Reklama na portalu

Parametry napędu CD-ROM. Co powinieneś wiedzieć o płytach CD-ROM, CD-R i CDRW

Od połowy lat 80-tych ubiegłego wieku powszechne stały się systemy pamięci zewnętrznych na płytach CD. Obecnie dyski takie są szeroko stosowane do dystrybucji oprogramowania, baz danych, podręczników technicznych, podręczników itp. Płyta kompaktowa lub CD (dysk kompaktowy) to plastikowy dysk z jednostronnym zapisem informacji; jest zwykle pokryty cienką warstwą odblaskową, taką jak aluminium. Ta warstwa jest nośnikiem danych; Informacja cyfrowa jest do niego wprowadzana w postaci mikroskopijnych wgłębień. Istnieje kilka typów płyt CD: tylko do odczytu (CD-ROM), do jednorazowego zapisu (CD-R) i do zapisu i zapisu (CD-RW). Ostatnio upowszechnił się inny rodzaj dysków optycznych, a mianowicie dyski DVD.

Płyty CD tylko do odczytu są dostępne w różnych rozmiarach i pojemnościach. Jednak ich średnica nie powinna przekraczać 120 mm; dyski tej wielkości można zamontować w czytniku komputera osobistego. Informacje zapisywane są w postaci sektorów na spiralnej ścieżce. Taka ścieżka umożliwia odtwarzanie nagrań audio i wideo bez konieczności stosowania specjalnych urządzeń buforujących, ale utrudnia wyszukiwanie danych, gdy są one przechowywane w oddzielnych porcjach. Na standardowej płycie CD długość jednego toru spiralnego wynosi 5,27 km, a przy stałej prędkości liniowej wynoszącej 1,2 m/s odczytanie wszystkich informacji umieszczonych na ścieżce zajmie 73,2 minuty. Odległość między zwojami torów wynosi 1,6 mikrona. Płyty tego typu charakteryzują się stosunkowo niską szybkością przesyłania informacji (176,4 KB/s), długim czasem dostępu i dość dużą pojemnością wynoszącą 650 MB informacji.

Zazwyczaj płyty CD-ROM produkowane są metodą „drukowania”, tj. przesyłanie informacji z dysku głównego. W pierwszej kolejności informacje zapisywane są na dysku głównym za pomocą skupionego lasera o odpowiednio dużej mocy. „Wypala” wcięcia, które przenoszone są na płytę CD. Następnie płytę CD pokrywa się przezroczystym lakierem, który chroni ją przed kurzem i zarysowaniami.

Odczyt informacji z dysku odbywa się za pomocą lasera małej mocy. Ta wiązka lasera skierowana jest na zarejestrowany ślad i oświetla obracający się dysk. Natężenie wiązki odbitej od powierzchni dysku zmienia się w zależności od tego, czy trafi ona we wnękę, czy nie. Odbita wiązka jest wykrywana przez fotodetektor, który przekształca zmianę natężenia wiązki na sygnały cyfrowe.

[Aby zapewnić stałą prędkość odczytu informacji przy stałej prędkości kątowej obrotu dysku (CAV), na torach znajdujących się w różnej odległości od środka dysku, wgłębienia powinny być zlokalizowane z różną gęstością: na torach zewnętrznych mniej częściej, a na wewnętrznych częściej. Prowadzi to do irracjonalnego wykorzystania torów zewnętrznych; Dlatego ta metoda nie jest powszechnie stosowana. Zamiast tego informacje są umieszczane na dysku w sektorach o tym samym rozmiarze, ale odczytywane ze stałą szybkością. W tym celu dysk obraca się ze zmienną prędkością, w zależności od położenia wiązki lasera służącej do odczytania informacji. Metoda ta nazywana jest odczytem stałej prędkości liniowej (CLV). Kątowa prędkość obrotu dysku jest mniejsza, gdy informacja jest odczytywana z zewnętrznej ścieżki dysku, i wzrasta w miarę zbliżania się wiązki do wewnętrznej ścieżki.]

Dane na płycie CD-ROM zapisywane są w formie bloków (sektorów), rysunek 8.x. Każdy blok zawiera 12-bajtowe pole synchronizacji, 4-bajtowe pole identyfikatora, pole danych (2048 bajtów) i pole kodu korekcyjnego (288 bajtów).

Rysunek 8.x Format nagrywania na płycie CD-ROM

Pole synchronizacji oznacza początek bloku; składa się z bajtu zawierającego zera, dziesięciu bajtów zawierających jedyneki i dwunastego bajtu zawierającego wszystkie zera. Pole ID zawiera znacznik czasu, adres bloku i tryb. Bajt trybu zero wskazuje na puste pole danych, tryb 1 wskazuje na użycie kodu korekcyjnego, a tryb 2 wskazuje na brak kodu korygującego, a pole danych zostaje rozszerzone do 2336 bajtów. Pola danych i kodu korekcyjnego są oczywiste.

Podczas odczytywania i sekwencyjnego wyszukiwania bloku głowica musi znajdować się „na torze” i podczas bezpośredniego dostępu poruszać się prostopadle do toru. Algorytm określania lokalizacji bloku jest jednak dość skomplikowany, co znacznie spowalnia jego wyszukiwanie.

płyta CD- R

Dyski optyczne CD-R umożliwiają jednorazowy zapis, odczyt i wielokrotny zapis, umożliwiający przechowywanie dużych ilości informacji nadających się do ponownego wykorzystania. Typowe zastosowania takich dysków obejmują systemy projektowania, księgowość, tworzenie kopii zapasowych i inne systemy przechowywania dokumentów archiwalnych. Informacje są zapisywane na płycie CD-R przy użyciu wiązki lasera o stosunkowo dużej mocy. Użytkownik za pomocą odpowiednio silnego lasera formatuje dysk w specjalnym napędzie, tworząc na powierzchni dysku ślad kolejnych pęcherzyków. Aby zapisać informacje, w napędzie umieszcza się dysk sformatowany z bąbelkami, w którym bąbelek można zniszczyć (eksplodować) za pomocą lasera małej mocy. Podczas odczytu wiązka lasera oświetla ścieżkę, umożliwiając rozpoznanie obecności lub braku „eksplodowanych” bąbelków, ponieważ eksplodowana bańka ma większy kontrast.

Dysków CD-R można używać do przechowywania zaktualizowanych plików, ale nie usuwają one fizycznie starego nagrania i nie umieszczają w jego miejscu nowego. Zamiast tego podczas aktualizacji pliku zapisuje on w wolnym miejscu na dysku pod tą samą nazwą i wprowadza zmiany w katalogu. Do nazwy pliku w katalogu dołączane są specjalne bity, wskazując, że ta linia jest nieaktualna, i tworzona jest nowa linia z tą samą nazwą pliku. Ponieważ na takim dysku zapisywane są wszystkie kolejne modyfikacje pliku, możliwe staje się prześledzenie wszystkich dokonanych zmian.

Kasowalne dyski optyczne CD-RW pod względem przeznaczenia są najbliższe dyskom magnetycznym. Pozwalają jednak usunąć informacje (wraz z zasięgiem), zapewniając w ten sposób tajemnicę. Ponadto okazały się bardzo wygodne dla komputerów osobistych, zapewniając przenoszenie informacji pomiędzy różnymi maszynami. Spośród wielu proponowanych technologii najbardziej akceptowalna okazała się technologia magnetooptyczna. Do zapisu i kasowania informacji w napędach CD-RW wykorzystywana jest energia wiązki lasera wraz z działaniem pola magnetycznego. Zapisywanie i usuwanie fragmentu informacji odbywa się za pomocą wiązki lasera, która lokalnie podgrzewa wydruk, natomiast nagrzany fragment materiału jest magnesowany w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego wytwarzanego przez cewkę (Rysunek 8.x).

Rysunek 8.x Zapisywanie i usuwanie fragmentu informacji w napędzie CD-RW

Gdy zmienia się kierunek namagnesowania, zmienia się także płaszczyzna polaryzacji, czyli współczynnik odbicia danego obszaru. Podczas odczytu należy określić kierunek pola magnetycznego na podstawie polaryzacji wiązki laserowej. Światło spolaryzowane odbite od obszaru zmienia kąt odbicia w zależności od kierunku namagnesowania. Procesy zapisywania bitu i jego usuwania różnią się jedynie kierunkiem prądu w cewce polaryzacji.

Zatem operacja zapisu na płycie CD-RW obejmuje trzy cykle:

    kasowanie wszystkich bitów na wybranej części dysku w celu zapisania nowych informacji,

    rejestrowanie nowych informacji podczas kolejnej rewolucji dysku,

    kontrolowanie odczytu nowo zarejestrowanych informacji podczas trzeciego obrotu.

Tym samym operacja zapisu jest trzykrotnie wolniejsza w porównaniu do dysków magnetycznych (przy tej samej prędkości obrotowej dysku i tej samej gęstości zapisu). Operacja odczytu wymaga tylko jednego cyklu. Nowoczesne powłoki magnetooptyczne pozwalają na aż 10 4 cykli odwrócenia magnesowania; jest to najbardziej krytyczne dla obszaru dysku, na którym znajduje się katalog.

płyta DVD-dyski

Struktura danych na płycie DVD zależy od jej typu (DVD-ROM, DVD-R, DVD-RAM lub DVD+RW). Na dyskach DVD informacje mogą być zapisane na jednej (nośnik jednostronny) lub na obu stronach (nośnik dwustronny), natomiast dyski DVD-ROM mogą zawierać jedną lub dwie warstwy informacji po każdej stronie. Każda warstwa informacji ma spiralną ścieżkę z obszarem wejściowym, obszarem danych i obszarem wyjściowym. Obszar danych zawiera bloki danych użytkownika zawierające 16 sektorów. Rozmiar sektora fizycznego wynosi 37 856 bajtów.

Numer sektora fizycznego znajduje się w jego nagłówku. Adresowanie sektorów adresami fizycznymi jest wykorzystywane przez kontroler napędu wyłącznie do celów wewnętrznych. Procesor, do którego podłączony jest dysk DVD, uzyskuje do niego dostęp pod jego adresem logicznym. Adres logiczny to adres bloku logicznego, którego rozmiar wynosi 2048 bajtów.

Zwykle w napędzie znajduje się tylko jeden laser, a zmiana roboczej strony dysku odbywa się ręcznie, dlatego metody adresowania są zaprojektowane tak, aby pracować z jedną lub dwiema warstwami znajdującymi się po jednej stronie dysku. Na dysku dwuwarstwowym adresowanie może odbywać się zarówno przy równoległych, jak i przeciwnych ścieżkach ścieżek. Gdy ścieżki poruszają się w przeciwnych kierunkach, obszar danych na pierwszej warstwie dysku kończy się nie na wyjściu, ale na obszarze środkowym, a druga warstwa zaczyna się na obszarze środkowym. Przy przejściu na inną warstwę napęd odwraca kierunek obrotu dysku; zmienia to skupienie wiązki lasera. Koncentruje się na drugiej warstwie. Fizyczna i logiczna organizacja obszaru danych na innych typach płyt DVD różni się od opisanej, ale tylko nieznacznie.

Od czasu ich wprowadzenia w 1984 r. napędy CD-ROM cieszą się nie mniejszą popularnością niż napędy dyskietek. Teraz jeszcze trudniej jest znaleźć komputer PC, który nie posiada napędu umożliwiającego odczyt dysków CD-ROM, niż komputer bez napędu typu float. Maksymalne prędkości obrotowe dysku wzrosły do ​​12 tys. obr./min. Niewiele nowoczesnych dysków twardych może pochwalić się takimi prędkościami, a CD-ROM obraca się z takimi prędkościami przy nośnikach wymiennych o większej średnicy, które mogą nie być zbyt dobrze wyważone. Przy takich prędkościach zwiększone drgania i w efekcie wzrost częstotliwości błędów mogą być nawet spowodowane nierównomiernym nałożeniem farby drukarskiej w nadruku dysku lub napisie wykonanym flamastrem na jednej z jego połówek . Dlatego „wyścig o X” zatrzymał się po osiągnięciu znaku 60X, a w praktyce prędkość 40X uważa się za „niezawodną i wystarczającą”. Należy rozumieć, że 40 lub 60X (6 lub 9 MB/s) to po prostu maksymalna prędkość przesyłania danych, którą osiąga się tylko na zewnętrznych ścieżkach dysku. Wyjątkiem były dyski wykonane w technologii TrueX opracowanej przez Zen Research, gdy czytanych jest kilka ścieżek jednocześnie. Dzięki tej technologii Kenwoodowi udało się doprowadzić D1 „X” do 72, jednak produkcja takich urządzeń okazała się ekonomicznie nieopłacalna i została obecnie przerwana.

Doświadczenia zdobyte w procesie udoskonalania napędów CD-ROM nie poszły na marne. Pierwsze tego typu urządzenia wykorzystywały tryb stałej prędkości liniowej (CLV), który wywodzi się z branży audio CD. Szybkość przesyłania danych w napędzie IX wynosiła 150 kB/s i była stała na wszystkich ścieżkach, dlatego też w przypadku przesuwania się głowicy od środka dysku na jego obrzeża, prędkość obrotowa malała proporcjonalnie. Ponieważ dysk z danymi nie musi być koniecznie odczytywany ze stałą szybkością, producenci dysków CD-ROM również zaczęli stosować tryb stałej prędkości kątowej (CAV) właściwy dla dysków twardych lub kombinację tych dwóch trybów, aby skrócić czas dostępu . Technologia ta nazywana jest częściowym CA lub strefowym CLV i polega na promieniowym podziale dysku na kilka stref, z których każda wykorzystuje własną prędkość obrotową, a odczyt może odbywać się zarówno w trybie CAV, jak i CLV. Technologia ta jest obecnie szeroko stosowana w urządzeniach do przechowywania danych.

Ogólna budowa trójwiązkowego układu optycznego napędu CD-ROM

Ważnym kamieniem milowym w zapewnieniu kompatybilności czterech głównych formatów płyt kompaktowych – CD-Digital Audio (CD-DA), CD-ROM, CD-Recordable (CD-R) i CD-Rewritable (CD-RW) – było przyjęcie przez specyfikacja MultiRead dotycząca przechowywania danych Stowarzyszenia Producentów Optycznych (Optical Storage TechHeTlogy Association, OSTA). Urządzenia oznaczone odpowiednim logo gwarantują możliwość odczytu płyt wszystkich czterech formatów.

Na wystawie CeBIT 2002, zorganizowanej niedawno w Hanowerze, firma flexs-torm GmbH zaprezentowała ciekawą nowość – pierwszą na świecie elastyczną płytę CD.Płytę flexCD o grubości 0,1 mm można czytać w istniejących napędach za pomocą specjalnego adaptera, który składa się z dwóch twardych plastikowych kółek.

Mówi się, że czas produkcji płyty flexCD jest 10 razy szybszy niż w przypadku tradycyjnej płyty CD-ROM i wynosi zaledwie 0,3 sekundy, przy znacznie niższych kosztach produkcji. Oczekuje się, że będzie on szeroko stosowany do dystrybucji reklam i innych materiałów informacyjnych. Można go łatwo wszyć do magazynów, rozesłać w kopertach, a nawet rozprowadzić jako etykiety na opakowaniach dowolnych produktów.

CD-R, CD-RW


Dyski optyczne jednokrotnego zapisu (WORM) zostały po raz pierwszy omówione pod koniec lat 80-tych. W 1990 roku ukazała się Orange Book II, ustalająca specyfikacje dla zapisywalnych płyt CD. W 1993 roku firma Philips wypuściła pierwszy napęd CD-R. Jako „półfabrykaty” do rejestracji używano zwykłych krążków poliwęglanowych powlekanych specjalnym barwnikiem (cyjaninowym, ftalocyjaninowym lub azowym), na które natryskiwano cienką warstwę odblaskową metalu szlachetnego, najczęściej czystego srebra lub złota. Podczas nagrywania wiązka lasera skupiona na warstwie barwnika fizycznie ją „wypalała”, tworząc nieprzezroczyste obszary przypominające „wgłębienia” na regularnie wytłoczonej płycie CD.

Nośniki CD-R nie do końca spełniają definicję WORMA (zapisz raz, czytaj wiele razy), ponieważ Część II Pomarańczowej Księgi pozwala na nagrywanie wielosesyjne. Każda sesja składa się z jednej lub więcej ścieżek danych, początkowych i końcowych „pustych” sekcji oraz odpowiadającego im wpisu „zawartość” (TOC) na dysku. Obecność niewykorzystanych obszarów powoduje utratę 13,5 MB miejsca na płycie CD-R podczas nagrywania każdej kolejnej sesji.

Pod koniec ubiegłego wieku napędy CD-R, które osiągały wówczas prędkości zapisu/odczytu 8X/24X, zostały wyparte przez bardziej uniwersalne napędy CD-RW, które umożliwiły nagrywanie nie tylko płyt jednorazowego zapisu, ale także te wielokrotnego zapisu.

W odróżnieniu od barwników organicznych stosowanych do tworzenia warstwy aktywnej na płytach CD-R, w płytach CD-RW warstwą aktywną jest specjalny stop polikrystaliczny (srebro-ind-antymon-tellur), który w wysokich temperaturach (500-7000) przechodzi w stan ciekły. °C). ) ogrzewanie laserowe. Przy późniejszym szybkim ochłodzeniu obszarów cieczy pozostają one w stanie amorficznym, więc ich współczynnik odbicia różni się od obszarów polikrystalicznych. Powrót obszarów amorficznych do stanu krystalicznego następuje poprzez słabsze ogrzewanie poniżej temperatury topnienia, ale powyżej temperatury krystalizacji (około 200°C). Nad i pod warstwą aktywną znajdują się dwie warstwy dielektryka (zwykle dwutlenku krzemu), które podczas procesu nagrywania usuwają nadmiar ciepła z warstwy aktywnej; na wierzchu całość pokryta jest warstwą odblaskową, a całość „kanapki” nałożona jest na poliwęglanową podstawę, w której wciśnięte są spiralne wgłębienia, niezbędne do precyzyjnego ustawienia głowicy oraz przekazania informacji o adresie i czasie.

Napęd CD-RW wykorzystuje trzy tryby pracy lasera, różniące się mocą wiązki: tryb zapisu (maksymalna moc, która zapewnia przejście warstwy aktywnej w nieodblaskowy stan amorficzny), tryb kasowania (przywraca warstwę aktywną do odblaskowego stanu krystalicznego stan) i tryb odczytu (najniższa moc, nie wpływa na stan warstwy aktywnej).


Sekcja nośników CD-RW lub DVD+RW

Największym problemem, który zawsze nękał producentów nagrywarek dysków optycznych, jest niedopełnienie bufora. Ponieważ zapis odbywa się ze stałą (liniową lub kątową) prędkością, bufor napędu musi zawsze zawierać dane do zapisu. Jeżeli z jakiegoś powodu (przeciążenie procesora innymi zadaniami, problemy w interfejsie, awaria programu itp.) dane zaczną docierać zbyt wolno, może dojść do sytuacji, gdy w buforze dysku nie będzie już danych do zapisania kolejnego bloku. W pierwszych generacjach napędów skutkowało to nieodwracalnym uszkodzeniem „pustego” miejsca w przypadku płyt CD-R lub koniecznością kasowania i ponownego zapisu płyt CD-RW. Pod koniec 2000 roku firma Sanyo opatentowała technologię BURN-Proof (Buffer UndeRuN-Proof, czyli zabezpieczenie przed przepełnieniem bufora), która umożliwiła zatrzymanie rejestracji w przypadku, gdy ilość danych w buforze spadnie poniżej określonego progu, i wznowienie jej od w tym samym miejscu podczas napełniania bufora. Obecnie odmiany tych technologii (każda firma nazywa je inaczej: Yamaha ma „SafeBurn”, Acer ma „Seamless Link”, Ricoh ma „JustLink”) są stosowane przez prawie wszystkich producentów napędów CD-RW.

Firma Plextor wykorzystuje połączenie technologii Sanyo i własnej technologii zwanej „PoweRec” (Plextor Optimized Writing Error Reduction Control). W takim przypadku proces nagrywania jest okresowo zawieszany metodą BURN-Proof i sprawdzana jest jakość nagrania w celu ustalenia, czy możliwe jest zwiększenie prędkości.

Wydaje się, że proces wzrostu „X” w napędach CD-RW, który postępuje skokowo przez ostatni rok czy dwa, zbliża się do logicznego zakończenia, podobnie jak miało to miejsce w czasach CD-ROM-ów. W każdym razie firma TEAS wypuściła niedawno dysk o prędkościach zapisu/przepisu/odczytu wynoszących 40X/12X/48X. Oprócz bufora 8 MB i czasu dostępu do danych wynoszącego zaledwie 72 ms, nowy dysk jest jednym z pierwszych na rynku obsługującym technologię EasyWrite opartą na specyfikacjach opracowanych przez grupę Mount Rainier (w skład której wchodzą Philips, Microsoft, Compaq i Sony). , który umożliwia zapis wsadowy na CD-RW (poprzez przesyłanie plików w sposób podobny do zapisu na dyskietce) jest łatwy i szybki, bez użycia specjalnych sterowników, takich jak Direct CD.

Całkiem niedawno pojawiła się informacja, że ​​opracowana przez kalifornijską firmę Calimetrics technologia nagrywania wielopoziomowego ML (MultiLevel) została faktycznie zawarta w prototypowym napędzie CD-RW stworzonym przez TDK Corporation, który pozwala na zapis do 2 GB informacji na tym samym nośniku bez zmiany części optycznej napędu, czyli trzykrotna pojemność informacyjna nośnika. Prędkość nagrywania na CD-R może osiągnąć 48X. Aby to zrobić, wystarczy zainstalować w napędzie chip kodeka ML ENDEC, opracowany i wyprodukowany już przez firmę Sanyo. TDK jest częścią utworzonego pod koniec 2000 roku ML Alliance, do którego oprócz Calimetrics należą Sanyo, Mitsubishi Chemical, Plextor, TEAC, Yamaha i Verbatim. Płyty ML będą także obsługiwane przez głównych producentów oprogramowania do nagrywania płyt CD-R i CD-RW, Ahead Software (Nero) i Roxio (EasyCD Creator).

Oczekuje się, że zastosowanie tej technologii co najmniej dwukrotnie zwiększy pojemność i prędkość transferu napędów nagrywających DVD+RW.


Niewystarczająca pojemność (650 lub 700 MB) płyty CD-ROM i brak możliwości dalszej poprawy wydajności skłoniły do ​​zastanowienia się nad nowym formatem dysku optycznego. Historia jej powstania, w przeciwieństwie do prostej i przejrzystej historii powstania płyty, jest pełna sprzeczności, zderzeń i intryg. Według pierwotnego planu nowa płyta miała zastąpić kasety wideo VHS. U początków DVD (początkowo skrót ten oznaczał „Digital Video Disk”, czyli „cyfrowy dysk wideo”, a później, gdy zaczęto nagrywać nie tylko wideo na DVD, przekształcił się w „Digital Versatile Disk”, czyli „cyfrowy dysk wielofunkcyjny”), stanęli z jednej strony Matsushita Electric, Toshiba i wytwórnia filmowa Time/Warner, która opracowała technologię Super Disc (SD), z drugiej zaś „rodzice” płyty kompaktowej Sony i Philips z ich technologię Multimedia CD (MMCD). Ponieważ te dwa formaty były ze sobą całkowicie niekompatybilne, w 1995 roku pod naciskiem gigantów branży IT (Microsoft, Intel, Apple i IBM) utworzono organizację DVD Consortium w celu opracowania jednego standardu, w skład którego weszli główni producenci dysków i nośników do nich, łącznie 11; nazwa została następnie zmieniona na DVD Forum.

Podobnie jak w kolorowych „książkach” definiujących formaty płyt CD, istnieje 5 dokumentów opisujących formaty DVD-ROM, DVD-Video, DVD-Audio, DVD-R (DVD jednokrotnego zapisu) i DVD-RAM (DVD jednokrotnego zapisu ). Ostatnio pojawiły się także dwa nowe formaty płyt zapisywalnych – DVD-RW i DVD+RW oraz jeden – jednokrotny zapis DVD+R.

W przeciwieństwie do płyt CD-ROM, które są tylko jednostronne i jednowarstwowe, płyty DVD mogą być również dwuwarstwowe i dwustronne. Zatem istnieją 4 warianty płyt DVD: DVD-5 (jednostronnie jednowarstwowa, pojemność 4,7 GB), DVD-9 (jednostronnie dwuwarstwowa, 8,5 GB), DVD-10 (dwustronnie jednowarstwowa, 9,4 GB) GB) i DVD-18 (dwustronne, dwuwarstwowe, 17 GB).

Jak udało Ci się umieścić 7–25 razy więcej informacji na dysku o dokładnie tej samej wielkości? Przede wszystkim dzięki zastosowaniu czerwonego lasera o długości fali 635 lub 650 nm zamiast lasera IR o długości fali 780 nm. Zmniejszenie długości fali umożliwiło zmniejszenie minimalnej wielkości „wgłębień” (wgłębień na powierzchni poliwęglanowego podłoża dysku pokrytego warstwą odblaskową niosącą informację) z 0,83 do 0,4 mikrona, a odstępu ścieżek z 1,6 do 0,74 mikronów, co dało całkowity przyrost pojemności 4,5-krotny. Resztę uzyskano dzięki zastosowaniu wydajniejszych kodów korekcji błędów, co pozwoliło znacząco zmniejszyć procent przydzielany tym kodom w każdym pakiecie danych.

Możliwość wykonania dysków dwuwarstwowych (materiał odblaskowy pierwszej warstwy jest półprzezroczysty, dzięki czemu laser może być skupiony na leżącej nad nim drugiej warstwie odblaskowej) umożliwiła prawie dwukrotne zwiększenie pojemności (w rzeczywistości nieco mniej, gdyż w nagraniach z warstwą półprzezroczystą nie można uzyskać tej samej gęstości, co w nagraniach w pełni odblaskowych). Płyta dwustronna, która wygląda jak dwie jednostronne płyty sklejone ze sobą warstwami odblaskowymi wewnątrz (całkowita grubość płyty pozostaje równa 1,2 mm), podwoiła możliwą pojemność płyty DVD, choć w tym przypadku jest pewna niedogodność powstaje: dysk należy obrócić ręcznie.


Bezpośrednie kopiowanie na DVD+RW

Zwiększanie gęstości danych na dysku prowadziło do automatycznego zwiększania prędkości przesyłania danych przy tej samej prędkości obrotowej nośnika. Zatem w napędzie CD-ROM IX dane przesyłane są z szybkością 150 kB/s, natomiast w napędzie DVD-ROM IX prędkość transferu sięga 1250 kB/s, co odpowiada CD-ROM-owi 8X. Nowoczesne napędy DVD osiągnęły prędkość 16X, co jak łatwo obliczyć daje 128X w przypadku CD-ROM-u! Aby zapewnić kompatybilność napędów DVD z nośnikami CD, stosowane są różne rozwiązania techniczne, m.in. zmieniające się soczewki ogniskujące, dwa lasery o długości fali 780 i 650 nm czy specjalny element holograficzny zapewniający prawidłowe ogniskowanie dla każdego rodzaju nośnika. Przyjęcie specyfikacji UDF (Universal Disc Format) firmy OSTA, a dokładniej jej podzbioru zwanego MicroUDF, jako podstawowego formatu systemu plików DVD wyeliminowało problemy związane z koniecznością opracowywania nowych formatów za każdym razem, gdy pojawia się nowa klasa danych, która wymaga do zapisania na dysku.. Ponieważ ta specyfikacja obejmuje również standard systemu plików ISO-9660 dla dysków CD-ROM, rozwiązano problemy ze zgodnością z systemami operacyjnymi obsługującymi ten system. Płyty DVD-ROM korzystają z pośredniego formatu UDF Bridge (format ten nie obsługuje rozszerzenia ISO 9660 firmy Microsoft dla długich nazw plików Unicode, zwanego Joliet), podczas gdy dyski DVD-Video korzystają z pełnego formatu UDF. Pliki DVD-Video nie mogą przekraczać rozmiaru 1 GB, nie mogą być pofragmentowane (każdy plik musi zajmować jeden spójny obszar dysku), a odnośniki do nich, nagrane w formacie 8.3, muszą znajdować się w katalogu VIDEO_TS, który musi być pierwszy na dysku. Pliki audio znajdują się w wydzielonym obszarze dysku (strefa DVD-Audio), a linki do nich znajdują się w katalogu AUDIO_TS.

Wideo jest zwykle nagrywane na płycie DVD w formacie MPEG-2. Płyty DVD-Video mogą korzystać z kilku różnych systemów ochrony przed kopiowaniem, z których najbardziej znanym i najprostszym, powodującym wiele niedogodności dla użytkowników, jest kodowanie regionalne. Według tego systemu cały świat dzieli się na siedem regionów (kraje byłego ZSRR zaliczają się do regionu piątego wraz z Indiami, Afryką, Koreą Północną i Mongolią). Dysk DVD-Video przeznaczony, powiedzmy, dla pierwszego regionu (USA) teoretycznie nie powinien być czytany przez napęd lub odtwarzacz dla piątego regionu. W praktyce jednak w Rosji najczęściej stosuje się dyski i dyski wieloregionowe.

DVD-R do celów ogólnych, DVD-R do tworzenia, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, DVD+R


Obecnie istnieje sześć nagrywalnych formatów DVD (w kolejności chronologicznej ich występowania): DVD-R dla celów ogólnych, DVD-R dla autorów, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW i DVD+R. Teraz sytuacja jest taka, że ​​pierwsze cztery formaty najprawdopodobniej odejdą do przeszłości. Sojusz głównych producentów nagrywalnych napędów optycznych, w skład którego wchodzą takie „wieloryby” jak HP, Sony, Ricoh itp., zjednoczeni wokół technologii DVD+RW i DVD+R, nie wydaje się pozostawiać im żadnych szans, choć Pioneer, który po raz pierwszy zaoferowano format DVD-RW pod koniec 1999 r. i uzyskawszy akceptację na DVD Forum (DVD+RW nie uzyskało jeszcze takiej zgody, mimo że wszyscy członkowie DVD+RW Alliance są jednymi z założycieli DVD Forum), nie zamierza rezygnować ze swoich stanowisk.

Najważniejszą zaletą formatu DVD+RW (oraz jego wariantów dla nośników jednorazowego zapisu DVD+R) jest kompatybilność zapisanych w nim nośników z zdecydowaną większością konwencjonalnych napędów DVD-ROM i domowych odtwarzaczy DVD. Płyty w formacie DVD-RW mają tę właściwość tylko wtedy, gdy są nagrane w trybie „kompatybilnym”, w którym zapis ze zmienną przepływnością jest niemożliwy i wymagana jest tzw. „finalizacja” płyty, która trwa do 15 minut . Kolejną cenną funkcją jest wykorzystanie tych napędów do zapisu (i oczywiście odczytu) płyt CD-R i CD-RW.

DVD+RW to ewolucja technologii DVD-RW. Do nagrywania wykorzystywana jest technologia zmiany fazy, całkowicie podobna do tej stosowanej w CD-RW. Precyzyjne pozycjonowanie głowicy zapewniają faliste rowki wzdłuż całego spiralnego toru dysku. Dzięki nim możliwe staje się stworzenie tzw. łączenia bezstratnego, czyli zapewnienia spójności nagranego pliku wideo nawet podczas długich przerw w przesyłaniu danych z komputera PC. Możesz nawet edytować poszczególne sekcje już nagranego pliku!


Bezpośrednie kopiowanie na DVD+RW

Napędy DVD+RW umożliwiają nagrywanie płyt jednostronnych i dwustronnych o pojemnościach odpowiednio 4,7 i 9,4 GB. Płyty dwuwarstwowe nie są obsługiwane.

Format DVD+R do jednorazowego zapisu, w przeciwieństwie do CD-R, który poprzedzał CD-RW, pojawił się całkiem niedawno, po pomyślnym wprowadzeniu na rynek płyt DVD+RW wielokrotnego zapisu. Pierwsze napędy DVD+RW/+R zaczęły pojawiać się dopiero wiosną 2002 roku. Jeden z pierwszych tego typu napędów, Ricoh MP5125A, zapisuje płyty DVD+RW i DVD-R z prędkością 2,4X, a płyty CD-R z prędkością do 2,4X. Prędkość 12X, CD-RW - do 10X. Maksymalne prędkości odczytu wynoszą 8X dla DVD i 32X dla CD, czasy dostępu wynoszą odpowiednio 140 i 120 ms. Kompatybilność to problem, który nęka napędy DVD od chwili ich powstania. Dopiero pod koniec 1999 roku na rynku pojawiły się napędy trzeciej generacji, w których rozwiązano problemy kompatybilności z płytami CD-R, CD-RW, DVD-RAM i DVD+RW. Poniższa tabela podsumowuje kompatybilność nośników optycznych i napędów w różnych formatach („Odczyt” oznacza możliwość odczytu nośnika tego typu w odpowiednim napędzie, „Zapis” oznacza możliwość zapisu). Należy pamiętać, że „Tak” nie oznacza, że ​​dowolny dysk danego typu będzie odczytywał (zapisywał) dowolny dysk odpowiedniego typu. Oznacza to tylko, że to, co zostało powiedziane, zostanie co do zasady wykonane.

Aby spotkać się w naszych czasach z komputerem bez Napęd CD-ROM/DVD Prawie niemożliwe. Na płytach CD i DVD nagrywana jest szeroka gama programów, muzyki, dokumentów, zdjęć cyfrowych itp. Można kupić zarówno płyty z już nagranymi danymi (np. płyta CD z muzyką lub DVD z filmem), jak i płyty specjalne, na których można (jedno lub więcej razy, w zależności od płyty i napędu) nagrać dowolne informacje.

Oprócz nie do końca poprawnej nazwy „ prowadzić", urządzenia do odczytu i zapisu dysków CD/DVD nazywane są także napędami optycznymi. Słowo Urządzenie pamięci masowej ogólnie odnosi się do wszystkich urządzeń przeznaczonych do przechowywania lub odczytu danych. Na przykład, dysk twardy można nazwać dyskiem. Słowo „optyczny” odnosi się do sposobu odczytu danych z dysków. W napędach CD/DVD dane odczytywane i zapisywane są z dysków za pomocą specjalnej wiązki lasera.

Istnieje kilka typów Napędy CD-ROM i DVD, z obsługą nagrywania i bez niej. Przyjrzyjmy się im bliżej.

  • Regularna jazda płyta CD— ROM umożliwia jedynie odczyt danych z dysków płyta CD, płyta CD— R I płyta CD— RW. Nie można za jego pomocą zapisywać danych na żadnych płytach. Takie dyski są najtańsze, ale są już przestarzałe i nie można ich instalować w nowych komputerach.
  • Prowadzić płyta CD— ROM z możliwością nagrywania. W przeciwieństwie do poprzedniej opcji, za pomocą tego napędu można zapisywać dane na płytach jednokrotnego zapisu (CD-R) lub płyt jednokrotnego zapisu (CD-RW).
  • Prowadzić płyta DVD. Napęd ten łączy w sobie możliwości dwóch poprzednich dysków tj. umożliwia zapis i odczyt danych z płyt CD, a także odczyt danych z płyt DVD.
  • Prowadzić płyta DVD z możliwością nagrywania. Jest to najbardziej wszechstronna i popularna opcja napędu, którą zaleca się kupić. Dzięki temu napędowi możesz czytać i zapisywać dowolne płyty, w tym CD, CD-R, CD-RW, DVD+-R/RW.
  • Coraz większą popularnością z roku na rok cieszą się także napędy obsługujące odczyt płyt Blu-rey.

Podstawowe typy dysków optycznych

Jak już rozumiesz, możliwości nagrywania zależą nie tylko od napędu, ale także od samych dysków. Przeanalizujmy główne typy dysków optycznych, które obecnie istnieją.

  • płyta CD, lub płyta CD. Najprostsza wersja dysku optycznego. Na takich dyskach sprzedaje się muzykę (płyty CD z muzyką) lub różne programy. Na taką płytę nie można nic zapisać.
  • Płyta CD-R. Na takim dysku możesz raz zapisz potrzebne informacje. Nie możesz dodać go później. Na jednej płycie CD-R można zapisać do 880 MB danych, w zależności od pojemności płyty. Dyski takie najczęściej służą do przechowywania ważnych informacji, które nie będą musiały być zmieniane w przyszłości. Może to być muzyka, pliki wideo itp.
  • Płyta CD-RW. Płyta ta ma taką samą pojemność jak płyty CD-R, ale można na niej wielokrotnie zapisywać dane i usuwać te, których nie potrzebujesz. W sumie taki dysk jest przeznaczony na około 1000 cykli ponownego zapisu, co w zupełności wystarczy np. do okresowego nagrywania dokumentów Worda, następnie ich usuwania i nagrywania nowych plików. Płyty CD-RW są droższe od płyt CD-R.
  • DyskDVD-ROMLubWideo DVD. To właśnie na tych płytach sprzedawane są filmy DVD. Na taki dysk nie można nic zapisać. Jednocześnie objętość jednowarstwowej płyty DVD wynosi 4,7 GB, czyli kilkakrotnie więcej niż objętość płyt CD.
  • Dyskpłyta DVD— Ri dyskpłyta DVD+ R. Podobnie jak w przypadku dysków CD-R, mogą to być dyski DVD-R i DVD+R jeden raz zapisz potrzebne dane. Niestety, w pewnym momencie firmy produkujące dyski i napędy optyczne zwróciły się przeciwko sobie i stały się wrogami nie do pogodzenia, w wyniku czego pojawiły się dwa całkowicie niekompatybilne ze sobą standardy DVD+R i DVD-R. Na szczęście producenci napędów optycznych rozwiązali ten problem i obecnie w przypadku większości napędów nie ma znaczenia, jakiego napędu użyjesz; Obsługiwane będą oba typy dysków.
  • Dyskpłyta DVD+ RWIpłyta DVD— RW. Podobnie jak w przypadku dysków CD-RW, na dyskach DVD+RW i DVD-RW można wielokrotnie zapisywać dane.Dzięki pojemności dysku wynoszącej 4,7 GB jest to bardzo wygodne do przechowywania i tworzenia kopii zapasowych szerokiego zakresu danych, takich jak kolekcja muzyczna , itp. . Problem niekompatybilnych standardów istnieje również tutaj i został rozwiązany w ten sam sposób - wypuszczając uniwersalny mały format napędy obsługujące dowolny typ dysku.
  • Dyskniebieski— Rey Dysponujemy ogromną pojemnością, która pozwala na nagranie aż 80 gigabajtów informacji! Zgadzam się, to dużo jak na napęd optyczny! W większości przypadków nagrywam na takich płytach wideo ze zwiększoną klarownością, co pozwala mi osiągnąć maksymalną jakość filmu! Koszt takiego napędu może sięgać nawet 2000 rubli!

Szybkość napędu optycznego

W ten sposób zwykle wskazywana jest prędkość napędu optycznego 52x/24x/52x. Oznacza to, że płyty CD-R są zapisywane z szybkością 52x CD-RW dzieje się z dużą prędkością 24x, a odczyt płyt CD-R/RW również odbywa się z szybkością 52x. W tym przypadku wskaźnik 1x oznacza prędkość przesyłania danych wynoszącą 153 KB/s. Obliczmy teraz prędkość napędu dyskowego przy prędkości odczytu 52 x. Aby to zrobić, pomnóż 52 przez 153, a wynikiem będzie 7956 KB/s, tj. prawie 8 MB/s.

W porównaniu do napędów CD-ROM, napędy DVD wielokrotnego zapisu odczytują i zapisują dane znacznie szybciej. Szybkość napędu DVD-ROM 1x wynosi 1,35 MB/s, co jest porównywalne z szybkością napędu CD-ROM 9x. Dlatego prędkość nowoczesnych napędów DVD-ROM z prędkością odczytu 20x odpowiada prędkości 180x dla napędów CD-ROM (27 MB / s), chociaż oczywiście taka prędkość nie istnieje w przypadku napędów CD-ROM.

CD-ROM/XA (rozszerzona architektura) już sama nazwa sugeruje, że jest to dysk CD-ROM o rozszerzonych możliwościach. Dysk obsługuje systemy plików ISO 9660 i High Sierra. Przyjrzyjmy się bliżej, jakie są te możliwości.
Wielokrotne nagrywanie. Format High Sierra na zwykłej płycie CD-ROM umożliwia zapisanie tylko jednego spisu treści podczas tworzenia wpisu. Z tego powodu dodatkowe nagranie płyty jest niemożliwe. Dyski XA umożliwiają nagrywanie dysku w wielu sesjach, ponieważ mogą pracować z wieloma spisami treści.
Alternacja. CD-ROM/XA działa w trybie 2. Powtórzmy, że w tym trybie każdy sektor ścieżki może mieć swój własny format. Formularz 1 tego trybu służy do przechowywania danych, a Form 2 służy do przechowywania wideo, muzyki i obrazów. Tryb ten został stworzony specjalnie do nagrywania aplikacji multimedialnych, tak aby na jednej ścieżce można było naprzemiennie na przykład kod programu i dźwięk (wideo) dla niego. Na początku każdego fragmentu umieszczona jest specjalna „flaga”, po której określa się jego typ. Płyty XA są bardzo wygodne w użyciu do nagrywania wideo, ponieważ można najpierw nagrać klatkę wideo, a następnie zaraz po niej nagrać dźwięk. Naturalnie ich synchronizacja odbywa się już programowo. Jako przykład pokazano poniżej cztery możliwe schematy kodowania muzyki (dane A-audio zakodowane metodą ADPCM, dane D).
Kompresja danych muzycznych. Tryb XA pozwala na nagranie kilkugodzinnej muzyki na zwykłej płycie 74-minutowej. Staje się to możliwą metodą kompresji. Aby zwiększyć objętość danych audio, stosuje się w tym przypadku inne niż 16-bitowe kodowanie PCM (modulacja impulsowo-kodowa służy do digitalizacji sygnałów analogowych przed ich przesłaniem. Prawie wszystkie typy danych analogowych, takie jak wideo, głos, muzyka, telemetria danych, światy wirtualne pozwalają na ich wykorzystanie) oraz 4 lub 8-bitowe kodowanie ADPSM (modulacja kodu impulsowego różnicowego (lub delta).
Metoda kodowania mowy polegająca na obliczeniu różnicy pomiędzy dwiema kolejnymi wartościami sygnału zdigitalizowanego metodą PCM. Częstotliwość próbkowania również może ulec zmianie. W zależności od jakości dźwięku, CD-ROM/XA oferuje dwa poziomy kodowania dźwięku: Poziom B (częstotliwość próbkowania 37,8 kHz mono lub stereo) i Poziom C (częstotliwość próbkowania 18,9 kHz mono lub stereo). W zależności od sytuacji stosuje się ten lub inny poziom. Replikacja DVD. Na przykład te głosy nie wymagają wysokiej jakości dźwięku. Dlatego kodując swój głos na poziomie C, możesz uzyskać ogromny wzrost dostępnej przestrzeni dyskowej. Choć muzyki na tym poziomie nie będzie przyjemnie słuchać.

Cechy konstrukcyjne napędów CD-ROM.

Jak wiadomo, większość dysków jest zewnętrznych i wbudowanych (wewnętrznych). Napędy CD nie są pod tym względem wyjątkiem. Większość obecnie oferowanych napędów CD-ROM jest wbudowanych. Pamięć zewnętrzna jest zauważalnie droższa. Łatwo to wytłumaczyć, gdyż w tym przypadku napęd ma własną obudowę i zasilacz. Współczynnik kształtu nowoczesnego wbudowanego napędu CD-ROM zależy od dwóch parametrów: połowy wysokości (HH) i rozmiaru poziomego wynoszącego 5,25 cala. Na panelu przednim każdego napędu znajduje się dostęp do mechanizmu ładowania płyt CD. Jednym z najbardziej powszechnych jest mechanizm ładowania CD-ROM-u wykorzystujący mechanizm tacy. Mechanizm tacy naprawdę wygląda jak taca, która wysuwa się z napędu, zwykle po naciśnięciu przycisku wysuwania. Instalowana jest na nim płyta CD, po czym „tackę” wsuwa się do napędu za pomocą przycisku znajdującego się na przednim panelu napędu. Na przednim panelu napędu znajduje się dodatkowo wskaźnik pracy urządzenia (zajętość), znajduje się także otwór, dzięki któremu można wyjąć płytę nawet w sytuacji awaryjnej, np. gdy nie działa przycisk Eject lub zasilanie jest zawieszone.

Czas dostępu.

Czas dostępu do danych dla napędów CD-ROM wyznaczany jest w taki sam sposób, jak dla dysków twardych. Jest on równy opóźnieniu pomiędzy otrzymaniem polecenia a momentem odczytania pierwszego bitu danych. Czas dostępu mierzony jest w milisekundach, a jego standardowa wartość znamionowa dla napędów 4-biegowych wynosi około 200 ms. Odnosi się to do średniego czasu dostępu, ponieważ rzeczywisty czas dostępu zależy od lokalizacji danych na dysku. Oczywiście podczas pracy na ścieżkach wewnętrznych dysku czas dostępu będzie krótszy niż przy czytaniu informacji ze ścieżek zewnętrznych. Dlatego w arkuszach danych dysku podaje się średni czas dostępu, definiowany jako średnia wartość podczas wykonywania kilku losowych odczytów danych z dysku. Oczywiście im krótszy czas dostępu, tym lepiej, zwłaszcza w przypadkach, gdy dane wymagają szybkiego odnalezienia i odczytania. Czas dostępu do danych na płycie CD-ROM stale się skraca. Należy pamiętać, że ten parametr dla napędów CD-ROM jest znacznie gorszy niż dla dysków twardych (85-500 ms dla CD-ROM i 10 ms dla dysków twardych). Tak znaczącą różnicę tłumaczy się zasadniczymi różnicami w konstrukcji: dyski twarde wykorzystują kilka głowic, a zakres ich ruchu mechanicznego jest mniejszy. Napędy CD-ROM wykorzystują pojedynczą wiązkę lasera, która przemieszcza się po całym dysku. Dodatkowo dane na płycie CD zapisywane są po spirali, a po przesunięciu głowicy odczytującej w celu odczytania danego utworu trzeba jeszcze poczekać, aż wiązka lasera trafi w obszar z niezbędnymi danymi. Przy odczycie ścieżek zewnętrznych czas dostępu jest dłuższy niż przy odczycie ścieżek wewnętrznych. Zwykle wraz ze wzrostem szybkości przesyłania danych czas dostępu odpowiednio się zmniejsza.

Szybkość przesyłania danych (szybkość przesyłania danych).

Przy standardowej prędkości obrotowej szybkość przesyłania danych wynosi około 150 kb/s. W przypadku dysków CD-ROM o dwóch lub większej szybkości dysk obraca się z proporcjonalnie większą szybkością, a prędkość przesyłania danych wzrasta proporcjonalnie (na przykład 1200 kb/s w przypadku napędu o 8 prędkościach). Ze względu na to, że parametry fizyczne dysku (niejednorodność masy, mimośrodowość itp.) są ujednolicone dla głównej prędkości obrotowej, przy prędkościach większych niż 4-6 występują już znaczne wahania dysku, a niezawodność odczytu, zwłaszcza w przypadku nielegalnie wyprodukowanych dysków, może się pogorszyć. Niektóre dyski CD-ROM mogą zmniejszać prędkość obrotową dysku w przypadku wystąpienia błędów odczytu, ale większość z nich nie może powrócić do maksymalnej prędkości do czasu wymiany dysku. Przy prędkościach powyżej 4000-5000 obr./min niezawodny odczyt staje się prawie niemożliwy, dlatego najnowsze modele CD-ROM-ów 10-biegowych i wyższych ograniczają górną granicę prędkości obrotowej. Jednocześnie na ścieżkach zewnętrznych prędkość transferu osiąga nominalną (np. 1800 kb/s dla modeli 12-biegowych, a w miarę zbliżania się do wewnętrznych spada do 1200-1300 kb/s. Aby wskazać Szybkość odczytu płyt CD w porównaniu ze standardem Audio CD (CD-DA) zwykle wykorzystuje liczby 24x, 32x, 34x itd. Jednak ostatnio technologia nieco się zmieniła. Pierwsze modele CD-ROM stosowały stałą liniową prędkość odczytu (CLV ), co wymagało zmiany prędkości obrotowej dysku w miarę poruszania się głowicy. Urządzenia 1x (150kb/s) prędkość ta mieściła się w przedziale 200-530 obr./min. Urządzenia 2x-12x o dużej prędkości po prostu zwiększały prędkość obrotową. Jednakże, już zwiększenie prędkości do 12x wymaga prędkości obrotowej rzędu 2400-6360 obr/min, co jest bardzo dużą wartością dla nośników wymiennych (często także słabo wyśrodkowanych).Dodatkowo różne prędkości obrotowe dla różnych obszarów dysku wydłużają czas dostępu, gdyż przy przesuwaniu głowicy należy odpowiednio zmienić prędkość obrotową dysku.Dalsze zwiększanie prędkości w ten sposób jest bardzo problematyczne, dlatego producenci przeszli na technologię P -CAV i CAV. Pierwsza polega na przejściu od stałej prędkości liniowej do stałej prędkości kątowej (CAV) na zewnętrznych ścieżkach dysku, a druga wykorzystuje stałą prędkość kątową dla całego dysku. Pod tym względem liczby takie jak 32x tracą trochę na znaczeniu, ponieważ zwykle odnoszą się do zewnętrznej strony dysku, a informacje na płycie CD są zapisywane począwszy od ścieżek wewnętrznych, a na całkowicie pustych dyskach prędkość ta w ogóle nie jest osiągana. Technologia ta jest bardzo wyraźnie widoczna w poniższym teście prędkości odczytu ścieżki wewnętrznej i zewnętrznej.

Nowoczesne napędy obsługują prędkości odczytu płyt CD do 56x; w przypadku płyt DVD prędkości również wzrosły, a dla różnych formatów odczytu/zapisu dostępne są różne, dość wysokie prędkości.

Rozmiar bloku danych.

Rozmiar bloku danych odnosi się do minimalnej liczby bajtów przesyłanych do komputera za pośrednictwem karty interfejsu. Innymi słowy, jest to jednostka informacji, z którą współpracuje sterownik napędu. Minimalny rozmiar bloku danych zgodnie ze specyfikacją MPC wynosi 16 KB. Ponieważ pliki na płycie CD są zazwyczaj dość duże, odstępy pomiędzy blokami danych są pomijalnie małe.

Rozmiar bufora.

Wiele napędów CD-ROM ma wbudowane bufory, czyli pamięć podręczną. Bufory te to układy pamięci instalowane na płycie napędowej służące do zapisywania odczytanych danych, co pozwala na przesłanie do komputera dużych ilości danych w jednym komunikacie. Typowa pojemność bufora wynosi 256 KB, chociaż dostępne są modele zarówno o większej, jak i mniejszej pojemności (im większa, tym lepiej!). Z reguły szybsze urządzenia mają większą pojemność bufora. Ma to na celu osiągnięcie wyższych szybkości przesyłania danych.

Nowoczesne napędy DVD-RW mają zwykle bufor o rozmiarze co najmniej 2 MB. Dyski posiadające bufor mają szereg zalet. Dzięki buforowi dane mogą być przesyłane do komputera ze stałą prędkością. Na przykład dane do odczytania są zazwyczaj rozproszone po całym dysku, a ponieważ napędy CD-ROM mają stosunkowo długi czas dostępu, może to powodować, że odczytywane dane docierają do komputera z opóźnieniami. Jest to prawie niezauważalne podczas pracy z tekstami, ale jeśli dysk ma długi czas dostępu i nie posiada bufora danych, przerwy pojawiające się podczas wyprowadzania obrazu lub dźwięku są bardzo irytujące. Ponadto, jeśli do zarządzania dyskami używane są dość skomplikowane programy sterowników, wówczas spis zawartości dysku można wstępnie zapisać w buforze, a dostęp do fragmentu żądanych danych jest znacznie szybszy niż przy wyszukiwaniu od zera.

Wsparcie dla odtwarzania płyt audio CD.

Obsługa płyt audio CD oznacza, że ​​możesz słuchać zwykłych płyt CD z muzyką za pomocą napędu CD-ROM. Prawie wszystkie nowoczesne modele napędów mają tę możliwość. Niektóre modele nie wymagają do tego specjalnych programów - odtwarzanie płyt audio CD odbywa się na poziomie „sprzętowym”. Aby włączyć ten tryb, na przednim panelu napędu znajduje się specjalny przycisk. Każdy nowoczesny napęd optyczny odtwarza dowolny format muzyczny.

Obsługa formatu CD-ROM/XA.

Oznacza to użycie dysków w formacie XA, który umożliwia przechowywanie danych audio i wideo w jednym bloku, który zawiera również informacje o synchronizacji audio. Dane na płytach audio i CD-ROM są przechowywane na ścieżkach zawierających 24-bajtowe „klatki” odtwarzane z szybkością 75 klatek na sekundę. Przechowywane dane mogą obejmować dźwięk, tekst, obrazy statyczne i dynamiczne. Gdy zawartość jest w normalnym formacie, każdy typ musi znajdować się na osobnej ścieżce, natomiast w formacie XA dane różnych typów mogą być przechowywane na tej samej ścieżce.

Mechanizm ładowania dysku.

Istnieją dwa zasadniczo różne rodzaje mechanizmów ładowania płyt CD: do pojemników do przechowywania i do wysuwanych tac. Dziś produkują także napędy, w których można załadować kilka płyt CD na raz. Urządzenia te przypominają wielopłytowe odtwarzacze samochodowe.

Kontenery — ten mechanizm ładowania dysku jest stosowany w większości wysokiej jakości napędów CD. Dysk umieszczony jest w specjalnym szczelnie zamkniętym pojemniku z ruchomą metalową klapką. Posiada pokrywę otwieraną wyłącznie w celu włożenia lub wyjęcia krążka z pojemnika; przez resztę czasu pokrywa pozostaje zamknięta. Podczas montażu pojemnika w napędzie metalowa klapka zostaje odsunięta na bok za pomocą specjalnego mechanizmu, otwierając drogę wiązce lasera do powierzchni płyty CD. Kontenery to najwygodniejszy sposób ładowania płyt. Jeśli wszystkie Twoje dyski mają kontenery, wystarczy, że wybierzesz ten, którego potrzebujesz i włożysz go do napędu. Pojemnik możesz bezpiecznie podnieść bez obawy o zabrudzenie lub uszkodzenie powierzchni płyty CD. Oprócz tego, że pojemnik chroni dysk przed zanieczyszczeniem i uszkodzeniem, dzięki tej metodzie jest on dokładniej instalowany w napędzie. Redukuje to błędy pozycjonowania czytnika i ostatecznie skraca czas dostępu do danych. Jedyną wadą kontenerów jest ich wysoki koszt. Kolejną ważną zaletą napędów przeznaczonych do dysków w kontenerach jest to, że można je montować nawet na bok. Tej operacji nie można wykonać w przypadku napędów z szufladami.

Wysuwane tace. W większości prostych napędów CD do montażu dysku wykorzystuje się wysuwane tacki. To te same urządzenia, które stosowane są w odtwarzaczach audio CD klasy CD-DA. Ponieważ krążków nie trzeba umieszczać w oddzielnych pojemnikach, mechanizm ładowania jest tańszy. To prawda, że ​​​​za każdym razem, gdy instalujesz nowy dysk, musisz go podnieść, a to zwiększa ryzyko jego zabrudzenia lub porysowania. Sama taca jest konstrukcją bardzo zawodną. Dość łatwo jest go złamać np. nieostrożnie uderzając go łokciem lub upuszczając coś z góry w momencie wyciągania z napędu. Ponadto wszelkie zabrudzenia, które dostaną się na dysk lub tacę, zostaną wciągnięte do urządzenia, gdy mechanizm powróci do pozycji roboczej. Dlatego też napędy z tacami nie mogą być stosowane w warunkach przemysłowych lub innych niekorzystnych warunkach zewnętrznych. Ponadto dysk nie leży tak pewnie na tacy, jak w pojemniku. Jeśli płyta CD zostanie umieszczona na tacy pod kątem, włożenie jej może spowodować uszkodzenie zarówno płyty, jak i napędu.

Wszystkie nowoczesne standardowe napędy posiadają mechanizm tacy do ładowania płyty. Jako najprostszy (a co za tym idzie najtańszy) wyparł już niemal wszystkie inne typy.

Czytanie płyt CD-RW.

Oprócz urządzeń jednorazowego zapisu dla złotych płyt, które można odczytać na dowolnym urządzeniu CD-ROM, w ostatnim czasie pojawiły się także urządzenia do odczytu i zapisu płyt CD wielokrotnego zapisu (CD-RW = CD ReWritabe). Ze względu na różną odbijalność, ich odczytanie wymaga zastosowania specjalnej technologii, nazwano ją MultiRead. Należy wziąć pod uwagę zdolność urządzeń CD-ROM do odczytu takich płyt (możliwość tę posiadają następujące dyski CD-ROM: Hitachi CDR-8335; Samsung SCR-3230; Sony CDU-711; Teac CD-532E; NEC CDR-1900A ; ASUS CD-S340 - teraz może to zrobić prawie wszystkie dyski). Do pełnego działania system operacyjny wymaga także obsługi systemu plików CD-RW UDF 1.5.

Pyłoszczelny.

Głównymi wrogami urządzenia CD są kurz i brud. Jeśli dostaną się do urządzenia lub mechanizmu optycznego, prowadzi to do błędów odczytu danych lub w najlepszym razie do spadku wydajności. W niektórych napędach soczewki i inne pionowe elementy umieszczone są w oddzielnych, szczelnych komorach, w innych, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu do napędu, zastosowano unikalne „bramki” składające się z dwóch przepustnic (zewnętrznej i wewnętrznej). Wszystkie te środki pomagają przedłużyć żywotność urządzenia. Dyski w kontenerach są znacznie lepiej chronione przed niekorzystnymi czynnikami niż modele z wysuwanymi tacami. W warunkach przemysłowych można używać wyłącznie ich. Obecnie specjalne zabezpieczenia przed kurzem praktycznie nie są stosowane, z wyjątkiem tego, że niektórzy producenci dostarczają pokrywy wysuwanej tacy z gumowymi uszczelkami - zmniejsza się hałas i mniej kurzu dostaje się do wnętrza urządzenia. Ponieważ dyski obecnie kosztują grosze, nie ma sensu komplikować i tym samym zwiększać kosztu dysku - łatwiej jest kupić nowy po jakimś czasie - roku, dwóch... Swoją drogą, te same powody wyjaśniają ogólną sytuację niski poziom jakości nawet drogich i prestiżowych modeli napędów.

Automatyczne czyszczenie soczewek.

Jeśli soczewka urządzenia laserowego jest zabrudzona, odczyt danych jest wolniejszy, ponieważ wielokrotne wyszukiwanie i odczytywanie danych zajmuje dużo czasu (w najgorszym przypadku dane mogą w ogóle nie zostać odczytane). W takich przypadkach konieczne jest użycie specjalnych krążków czyszczących. Niektóre nowoczesne, wysokiej jakości modele dysków mają wbudowany środek do czyszczenia soczewek. Jest to bardzo przydatne, gdy komputer pracuje w trudnych warunkach zewnętrznych lub nie można utrzymać miejsca pracy w czystości.

Dyski zewnętrzne i wewnętrzne.

Wybierając model napędu CD (zewnętrzny lub wewnętrzny), należy wziąć pod uwagę sposób, w jaki będzie on używany oraz czy planujesz modernizację swojego komputera. Każdy z tych typów dysków ma swoje zalety i wady. Oto niektóre z nich: dyski zewnętrzne - te urządzenia przenośne są mocniejsze i większe od wbudowanych; zaleca się ich zakup tylko w przypadku braku miejsca wewnątrz komputera lub konieczności podłączenia dysku do jednego komputera lub inny. Jeśli każdy z nich posiada adapter SCSI, wówczas procedura ta sprowadza się do odłączenia napędu od jednego komputera i podłączenia go do drugiego. Dyski wewnętrzne – urządzenia te zaleca się zakupić w przypadku, gdy komputer posiada wolną komorę lub dysk ma być używany tylko na jednym komputerze. Wszystkie współczesne komputery mają napędy CD-ROM. To pytanie jest dziś praktycznie bez znaczenia dla właścicieli komputerów PC - w komputerach jest wystarczająco dużo miejsca i wszystkiego innego. Wąską grupę konsumentów tego typu produktów stanowią właściciele starych laptopów (lub tych, w których dysk jest uszkodzony lub nie jest w pełni sprawny). Interfejs SCSI praktycznie nie ma zastosowania w komputerach domowych - jego przeznaczeniem jest tylko czasami, w niektórych systemach serwerowych i to tylko dla dysków twardych.

Interfejsy.

Dość często producenci dostarczają napęd CD-ROM z obowiązkową kartą kontrolera, która implementuje tzw. (własny) autorski interfejs. Zwykle jest to autorska implementacja jednej z wersji interfejsów IDE lub SCSI. Często przy zakupie napędu CD-ROM w ramach zestawu multimedialnego karta dźwiękowa zawiera zastrzeżony interfejs. De facto standardami interfejsów napędów CD stały się specyfikacje Mitsumi, Panasonic i Sony. Jednym z popularnych interfejsów dla wszystkich napędów, w tym napędów CD-ROM, jest SCSI lub SCSI-2. Jak wiadomo, charakterystyczną cechą interfejsu IDE jest implementacja funkcji kontrolera w samym napędzie. Dlatego takie dyski są podłączone do komputera za pomocą dość prostej karty adaptera. Interfejs ten zazwyczaj obsługuje programowe wejścia/wyjścia. Napęd podłącza się do płytki interfejsu za pomocą płaskiego kabla, który zazwyczaj różni się ilością styków w zależności od producenta napędu (Sony - 34-pin, Panasonic - 40-pin kabel). Firma Western Digital opracowała tzw. specyfikację Enhanced IDE. Dokument ten poparły niemal wszystkie wiodące firmy magazynowe. Interfejs ten umożliwia jednoczesne podłączenie do czterech dysków twardych. Ale co najważniejsze, specyfikacja Enchanced IDE pozwala nie tylko zwiększyć liczbę podłączonych urządzeń, ale także korzystać z innych typów urządzeń, takich jak napędy CD-ROM czy napędy taśmowe. W szczególności firma Western Digital oferuje protokół ATAPI (ATA Packed Interface) do obsługi napędów CD-ROM z interfejsem IDE. ATAPI jest rozszerzeniem protokołu ATA i wymaga niewielkich zmian w systemie BIOS. Ogólnie rzecz biorąc, używany jest specjalny sterownik. Ostatnio pojawiły się dyski obsługujące nie tylko interfejs IDE, ale także EIDE/ATAPI.

Jak wiadomo, interfejs SCSI stał się jednym z najważniejszych standardów przemysłowych służących do podłączania urządzeń peryferyjnych, takich jak dyski twarde, napędy taśmowe, drukarki laserowe, napędy CD-ROM itp. Należy zauważyć, że SCSI jest interfejsem wyższego poziomu niż IDE. Fizycznie magistrala SCSI to płaski kabel z 50-pinowymi złączami, za pomocą którego można podłączyć do ośmiu urządzeń peryferyjnych. Standard SCSI definiuje dwie metody transmisji sygnału - tryb wspólny i różnicowy. Wersje sygnalizacji różnicowej magistrali SCSI pozwalają na dłuższe długości magistrali. Aby zapewnić jakość sygnału na magistrali SCSI, linie magistrali muszą być zakończone po obu stronach (zestaw rezystorów terminujących lub terminator). Wersja interfejsu SCSI-2 umożliwia zwiększenie przepustowości magistrali poprzez zwiększenie częstotliwości taktowania i redukcję krytycznych parametrów taktowania magistrali, przy zastosowaniu najnowszych LSI i wysokiej jakości kabli. W ten sposób zaimplementowano „szybką” wersję SCSI-2 - Fast SCSI-2. Wersja magistrali „Wide” (Wide SCSI-2) zapewnia dodatkowe 24 linie danych dzięki podłączeniu drugiego kabla 68-żyłowego (nieużywanego w przypadku napędów CD-ROM). Zazwyczaj prędkość przesyłania danych na magistrali SCSI(-2) dla napędów CD-ROM sięga od 1,5-2 do 3-4 MB/s. Pomimo standaryzacji interfejsu SCSI, nadal pozostaje problem kompatybilności napędów z adapterami SCSI. Jeśli zaimplementujesz własny interfejs, podłączenie urządzeń innych niż napęd CD-ROM jest dość problematyczne. Należy tutaj zaznaczyć, że istnieje specyfikacja ASPI (Advanced SCSI Programming Interface), która została opracowana przez firmę Adaptec, wiodącego producenta adapterów SCSI. ASPI definiuje standardowy interfejs programowania dla adaptera SCSI hosta. Moduły oprogramowania ASPI dość łatwo do siebie pasują. Głównym modułem oprogramowania ASPI jest menedżer hosta ASPI. Związane są z nim programy sterowników ASPI np. do urządzeń takich jak napędy CD-ROM, dyski twarde typu floptical i wymienne, skanery itp. Jeśli producent urządzenia SCSI zapewnia sterownik zgodny z ASPI, jest on kompatybilny ze wszystkimi adapterami hosta lub kartami interfejsów firmy Adaptec i większości innych producentów. Niestety, w niektórych przypadkach producenci napędów CD-ROM dostarczają swoim kartom kontrolerów własny (niekompatybilny z ASPI) sterownik, nazywany interfejsem SCSI. Należy o tym pamiętać, jeśli chcesz podłączyć inne urządzenia do SCSI. Którego interfejsu najlepiej używać na komputerach kompatybilnych z IBM PC dla napędów CD-ROM? Chociaż teoretycznie interfejs SCSI może zapewnić prędkość transferu nieco wyższą niż IDE, w praktyce wszystko jest nieco bardziej skomplikowane. Nie zapominajmy na przykład o tym, że interfejs IDE wykorzystuje głównie programowe wejścia/wyjścia, a urządzenia SCSI w większości przypadków korzystają z transmisji danych poprzez bezpośredni dostęp do pamięci. W systemach z jednym użytkownikiem oprogramowanie we/wy jest często znacznie bardziej wydajne. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku korzystania z ulepszonych algorytmów buforowania. Zaleta adapterów SCSI jest niezaprzeczalna, przede wszystkim w systemach wielozadaniowych i wieloużytkownikowych. Faktem jest, że polecenia dla urządzenia SCSI można kolejkować, co zwalnia procesor do wykonywania innych operacji. Ponadto, jeśli napęd CD-ROM jest używany w sieci lokalnej jako urządzenie współdzielone, prawdopodobnie nie ma jeszcze alternatywy dla SCSI. Z drugiej strony instalacja napędu IDE jest dość prosta. W większości przypadków obowiązuje zasada „plug and play”. Do normalnej pracy zwykle nie jest konieczne dodawanie dodatkowych sterowników do plików konfiguracyjnych systemu. W przypadku adaptera SCSI proces instalacji jest bardziej skomplikowany. Na początek należy pamiętać o współdzielonych zasobach systemowych: portach I/O, przerwaniach IRQ, kanałach DMA, obszarach w górnej pamięci UMB. Po drugie, musisz poprawnie określić identyfikator SCSI dla konkretnego urządzenia, po trzecie, nie zapomnij o sygnale parzystości (zabroń lub włącz), zainstaluj terminatory itp. Dodatkowo pliki konfiguracyjne należy uzupełnić o odpowiednie sterowniki programowe dla adaptera i urządzeń. Jeśli chodzi o cenę, adapter SCSI zwykle nie jest dołączony do komputera i trzeba go dodatkowo kupić. Jak wspomniano powyżej, interfejs SCSI, ze względu na swój wysoki koszt i złożoność, stał się mniej powszechny, szczególnie w sektorze napędów optycznych. Obecnie nadal można znaleźć stare urządzenia SCSI, ale są to głównie dyski twarde, drukarki i skanery. Do dziś produkowane są wyłącznie dyski twarde z tym interfejsem. Zatem wszystkie informacje zawarte w tym rozdziale artykułu są naprawdę bezużyteczne.

Obecnie aktualny standard IDE/ATA zostaje zastąpiony przez nowe SATA i SATA-2. Nowy standard upraszcza instalację napędu do elementarnego prymitywizmu! Jednocześnie urządzenia SATA są nie tylko łatwe w instalacji, ale także bardziej zaawansowane technologicznie itp.