ХИИК ФГОБУ ВПО «Сиб ГУТИ» Запись и хранение информации на CD/DVD дисках Выполнил: Кузнецов. А. А. Гр. МТС-220
CD ДИСК Компакт-диск был создан в 1979 году компаниями Philips и Sony. В Philips разработали общий процесс производства, основываясь на своей более ранней технологии лазерных дисков. Sony, в свою очередь, работала над методом коррекции ошибок. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков. Компакт-диски изготавливаются из поликарбоната толщиной 1, 2 мм, покрытого тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака и/или пластика, на котором обычно печатается этикетка. Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 мегабайт информации (или 74 минуты аудио). Однако, начиная приблизительно с 2000 года, всё большее распространение получали диски объёмом 700 мегабайт (80 минут аудио), впоследствии полностью вытеснившие диск объемом 650 мегабайт. Встречаются и носители объёмом 800 мегабайт (90 минут) и даже больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах компакт-дисков. Бывают также мини-CD (не путать с мини-дисками), диаметром 8 см, на которые вмещается около 140 или 210 Мб данных или 21 минута аудио, и CD, формой напоминающие кредитные карточки (т. н. диски-визитки).
ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ CD-ТЕХНОЛОГИИ CD - Compact Disk (компакт-диск). Носитель хранения цифровой информации, предназначенный для считывания в дисководах, оборудованных лазерным устройством. CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory. Постоянное запоминающее устройство на компакт-диске. CD-ROM Drive - устройство для чтения CD-ROM носителей. Такое устройство может быть с различными интерфейсами: IDE, SCSI, USB, Fire. Wire (IEE 1394, i. Link) и быть как внешним, так и внутренним. CD-RW Drive - Compact Disk Read/Write Drive. Устройство для чтения CD-ROM, записи CD-R и перезаписи CD-RW носителей. Такое устройство может быть с различными интерфейсами: IDE, SCSI, USB, Fire. Wire (IEE 1394, i. Link) и быть как внешним, так и внутренним. CD-R - Compact Disk Recordable (записываемый компакт-диск) - компакт-диск, на который моет быть осуществлена запись данных один раз. Допускается использование многосессионной записи и дозаписи на диск, но уже записанная информация стерта быть не может. CD-RW - Compact Disk Read/Write (перезаписываемый компакт-диск). Компакт-диск, предназначенный для многократной записи.
Активный (или регистрирующий) слой — слой, на котором происходит запись информации, т. е. именно он подвергается воздействию лазерным лучом, который «прожигает» (burn) питы (pits), кодирующие информацию. Иными словами, во время записи активный слой под воздействием лазерного луча меняет свою структуру, а последующая необратимость изменения активного слоя — суть есть надежность хранения информации. Светоотражающий слой - тончайшая пластинка из золота или серебра, которая во многом определяет совместимость диска с читающими устройствами. Изначально в виде материала для отражающего слоя использовалось только промышленное золото, однако в последствии оно было вытеснено серебром. Защитный слой — слой, наносимый поверх светоотражающего, — служит для механической защиты CD-R диска и нанесения на него этикетки (label).
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ НА CD/DVD - ROM Размеры и расстояния между углублениями с записями на дисках формата CD (слева) и DVD (справа) Углубление называется «пит» (pit), а ровная поверхность «ленд» . Питы служат не только как носители информации, но и как источник данных для так называемой следящей системы, которая отыскивает дорожки с информацией и направляет на них луч лазера.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ НА CD/DVD – R На стадии производства диска его поверхность покрывают спиральной канавкой (Pregroove), которая служит ориентиром для системы слежения. Канавка заполняется специальным органическим красителем - "регистрирующим слоем", который темнее основной поверхности диска. Однако и слишком темным он быть не может - иначе не будут различимы питы, которые позже появятся на спирали. Мощность лазера, в зависимости от скорости вращения диска и режима его работы, колеблется от 0. 7 м. Вт (при считывании) до 30 м. Вт (при записи). Энергия лазерного луча (его квантов) поглощается органическим веществом, в результате чего оно довольно сильно нагревается - до температуры, превышающей температуру плавления поликарбоната, из-за чего сама основа диска в данной точке плавится и деформируется. В результате количество света, которое отражает такой участок, значительно ниже количества света, которое отражают остальные, не прожженные участки. А темные пятна - это и есть "питы", только несколько другие. После записи информации питы и ленды появляются на месте прежнего одного большого пита - той самой спирали-канавки, заполненной красителем.
DVD Первоначально Digital Video Disk - цифровой видеодиск, затем Digital Versatile Disk цифровой многоцелевой диск. Система записи подобна CD, но имеет гораздо большую плотность записи, что дает емкость самого простого диска около 4. 7 Гб. Большинство приводов DVD может читать и обычные CD, однако для считывания слоев DVD используются лазеры с длиной волны 650 и 635 нм (видимый красный цвет), что может создать проблемы чтению обычных дисков в этих приводах. Конструктивно приводы DVD мало отличаются от приводов CD.
DVD ДИСК DVD как носители бывают четырёх типов: DVD-ROM — штампованные на заводе диски; DVD+R/RW — диски однократной (R — Recordable) и многократной (RW — Re. Writable) записи; DVD-RAM — диски многократной записи с произвольным доступом (RAM — Random Access Memory). DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит вместимость диска: однослойные односторонние (DVD-5) вмещают 4, 7 гигабайта информации, двухслойные односторонние (DVD-9) вмещают 8, 7 гигабайта информации, однослойные двусторонние (DVD-10) вмещают 9, 4 гигабайта информации, двухслойные двусторонние (DVD-18) вмещают 17, 4 гигабайта информации. Вместимость можно определить на глаз — нужно посмотреть, сколько рабочих (отражающих) сторон у диска и обратить внимание на их цвет: двухслойные стороны обычно имеют золотой цвет, а однослойные — серебряный, как компакт-диск. Любой из носителей может иметь любую структуру данных (см. выше) и любое количество слоёв Стандарт записи DVD-R(W) был разработан DVD-Forum’ом как официальная спецификация (пере)записываемых дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в «DVD plus RW Alliance» , который и разработал стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу «болванки» (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем «болванки» DVD-R(W), но теперь цены сравнялись. Стандарты записи «+» и «-» частично совместимы. Все приводы для DVD могут читать оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа «болванок» . Среди остальных приводов формата «+» и «-» одинаково популярны — половина производителей поддерживает один стандарт, половина — другой. Идут споры, вытеснит ли один из этих форматов своего конкурента или они продолжат мирно сосуществовать. В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF. Скорость чтения/записи DVD указывается кратной 1350 Кб/с, то есть 16 -скоростной привод обеспечивает чтение (или запись) дисков в 16 × 1350 = 21600 Кб/с (21, 09 Мб/с).
ФОРМАТЫ DVD-5 - это первая рыночная версия DVD диска: односторонний диск с однослойной записью и емкостью 4, 7 Гб. DVD состоит из 0, 6 мм пленки, покрытой аллюминием и наклеенной на чистую подложку. Технология напыления та же, что используется при изготовлении обычного CD. Алюминиевая пленка имеет толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM.
ФОРМАТЫ DVD-9 - это двухслойный односторонний диск с емкостью 8, 5 Гбайт. Для производства такого диска необходимо создать полупрозрачный слой, который отражает 18 -30% лазерного излучения. Информационные уровни разделяет высокооднородный клей (толщина клеевой прослойки составляет 40 -70 микрон), используемый для соединения двух половин диска. С одной стороны, оптимальным материалом для полупрозрачного слоя является золото. С другой стороны, применение вместо золота другого материала поможет сократить издержки производства на 70%. Сегодня в качестве альтернативы золоту используются кремниевый и серебряный сплавы.
ФОРМАТЫ DVD-10 – однослойный двухсторонний диск с емкостью 9, 4 Гб. В принципе это двойной DVD-5 без чистой подложки. Два диска, покрытых металлическими пленками, соединены вместе. Чтобы считывать информацию с двух сторон диска, используется один лазер.
ФОРМАТЫ DVD-18 Структура DVD-18 в принципе та же самая, как у DVD-9, но DVD-18 может читаться с обеих сторон. Результат – двойная емкость по сравнению с DVD-9.
СРАВНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Параметр CD DVD Диаметр, см 8, 12 Физическая толщина диска, мм 1, 2 Число информационных сторон 1 1 или 2 1, 2 0, 6 1 1 или 2 Емкость диска, Гбайт 0, 68 4. 7 -17 Минимальная длина пита, мкм 0, 83 0, 4 / 0, 44 Толщина стороны, мм Число информационных слоев на одной стороне Ширина пита, мкм 0, 5 Шаг спирали (питов), мкм 1, 6 0, 74 Длина волны лазера, нм 780 635 / 650 Апертура линзы 0, 45 0, 6 Схема модуляции данных EFM 8 в 16 Схема коррекции ошибок CIRC RSPC EFM – Eight to Fourteen Modulation CIRC – Cross Interleaved Reed-Solomon Code RSPC - Reed Solomon Product Code 0, 5
Увеличение емкости DVD по сравнению с CD вызвано: 1) 2) 3) 4) 5) 6) Меньшей длины питов (~2. 08 x), Более плотным расположения дорожек (~2. 16 x), Большей области данных (~1. 02 x), Более эффективной битовой модуляции каналов (~1. 06 x), Более эффективного исправления ошибок (~1. 32 x), Меньшим перекрытием секторов (~1. 06 x). Один слой DVD приблизительно в 7 раз более емок, чем у стандартный CDROM.
Скачать презентацию ХИИК ФГОБУ ВПО Сиб ГУТИ Запись и хранение
Запись и хранение информации на CD.pptx