Цифровые видеодиски

CD-RW

CD-R

CD-ROM

Поскольку информация на компакт-дисках хранится в двоичном формате, они могут использоваться в качестве носителей данных в компьютерных системах. Наибольшей проблемой в этом случае становится обеспечение целостности данных. Так как впадины очень малы, процесс их записи достаточно сложен. В аудио- и видеоприложениях незначительное количество ошибок вполне допустимо, так они не отражаются на воспроизведении звука или изображения. В компьютерных приложениях такие ошибки недопустимы. Но поскольку избежать их невозможно, необходимы дополнительные биты для выявления и исправления ошибок. Компакт-диск с такими битами называется CD-ROM, поскольку после записи производителем его содержимое можно только считывать как из полупроводниковой ROM.

Данные на дорожках CD-ROM организованы в блоки, которые называются секторами. Существует несколько различных форматов секторов. В соответствии с одним из них, размер сектора должен быть 2352 байт. Каждый сектор снабжен 16-байтовым заголовком, который содержит поле синхронизации для определения начала сектора, и адресную информацию, предназначенную для идентификации сектора. Далее следует 2048 байт данных. В конце располагаются еще 288 байт, предназначенных для коррекции ошибок.

В конце 1990-х годов был разработан новый тип CD, на который данные легко записываются пользователем компьютера. Он был назван записываемым CD (CD-Recordable, CD-R). Произвести запись поверх однажды помещенных на CD-R данных невозможно. Но неиспользованные части диска позднее могут пригодиться для записи дополнительных данных.

Существуют CD-ROM, которые могут многократно перезаписываться пользователем. Они называются перезаписываемыми CD (CD-ReWritable, CD-RW)

Базовая структура CD-RW подобна структуре CD-R. Однако вместо органического записываемого слоя здесь используется сплав серебра, индия, сурьмы и теллура. При нагревании и охлаждении этот сплав ведет себя очень интересным образом. Если нагреть его до температуры плавления (500^○ С), а затем охладить, он перейдет в аморфное состояние и приобретет способность поглощать свет. Но если указанный сплав будет нагрет до 200^○ С и некоторое время выдержан в таком состоянии, то произойдет отжиг, в результате чего сплав перейдет в кристаллическое состояние и начнет пропускать свет. Сплав в кристаллическом состоянии представляет площадки диска, а сплав в аморфном состоянии – впадины. Записанные на диск данные можно стереть путем отжига, возвращающего сплав в кристаллическое состояние. Поверх записываемого слоя наносится материал, отражающий свет при чтении диска.

В дисководах CD-RW используется лазерный луч, который имеет три уровня мощности. Самая высокая мощность необходима для нанесения впадин. Мощность средней величины используется для перевода сплава в кристаллическое состояние; она называется «мощностью стирания». А для чтения записанной на диск информации применяется лазер с наименьшей мощностью. Информацию на диске CD-RW нельзя перезаписывать бесконечное количество раз – современные диски выдерживают до 1000 перезаписей.

Дисководы CD-RW можно применять для работы с другими компакт-дисками, а именно с компакт-дисками для чтения CD-ROM, а также для чтения и записи CD-R.

Успех технологии CD и возрастающие требования к вместимости дисков привели к разработке новой технологии, получившей название DVD (Digital Versatile Disk – универсальный цифровой диск). Первый стандарт был разработан для хранения полнометражного фильма на одной стороне диска.

Физический размер DVD-диска такой же как у CD: толщина – 1,2 мм, диаметр – 120 мм, а вот его вместимость значительно выше, достигаемая следующим:

· вместо инфракрасного лазера с длиной волны 780 мм, который характерен для CD-технологии, в DVD используется красный лазер с длиной волны 635 мм;

· впадины имеют меньший размер – их минимальная длина равна 0,4 мк.

· Дорожки располагаются ближе друг к другу – расстояние между ними составляет 0,74 мк.

Еще большее увеличение емкости достигается за счет использования двухслойных и двусторонних дисков. В двухслойном диске дорожки наносятся на два слоя, расположенных один поверх другого. Первый слой образует прозрачную основу, как на CD. Но площадки и впадины этого слоя покрываются не отслеживающим луч алюминием, а полупрозрачным материалом, действующим подобно полуотражающему слою. На его поверхность сначала наносятся данные в виде впадин и площадок, а затем, сверху, - отражающий материал. Для чтения диска лазерный луч фокусируется на нужном уровне. Когда попадает на первый слой некоторое количество света, достаточное для того, чтобы детектор зафиксировал впадины и площадки, отражается от полупрозрачного материала. При фокусировке на втором слое он отражается от отображающего материала. В обоих случаях тот слой, на котором луч не фокусируется, тоже отражает свет, но в таком незначительном количестве, что детектор интерпретирует его как шум. Обычная емкость обоих слоев составляет 8,5 Гбайт.

Два односторонних диска могут быть объединены в структуру, напоминающую сэндвич, так как верхний диск перевернут отражающей стороной вверх.

Время доступа при использовании дисков DVD примерно тоже, что и в случае применения обычных CD. Однако при вращении с той же скоростью данные считываются быстрее благодаря более высокой плотности из размещения.

Рис. 7. Двусторонний DVD-диск с двойным слоем.

Дата добавления: 2014-01-06