъртят равнината на поляризация на светлинния лъч на 90 °, тогава той свободно преминава през втория поляризационен филтър, тъй като равнините на поляризация съвпадат. Ако завоят не се случи, тогава светлинният лъч не преминава. По този начин, чрез прилагане на напрежение към кристалите, може да се промени тяхната ориентация, тоест по този начин да се регулира количеството светлина, преминаващо през филтрите. В съвременните LCD монитори всеки кристал се управлява от отделен транзистор, тоест се използва технологията TFT (Thin Film Transistor) - технологията "thin film transistor". Пиксел в LCD монитора също се образува от червено, зелено и синьо, като се получават различни цветове чрез промяна на приложеното напрежение, което води до завъртане на кристала и съответно до промяна в яркостта на светлинния поток.

При плазмените монитори (PDP - Plasma Display Panel) изображението се формира поради излъчване на светлина от газови разряди в пикселите на панела. Елементът на картината (пиксел) в плазмения дисплей е много подобен на конвенционална флуоресцентна лампа. Електрически зареден газ излъчва ултравиолетова светлина, която удря фосфора и го възбужда, което кара съответната клетка да свети с видима светлина. В съвременните плазмени монитори се използва така наречената технология за плазмовизия – това е набор от клетки, с други думи, пиксели, които се състоят от три субпиксела, които предават цветове – червено, зелено и синьо.

Конструктивно панелът се състои от две плоски стъклени плочи, разположени на разстояние около 100 микрона една от друга. Между тях има слой инертен газ (обикновено смес от ксенон и неон), който се влияе от силно електрическо поле. Най-тънките прозрачни проводници (електроди) се прилагат към предната прозрачна плоча, а реципрочните проводници се прилагат към задната. Задната стена има микроскопични клетки, пълни с фосфор от три основни цвята (червен, син и зелен), по три клетки за всеки пиксел. Принципът на действие на плазмения панел се основава на светенето на специални люминофори при излагане на ултравиолетово лъчение, което се получава по време на електрически разряд в среда с много разреден газ. При такъв разряд между електродите с управляващо напрежение се образува проводящ "шнур", състоящ се от йонизирани газови молекули (плазма). Следователно панелите, работещи на този принцип, се наричат ​​плазмени панели. Йонизираният газ действа върху специално флуоресцентно покритие, което от своя страна излъчва светлина, видима за човешкото око.

Качеството на конкретен монитор може да се оцени по следните основни параметри:

Резолюция;

Размер на екрана;

Броят на възпроизводимите цветове;

Честота на опресняване на екрана.

Резолюция на монитора.Обикновено мониторите могат да работят в два режима: текстов и графичен. В текстов режим на екрана на монитора се показва ASCII символ. Максималният брой знаци, които могат да бъдат показани на екрана, се нарича информационен капацитет на екрана. В нормален режим екранът съдържа 25 реда по 80 знака всеки, следователно капацитетът на информацията е 2000 знака. В графичен режим на екрана се извеждат изображения, образувани от отделни елементи - пиксели. В графичен режим разделителната способност се измерва с максималния брой пиксели хоризонтално и вертикално на екрана на монитора. Резолюцията зависи както от характеристиките на монитора, така и от видеоадаптера. Колкото по-високи са стойностите, толкова повече обекти могат да бъдат поставени на екрана, толкова по-добри са детайлите на изображението. Например, разделителна способност 800 × 600 означава, че можете условно да начертаете 800 вертикални и 600 хоризонтални линии на екрана (фиг. 2.35). Всеки пиксел на екрана участва във формирането на изображението, следователно при резолюция 800 × 600 броят на адресируемите клетки е 480 000 пиксела. При LCD мониторите разделителната способност се определя от броя на клетките, разположени по ширината и височината на екрана. Съвременните LCD монитори са предимно с разделителна способност 1024 x 768 или 1280 x 1024.

Най-важната характеристика, която определя разделителната способност и яснотата на изображението на екрана, е размерът
зърна (dot pitch - стъпката на точката) на фосфора на екрана на монитора. Размерът на зърното на съвременните монитори варира от 0,25 до 0,28 мм. Зърно означава разстоянието между две точки на люминофор от същия цвят. За епруветки със сенчеста маска зърното се измерва диагонално, за другите две хоризонтално. Стандартни стойности на разделителна способност: 640 × 480, 800 × 600, 1024 × 768, 1600 × 1200, 1800 × 1440 и др.

Размер на екрана. Като мярка обикновено се използва дължината на диагонала на видимата област на изображението. За дисплеите с течни кристали (LCD) видимата област е със същия размер като панела. При монитори с електронно-лъчева тръба (CRT) видимата площ е малко по-малка. Това се дължи на конструктивните характеристики на самия CRT. CRT мониторите се предлагат в 14", 15", 17", 19" и 22" размери на екрана. За LCD панели се използват 15, 17, 18, 19, 20 и повече инча.

© 2015-2019 сайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство, но предоставя безплатно използване.
Дата на създаване на страницата: 2016-02-12