Лазерные накопители

Автор: manager Суббота, Март 29th, 2008 Нет комментариев

Рубрика: Hardware

В качестве носителя программ и данных диски CD-ROM не потеряют актуальность по крайней мере в обозримом будущем, поэтому, несмотря на появление записывающих устройств, продолжается совершенствование и классических (только с функцией чтения) приводов — они становятся все более быстродействующими. Устройства с однократной (CD-R) и многократной (CD-RW) записью, хотя и получают все большее распространение, пока не вытесняют, а скорее дополняют обычные проводы CD-ROM.

Наибольшее распространение получили 5-дюймовые диски CD-ROM емкостью около 650 Мб. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске располагаются спиралевидным образом (в отличие от концентрических окружностей на винчестере). Лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записанных на CD, по форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали. Принцип считывания информации с оптического диска можно приближенно разбить на четыре этапа.

1. Луч слабого лазера, проходя через систему линз, фокусируется на областях спирали данных компакт-диска.
2. Отражение луча (с различной интенсивностью).
3. Луч возвращается в группу призм, где происходит его преломление и попадание на фотодетектор.
4. Фотодетектор определяет интенсивность светового потока и переправляет эту информацию к микропроцессору дисковода, который завершает ее анализ, преобразуя в цифровую последовательность.
Основу компакт-диска диаметром 12 см и толщиной 1.2 мм составляет слой оптически чистой поликарбонатной пластмассы — это нижняя сторона, подложка (back layer). На нее нанесен тонкий слои алюминия, придающий диску необходимые отражающие свойства От окисления и механических повреждений его защищает лакировка. Поверх лакового слоя печатается этикетка диска.
Главной характеристикой привода CD-ROM является скорость чтения данных, поднять которую можно только единственным способом — увеличением частоты вращения диска. Для первого поколения устройств со скоростью чтения 150 Кб/ с (односкоростные, или 1х) она лежит в диапазоне от 200 об/мин для внешней части дорожки диска до 530 об/мин для внутренней. В следующих поколениях частоты вращения, а с ними и скорость чтения, просто увеличивались в целое число раз (двухскоростные — 2x, четырехскоростные — 4х и т. д.). Так продолжалось довольно длительное время, пока скорость высококлассных моделей не достигла 12х (1800 Кб/с), а массовых — 8х (1200 Кб/с). Для 12-скоростных моделей диапазон частот вращения составляет от 2400 до 6360 об/мин. Понятно, что 6360 об/мин — это очень большая скорость для сменного носителя, которую технически трудно поддерживать. Дальнейшее увеличение скорости чтения стало возможным только благодаря отказу от режима CLV (Constant Linear Velocity) в пользу CAV (Constant Angular Velocity), в котором скорость чтения пропорциональна радиусу. Режим CAV используется либо для всей поверхности диска, либо комбинируется с CLV.
Такой переход не потребовал от производителей особых затрат, так как максимальная частота вращения не увеличилась, а механическая часть, включая двигатель, не подверглась существенным изменениям. Поэтому цены на новые устройства, несмотря на значительно улучшенные параметры, остались на прежнем, весьма невысоком уровне.
Покупать лучше новые высокоскоростные устройства, несмотря на незначительность прироста реального быстродействия, — только они поддерживают стандарт MultiRead, дающий возможность чтения перезаписываемых дисков CD-RW
Появившиеся на рынке в 1997 году 24-скоростные CD-ROM работали по полной CAV-технологии при частоте вращения диска 5000 об/мин, и скорость считывания данных у них лежала в пределах от 1.8 до 3.6 Мб/с. При 50-кратной скорости у самых новых накопителей частота вращения достигает 12 тыс. об./мин, чего пока нет даже в самых современных жестких дисках. Поток данных при этом составляет 7.2 Мб/с.

Новые технологии для чтения CD-ROM
Компания Kenwood (http://www.kenwoodtech.соm/) выпустила новый CD-ROM Kenwood 72Х TrueX с интерфейсом ATAPI. Он стал первым из числа доступных на рынке устройств этого класса с максимальной скоростью передачи данных 10800 байт/с (72х).
В Kenwood 72Х TrueX, так же как и в других накопителях серии Kenwood TrueX, используется технология частично постоянной угловой скорости вращения диска (Partial Constant Angular Velocity) разработанная фирмой Zen Research N. V. и носящая название TrueX. Эта технология подразумевает параллельное чтение данных с семи треков, что позволяет уменьшить до 5100 об./мин максимальную скорость вращения диска в дисководе и, как следствие, снизить вибрацию и шум привода во время работы.
Специалисты высоко оценивают эффективность дисководов Kenwood TrueX. Параллельное чтение треков — элегантный путь увеличения скорости передачи данных без ускорения вращения диска. С этой технологией Kenwood поднимает планку производительности CD- и DVD-дисководов. Примерная цена устройства — $130.

Кое-что о чистке CD-ROM и лазерных дисков
Любая грязь и пыль на линзе или поверхности компакт-диска может привести к таким проблемам, как, например, посвистывание и позванивание привода CD-ROM (особенно высокоскоростного), отказы читать диски (если они сомнительного производства), перескакивание с дорожки на дорожку при проигрывании музыкальных дисков, снижение кадровой частоты или появление дефектов изображения у видеодисков. Столкнувшись с этим, рано нести привод CD-ROM или проигрыватель музыкальных компакт-дисков в ремонт или выбрасывать (не выбрасывайте и нечитающиеся диски). Все это не должно пугать, если под рукой есть аксессуары для чистки компакт-дисков и приводов CD-ROM.
Чистящие диски по методу активизации очистительного процесса делятся на так называемые музыкальные и компьютерные. Первые предназначены в основном для очищения проигрывателей компакт-дисков — чистка ими производится посредством проигрывания определенной дорожки (что не понравится пользователям ПК, если на их приводе CD-ROM нет кнопок для управления проигрыванием, а программа-проигрыватель недоступна).
У компьютерных чистящих дисков есть поддержка приводов CD-ROM, они читаются как обычные компакт-диски с данными, и для процедуры очищения нужно просто запустить какую-то программу, которая самостоятельно проигрывает определенную дорожку диска. В плохом чтении дисков привод CD-ROM виноват только наполовину. Чистота самого диска в такой же степени влияет на качество его воспроизведения. Диск не украшают многочисленные царапины, отпечатки рук. Всякие отметины сказываются негативно не только на достоверности информации, хранящейся на диске, но способны даже повредить привод CD-ROM.
Существует единственный надежный способ очистить диск — провести по его поверхности от центра к краю (ни в коем случае по окружности) салфеткой из специальной ткани, предварительно смочив диск специальным чистящим составом. Салфетки в большинстве своем делают из микрофибры, а жидкость — на основе изопропилового спирта (советуют держать аэрозоль на расстоянии 10-15 см от диска, а если вам нужна «серьезная чистка» — подождать 20-30 секунд после распыления).

Лазерные накопители CD-R
Чтобы записать один-единственный компакт-диск, шесть лет назад потребовались бы целая комната аппаратуры, два квалифицированных специалиста и восемь часов работы. Сегодня, имея компьютер с записывающим дисководом CD-R, можно сделать диск менее чем за час. Аббревиатурой CD-R (CD-Recordable) обозначена технология однократной оптической записи, которую можно использовать для архивирования данных, создания прототипов дисков для серийного производства и для мелкосерийного выпуска изданий на компакт-дисках, записи аудио и видео. На CD-R, в частности, основана система Photo CD фирмы Kodak.
Назначение устройства CD-R — запись данных на компакт-диски CD-R, которые потом можно читать на накопителях CD-R, CD-ROM и CD-RW. Если говорить о скорости чтения/записи, то накопители CD-R сильно проигрывают традиционным накопителям на жестких магнитных дисках, имеют примерно одинаковые возможности с JomegaZip с интерфейсом SCSI и значительно превосходят JomegaZip с интерфейсом LPT. Так, реальная скорость чтения данных накопителем CD-R на скорости 12х достигает 1.5 Мб/с, а скорость записи на скорости 4х — 0.6 Мб/с. В то же время у современных IDE-винчестеров скорость чтения/записи составляет 4.5 — 5 Мб/с, у накопителей JomegaZip с интерфейсом SCSI — 600-800 Кб/с, а у JomegaZip с интерфейсом LPT — 60-100 Кб.
Скорость чтения/записи, безусловно, важный, но не единственный показатель, который определяет выбор накопителя. Не менее важна удельная стоимость одного мегабайта хранимых данных. И носители CD-R здесь вне конкуренции — при объеме в 650 Мб эти диски стоят в розницу около $1 за штуку, что дает рекордно низкую удельную стоимость одного мегабайта хранимых данных — $0.002! Аналогичный показатель для IDE-винчестеров колеблется в пределах $0.025-0.055. При этом недорогой накопитель CD-R стоит около $150, а самые «крутые» модели — $300. Следует также отметить, что компакт-диски более надежны при длительном хранении информации, чем магнитные носители: последние весьма чувствительны к электромагнитным полям и ударным нагрузкам.
В любом компакт-диске данные кодируются и записываются в виде последовательности отражающих и не отражающих участков. При записи CD-R сфокусированным мощным лазерным лучом нагреваются небольшие области слоя красителя. Краситель передает тепло смежной с ним подложке, под действием которого она изменяет свои свойства и начинает рассеивать свет. В областях, не нагревающихся лазером, подложка остается прозрачной и при считывании данных пропускает луч. Последний проходит до металлического слоя, отражается от него и через подложку попадает на светочувствительный датчик.
Хотя способы записи информации на обычные компакт-диски и на диски CD-R различны, результат мы имеем один и тот же — последовательность отражающих и не отражающих участков, которую может прочесть любой дисковод CD-ROM. При чтении диска на него направляется маломощный лазерный луч, и светочувствительный датчик воспринимает последовательность отраженных сигналов.
Нужно отметить, что для изготовления собственного компакт-диска вы должны не просто подключить устройство записи на ПК, а решить еще целый ряд технических вопросов. Существует стандартный формат ISO 9660 для оптических носителей информации. Однако может потребоваться, чтобы формат данных был совместим с самыми разными компьютерными платформами.
Еще один фактор, который необходимо учитывать, — режим записи. Существуют два режима: односеансный и многосеансный. В односеансном режиме запись всего диска должна осуществляться за один проход без перерывов. В многосеансном режиме данные записываются за несколько сеансов, в результате чего информация на диске представляется в виде нескольких отдельных томов. Минус этого режима — не все накопители CD-ROM способны читать диски, записанные подобным способом. Плюс — режим многосеансной записи позволяет записать часть данных, остановиться, а затем продолжить запись.
Одно из последних достижений технологии записи CD-дисков — способ записи пакетами (Packet Writing). При использовании пакетной записи у пользователя создается полная иллюзия работы с обычным жестким диском — вы можете скопировать файл на диск, отредактировать или удалить его, создать еще несколько файлов на диске и т. д. Для записи данных в пакетном режиме необходимо установить дополнительное программное обеспечение — на сегодняшний день общеприняты к использованию два таких программных пакета — Adaptec DirectCD и CeQuadrat PacketCD. При этом форматы пакетной записи Adaptec DirectCD и CeQuadrat PacketCD совместимы друг с другом — то есть диски, записанные с помощью одного пакета, могут быть прочитаны и дописаны с помощью другого Однако программное обеспечение для пакетной записи включается в комплект поставки дисководов CD-R/RW не всегда. При использовании этого режима часть объема лазерного диска становится недоступной (остается около 550 Мб) Но если включить опцию уплотнения при форматировании диска — объем удваивается и составляет 1.1 Гб на одном диске.
Данные, записанные в режиме Packet Writing на одном дисководе, не всегда будут читаться на другом. Так что об универсальности этого способа записи пока говорить не приходится.
Помимо уже перечисленных способов использования дисководов CD R/RW, последние позволяют также копировать CD-носители, записывать аудио диски в формате CD-DA, а также CD-диски в других форматах: Hybrid CD, CD Extra, CD Text, Video CD и т. д. Естественно, все устройства CD-R/CD-RW могут работать и как обычные дисководы CD-ROM — то есть читать CD диски.
Хотя все вышесказанное (включая «запись пакетами») относится и к CD-R, и к CD-RW, о последних стоит поговорить особо.
Вообще, накопители CD-RW отличаются от накопителей CD-R лишь дополнительной возможностью (кроме записи на диски CD-R): записывать многократно перезаписываемые диски CD-RW.

CD-RW-накопители на перезаписываемых CD-дисках
На компьютерном рынке появились накопители, которые дают возможность работать с перезаписываемыми CD-RW (CD-ReWntable), известными также как CDE. Такие устройства позволяют заносить информацию на существующие недорогие компакт-диски с возможностью дозаписи (CD-R ценой около $1), а при использовании перезаписываемых CD-RW-дисков стирают старые данные и записывают вместо них новые. Емкость носителя CD-RW (стоимость около $5) составляет 650 Мб и равна емкости стандартных дисков CD-ROM и CD-R.
CD-RW-привод автоматически распознает тип загружаемого носителя. CD-R-диски совместимы с более чем 600 млн. различных CD-ROM-носителей и плейеров звуковых компакт-дисков, существующих сегодня в мире; они могут работать и в некоторых DVD-ROM-приводах (не во всех).
CD-RW выпускаются и для IDE/ATAPI-интерфейса, и для SCSI. Все устройства обеспечивают режимы записи Track at Once и Disc at Once, многосеансовую запись (MultiSession), фиксированный и переменный пакетные режимы записи, а также все стандартные форматы записи компакт-дисков (в том числе и музыкальных).
Уровень записи (отражающая способность) в CD-RW определяется специальным комбинированным слоем, который реверсивно изменяет свои характеристики, Запись производится при изменении состояния вещества записывающего слоя, когда вещество под нагревом переходит из кристаллического состояния в аморфное. Такой процесс называется фазовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Но в отличие от магнитооптики, запись на CD-RW определяется изменением отражающей способности поверхности. В связи с этим CD-RW-диски более «капризны» при чтении, так как изменение отражательных свойств у них намного меньше, чем у CD-R.
Серьезными конкурентами записываемых и перезаписываемых компакт-дисков могут стать устройства DVD, однако их широкое применение сдерживается высокими ценами и отсутствием единых стандартов. По некоторым оценкам в ближайшие несколько лет DVD-устройства не станут массовыми — по крайней мере, на российском рынке.
Источник: http://www.mycomp.com.ua/

Оставить комментарий

Чтобы оставлять комментарии Вы должны быть авторизованы.

Похожие посты